矩形顶管机介绍
《矩形顶管介绍》课件
矩形顶管的型号与规格
型号
根据不同的分类方式，矩形顶管的型号也不同。常见的型号有D1500x1200、 D2000x1500等，其中D表示矩形顶管，后面的数字表示顶管的直径和高度。
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特点
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施工速度快，可大幅缩短工期；
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对周围环境影响小，减少土方开挖和回填作业；
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可穿越复杂地形和障碍物，适应性强；
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施工成本相对较低，经济效益高。
矩形顶管的应用领域
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城市管网建设
用于铺设、更换和修复城市排 水管道、供水管道、燃气管道
矩形顶管施工速度快，能够缩短地铁 工程的施工周期。
减少施工影响
矩形顶管施工对周围环境的影响较小 ，可以减少对周围居民和交通的影响 。
矩形顶管在市政管道工程中的应用
解决管道埋设难题
在市政管道工程中，有些地区由 于地形复杂、建筑物密集等原因 ，管道埋设困难，矩形顶管能够
解决这些问题。
保护城市环境
矩形顶管施工对城市环境的影响较 小，可以减少对城市景观和交通的 影响。
推动行业标准化和规范化发展
企业应积极开展国际合作与交流，引进国 外先进技术和管理经验，提升自身实力。
行业协会和政府部门应加强行业标准化和 规范化建设，规范市场秩序，促进矩形顶 管行业的健康发展。
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复合材料应用
随着复合材料技术的发展，未来矩形顶管将更多地采用复合材料，以 提高产品的强度、刚度和耐久性。
大断面矩形顶管施工技术资料讲解
大断面矩形顶管施工技术一、矩形顶管简介矩形顶管法是借助顶推设备（液压千斤顶）将管节从工作坑（始发井）内穿过土层一直推到接收坑（到达井）内，依靠顶管机刀盘不断地切削土屑，由螺旋机将切削的土屑排出，并通过洞内水平运输至始发井口吊出。
边顶进，边切削，边排土，将管道逐段向前铺设的一种非开挖施工技术。
1.2 矩形顶管适用范围矩形顶管工艺适用范围如图1.2-1所示。
地铁出入口过街通道地下综合管廊穿越铁路、河流等图1.2-1 矩形顶管适用范围示意图1.3 矩形顶管施工优缺点1.3.1 矩形顶管工优点（1）施工占地面积小、噪音低、无扬尘；（2）不开挖路面、不封闭交通、不改迁管线；（3）在同等截面下，矩形隧道比圆形隧道能更有效的利用地下空间；（4）施工对周围土体扰动小，能有效控制地面和管线沉降；1.3.2 矩形顶管工缺点根据顶管机设计，顶管螺旋机出土最大粒径为250mm，，施工中有可能会遇到顶管机无法排出的较大孤石。
在遇到顶管机无法排出的孤石时需于地面确定孤石位置进行临时交通疏解，开挖取出孤石。
二、大断面矩形顶管机介绍顶管机根据矩形顶管设计尺寸及地层情况进行设计制造，主要由切削搅拌系统、驱动系统、纠偏及液压系统、出渣系统、顶推系统、测量显示系统、电气操作系统等组成。
2.1 切削搅拌系统矩形顶管配置了6个辐条式刀盘，刀盘开口率70%以上，采用3前3后平行轴式布置,相邻刀盘的切削区域相互交叉，开挖覆盖率能达到93%~95%。
考虑要通过加固区，在前盾切口环全圆布置切刀，对盲区进行主要切削。
刀盘切削下来的土体充满整个土仓，并经过刀盘附带的搅拌棒充分搅拌均匀后，由底部螺机出土孔进行出土。
