顶管施工工法及其掘进机械
泥水平衡法顶管施工工法
泥水平衡法顶管施工工法一、前言作为一种被广泛应用的施工工法，泥水平衡法顶管施工工法在城市地下管线建设中发挥着重要的作用。
其独特的工艺优势和施工效率被越来越多的应用于各类地下管线的施工过程中。
本文将对泥水平衡法顶管施工工法进行详细介绍，以期为读者提供一定的知识和参考。
二、工法特点泥水平衡法顶管施工工法是利用液压力和刀盘切削力推进管道的一种施工工法，具有以下特点：1.无需开挖大面积基坑：使用泥水平衡法顶管施工工法不需要像传统地下管线施工一样需要开挖大面积的基坑。
2.施工环境干净卫生：使用泥水平衡法施工管线的过程中，由于其不需要大面积的挖掘和开挖，同时施工车辆等设备可以通过其他道路进出施工现场，因此施工环境可以保持干净卫生。
3.施工效率高：使用泥水平衡法顶管施工工法可以大大提高施工的效率，从而缩短施工周期，减少市政建设对交通的影响。
4.适应范围广：使用泥水平衡法顶管施工工法可以