2.2 驱动系统(1)驱动形式：变频驱动；(2)速度：0～1.16 rpm，无级变速；(3)最大理论扭矩：1444kN·m（单个刀盘）(4)驱动功率：30kw×6×6（6组）2.3 出渣系统螺旋输送机结构包括壳体、轴式叶片、驱动装置、尾部闸门几部分。
顶管机产品介绍
泥水平衡顶管机发布公司：江阴泰和机械有限公司发布日期：2010/04/12详细介绍Introduction泥水平衡顶管机的主要优点是：1、通过更换切削滚刀，能在普通土层、巨卵石、岩盘中进行掘进。
2、在施工过程中，能够从顶管掘进机内更换切削滚刀。
3、能够进行长距离曲线掘进。
4、大口径圆锥破碎装置能顺利的进行二次破碎。
5、远距离遥控、实现机内无人化操作。
土压平衡顶管机发布公司：江阴泰和机械有限公司发布日期：2010/04/12详细介绍Introduction土压平衡顶管机的产品说明：大刀盘土压平衡顶管机适用在软土、硬土、砂砾和卵石层中掘进，是全土质的顶管掘进机。
通过合理的注浆方式，可改良土体，保持控制面稳定及地面沉降。
弃土的运输和处理方便、简单，作业环境好，操作安全、方便，适合中、大型口径顶管作业。
镇江安达机械有限责任公司（原镇江煤矿专用设备厂）、镇江安达煤矿专用设备有限公司矩形顶管机DZ型土压平衡式矩形顶管机是利用土压平衡原理完成矩形断面的隧道施工,可用于建造过街地道、高速公路穿越、地铁车站、地铁、海底隧道以及在闹市区、古文物保护区、植被保护区等不适宜进行开挖的市政给排水、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设等。
特点：利用土压平衡原理进行全断面切削,对周围土体扰动小。
在同等截面积下，矩形隧道比圆形隧道可更有效地利用空间，减少地下掘进土方。
不需再进行地面铺平工序，不仅省时而且可降低工程造价20%左右。
对原有的各类地下管线，道路交通、水运以及地面的各类建筑无影响。
施工时无噪音、无环境污染。
通过PLC程序控制器及各类传感器等,随时监测施工状况,使整个施工过程处于受控状态，从而有效控制矩形隧道顶进轴线、转角偏差及地面沉降。
工作原理：通过大刀盘及仿形刀对正面土体的全断面切削，改变螺旋机的旋转速度及顶进速度来控制排土量，使土压仓内的土压力值稳定并控制在所设定的压力值范围内，从而达到开挖切削面的土体稳定。
适用范围：本工法适用于在粘土、淤泥质粘土、粉质砂土、砂质粉土及强风化岩等地层中施工。
矩形顶管施工
中国中铁二局城通公司
二、矩形顶管机介绍
本项目顶管机 为土压平衡式 顶管机： 通过向切削仓 内注入一定比 例的混合材料 ，使得充满泥 仓的泥土混合 体平衡正面土 压以及地下水 压力。
13 | 2020/2/10 | 勇于跨越 追求卓越
中国中铁二局城通公司
二、矩形顶管机介绍
本工程矩形 顶管内净空 尺寸：宽× 高 6000×4000 mm 刀盘：采用6 刀盘，3凸3 凹品字设置
对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是 非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
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五、部分参数
1. 最大顶进长度：150-200m，超过200m需中继件； 2. 目前顶力1200t，最多3200t； 3. 管片C50,P10； 4. 沉降及施工精度，20mm左右； 5. 设备长度4m+0.9m刀盘； 6. 顶进速度：3-4m/d； 7. 本工程造价：20w/m； 8. 每个通道净距50cm； 9. 管片：6.9*4.9*1.5，管片厚度0.45m，每节40t，含钢量220~240kg/m3 10.设备2400w，5km分摊，改良剂及操作人员比较关键； 11.广州地铁出入口3.3*3.5，造价18.5w/m，不计工作井； 12.中分化花岗岩可以做，15MPa以下。
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中国中铁二局城通公司
一、工程概况
顶管顺序为 1 → 3 → 2 → 4
中国中铁二局城通公司
一、工程概况
四条顶管通 道总长242m ，单条顶管 通道长60.5m ，顶管管节 内净空尺寸 为高4m、宽 6m、长1.5m ，壁厚0.45m 。
矩形顶管机及矩形隧道的研究与应用
２．Ｏｍ。
２～２
成阶梯型人造持力层，将软弱松散地基
进行加固挤密，使得该层土体得到改 良。解决了软弱松散地基无浅部持力 层的问题．提高了短桩的承载能力。 该桩型具有桩基的承载特性，可采
２伽１年１１月
施Ｔ技术
ＣＯＮＳＴＲＵＧＴｌＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ５１
第３０卷第１１期
Ｐ“ｅ。。。。“。““’
§推广项目指南简介ｔ
各种软弱地基，在地表下３—９ｍ范围 内有相对较硬土层时．优势更明显。采 用滚技术已完成６０余项、近４００个单 位工程的地基加固施工任务，建筑面积 在３００万ｆｎ２以上。 成果完成单位：北京渡森特岩土工程有 限公＿Ｊ 孔内深层强夯法应用技术 孔内深层强夯法是根据“动力固 结”的机理与现代科学技术为一体的地 基处理技术。施Ｔ时先成扎，再向孔内 填料，以高动能、超压强特异莺锤在孔
量，使土压舱内的土压力值稳定并控制 在所设定的压力值范围内，达到开挖切
削面的土体稳定。与圆形隧机相比，没
其刚度和强度要求，具有渗滤、环箍、 限裂效应和消除由传统模板引起的容
器效应。混凝土浇注后模网小拆除，可 代替钢筋骨架，且具有良好的抗剪性和 延性；粱扳柱与墙体均为观浇混凝土． 整体性强，对抗篙十分有利。 外保温帝枇建筑模网墙体能达到 建筑节能５０％的国家标准，总热吼可 达１
家大型重点工程的数百万ｍ２各类疑 难地基处理。 成果完成单位：北京瑞力通地基基础工 程有限责任公二Ｊ 可变式扩底支盘桩设计 与设备应用技术 可变式扩底支盘桩是用特制的挤
扩成型设备在原来普通灌注桩的基础 上增加底部扩大头和中间的挤盘．提高 承载力。扩底支盘成型设备用液压传 动原理及自动控制技术研制而成．能够
复杂地况下矩形顶管施工技术
复杂地况下矩形顶管施工技术摘要：随着城市的不断发展,地铁的建设数量也随之增加。
而地铁施工占道带来的交通拥堵严重增加了交通压力，影响了市民的正常交通需求。
地铁出入口施工需要跨越城市主干道，对交通的影响会更严重。
出入口通道采用矩形顶管施工的出现，可以很好的解决这一问题。
本文以南宁地铁5号线江南公园站C号出入口过街通道施工为例，对矩形顶管施工所面临的风险进行分析，并针对风险制定了相应的施工方案，从而解决城市地铁建设带来的交通压力，并为后续类似工程提供参考依据。
关键词：地下水、粉细砂层、顶管施工1.前言地铁出入口施工通常采用的方法有明挖支护施工、矿山暗挖法施工及矩形顶管三种方式。
采用明挖法施工需要迁改的管线多、占用主干道，不仅费用高，还影响交通；采用矿山法施工，施工范围内主要是粉细砂层，不仅结构埋深浅，且地表重载车辆多，施工风险极大；根据工程情况采用矩形顶管施工工艺，不用围封堵市道路，只需要占用道路以外的场地，对交通影响小，且无需迁改管线，施工周期短，费用低。
不同区域有着不同的地质、水文条件，因此采用矩形顶管施工面临的问题也不尽相同。
一般在设计阶段会对施工风险采取措施，但是由于现场条件变化导致原设计措施无法实施，需根据实际情况制定新的的解决方案。
本文案例就出现了这类问题，原设计的始发端旋喷桩加固措施无法施工，给顶管始发带来了很大的难度，项目根据现场地质、水文条件，制定了真空降水措施，有效的解决了粉细砂层顶管掌子面塌方难题。
2.工程概况2.1 C号出入口概况江南公园站是南宁轨道交通5号线一期工程从南到北的第4个站，站位位于壮锦大道与高棠路交叉口西侧。
C号出入口位于壮锦大道与高棠路交叉口东南侧，出入口过街段采用矩形顶管施工。
过街顶管段主体结构长43.5m，顶管段顶板覆土厚度约6m，长度为43.5m，顶管尺寸为6.9mx4.9m（外径尺寸），壁厚500mm，1.5m一环。
始发端、接收端5m范围内采用高压旋喷桩注浆加固。
大断面泥水平衡式矩形顶管机应用于广州地铁车站通道工程
一
个 ｍ人 口通 道 ， 通道 穿 越 康 王 南 路 ， 至 对 面六 二
受 到 了业 主 的好评 ， 为广 州地 铁 ６号线 文 化公 园站 工
， ｔ Ｊ Ｉ ０ ｌ ｉ ， ￣ Ｊ 完＿ Ｔ 创造 了 良好 的条件 。 路侧 ｝ ｛ ｜ ， 通道 截 面 为 ６ ｍｘ ４ ． ３ Ｉ ｎ ， 顶部覆土 ４ ． ７ ｎ ｌ ， 穿 越 程 的按 Ｎ 该 程所 使 用 的 大 断 面泥 水 平 衡 式 矩 形 顶 管 机 地层 为淤泥 质粉 细砂 层 。 该 通道 丁程 主 体结 构采 用 大
依 靠 先 进 的技 术 装 备 、 配套 的保 障技 术 、 扎实 的施 ＿ Ｔ 政基 础设施 工程 施 工 。
（ 通讯 员 曾清华 ）
２ ０ １ ４ 牟第１ 期（ １ 竹 ） 第３ ２誊
１ １
断面 泥水 平衡 式矩形 顶 管Ｔ 艺顶进施Ｔ ． 施 工 方 为广 东 省基 础一 ｒ 程公 司特种 工程 分
是 广东 省基 础Ｔ 程公 司特 种
Ｔ 程 分 公 司 自主 研 发 制 造 的
矩 形 隧 道 掘 进 施 丁 专 用 设 备。 顶管 施 Ｔ 中 ， 素混 凝土 墙
公司 ， 业 主方 为广 州 市 地 下
道， 车 流量 大 ， 对施ｌ Ｔ 所造 成
水 平 衡 式 矩 形 顶 管 机 顶 管
采 用 预 制混 凝 土矩 形 管 节 ，
的地层 及管线 沉 降控 制要 求 高： 顶 管 穿 越 的 淤 泥 质 粉 细 砂 层 中存在 大量 旧房屋 的木 桩基础 、 砖 基 础 和 以前 施 工 所 遗 留 的钢 管 ， 地 质 条 件 复
大断面矩形顶管施工技术
大断面矩形顶管施工技术一、矩形顶管简介矩形顶管法是借助顶推设备（液压千斤顶）将管节从工作坑（始发井）内穿过土层一直推到接收坑（到达井）内，依靠顶管机刀盘不断地切削土屑，由螺旋机将切削的土屑排出，并通过洞内水平运输至始发井口吊出。
边顶进，边切削，边排土，将管道逐段向前铺设的一种非开挖施工技术。
1.2 矩形顶管适用范围矩形顶管工艺适用范围如图1.2-1所示。
地铁出入口过街通道地下综合管廊穿越铁路、河流等图1.2-1 矩形顶管适用范围示意图1.3 矩形顶管施工优缺点1.3.1 矩形顶管工优点（1）施工占地面积小、噪音低、无扬尘；（2）不开挖路面、不封闭交通、不改迁管线；（3）在同等截面下，矩形隧道比圆形隧道能更有效的利用地下空间；（4）施工对周围土体扰动小，能有效控制地面和管线沉降；1.3.2 矩形顶管工缺点根据顶管机设计，顶管螺旋机出土最大粒径为250mm，，施工中有可能会遇到顶管机无法排出的较大孤石。
在遇到顶管机无法排出的孤石时需于地面确定孤石位置进行临时交通疏解，开挖取出孤石。
二、大断面矩形顶管机介绍顶管机根据矩形顶管设计尺寸及地层情况进行设计制造，主要由切削搅拌系统、驱动系统、纠偏及液压系统、出渣系统、顶推系统、测量显示系统、电气操作系统等组成。
2.1 切削搅拌系统矩形顶管配置了6个辐条式刀盘，刀盘开口率70%以上，采用3前3后平行轴式布置,相邻刀盘的切削区域相互交叉，开挖覆盖率能达到93%~95%。
考虑要通过加固区，在前盾切口环全圆布置切刀，对盲区进行主要切削。
刀盘切削下来的土体充满整个土仓，并经过刀盘附带的搅拌棒充分搅拌均匀后，由底部螺机出土孔进行出土。
2.2 驱动系统(1)驱动形式：变频驱动；(2)速度：0～1.16 rpm，无级变速；(3)最大理论扭矩：1444kN·m（单个刀盘）(4)驱动功率：30kw×6×6（6组）2.3 出渣系统螺旋输送机结构包括壳体、轴式叶片、驱动装置、尾部闸门几部分。
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工程中常见矩形顶管机
公司：上海市机械施工有限公司
名称：TH691PMX-1矩形顶管机 性质：全断面土压平衡
截面尺寸：6930*4230*5435mm
A:刀盘
B:注水孔
C:螺旋机 F:铰接伸缩缝
D:土压传感器
E:注浆孔
工程中常见矩形顶管机
A C
公司：广东省基础工程公司 名称：H4300XW6000矩形顶管机 性质：全断面泥水平衡
1990
矩形顶管
• 断面利用率更高 • 更加经济 • 各自独立的千斤顶并控制顶进方向的掘进机 • 带橡胶密封环的系列混凝土管 • 中继间构造
1960
现代化顶管施工
1930 1920 1896
出现混凝土管 手掘式顶管机
管径700—2400mm 波纹钢管取代铸铁管
美国北太平洋铁路公司完成了早期的穿越铁路铸铁管顶进施工作业
B
截面尺寸：6270*4390*5200mm
A:刀盘
B:偏心轴
C:平衡翼
• 多偏心轴式刀盘
• 双平行曲柄机构传动系统 • 偏心曲轴组成的驱动装置 • 可适应不同尺寸矩形断面
• 组合刀盘
矩形顶管机侧转
• • • •
土质不均匀 地面超载 矩形顶管机制造误差 顶管施工不合理或不规范
矩形顶管机防侧转控制技术
• 改变刀盘转动方向（小刀盘） • 纠偏油缸 • 单侧压重 • 调整减摩注浆位置 • 使用用平衡翼 • 信息化施工，加强监测
矩形顶管机介绍
2012.12.21
顶管与盾构区别
相同点： •暗挖法施工 •开挖工作坑 •刀盘切割土体
顶管千斤顶
管节顶进
不同点： •千斤顶位置 •管节（片）安装方法 •应用领域 管片拼装
盾构千斤顶
顶管技术发展历程
现在 顶管技术大发展 • • • • • • 一次连续顶进的距离：越来越长 顶管直径：向大小直径两个方向发展 管材：钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢顶管 挖掘技术：机械化程度越来越高 顶管线路的曲直度：曲线形状越来越复杂 曲率半径越来越小。
土压式平衡顶管机
• 顶管机与其所处土层的土压力和水压力平衡 • 排土量与掘进机切削刀盘破碎下来土的体积相平衡
泥水式平衡顶管机
• 泥浆泵控制破碎室内进出的平衡介质来平衡工作面的地下水压力和土压力
刀盘切削形式
• 小刀盘
• 切削面积可达到整个断面面积的70% • 偏组运行可以控制机头的姿势 • 只能适应一般土层 • 刀盘结构对称，受力均匀，对土体扰动小 • 传动系统较复杂 • 其可靠性受到工作环境恶劣的制约
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 近30年来，我国的顶管技术水平有了长足的发展，并在大直径、 长距离顶管技术方面处于领先地位
矩形顶管机类型
顶管机
全断面掘进顶管机
分布掘进顶管机
土 压 平 衡 式 顶 管 机
泥 水 平 衡 式 顶 管 机
气 压 平 衡 式 顶 管 机
机 械 平 衡 式 顶 管 机
手 掘 式 顶 管 机
机 械 式 顶 管 机
顶管技术现状
• 顶管技术主要应用于城市地下管道铺设、地下隧道等 • 2001 年，上海隧道股份有限公司在江苏常州完成了2050m、直径2m 的钢筋混凝土顶管施工，是当时最长的顶管工程。 • 2002 年9 月，全长3600m、埋深为23-25m、直径为1.8m 的钢制管， 成功穿越黄河，无论从管路的顶进长度、下管深度、和复杂的地理环 境，还是钢管直径大小在国内尚属首次。 • 2008 年，中铁十局十公司在长江引水工程中采用国产直径2200mm 钢 管，双管齐下同步顶进2500m。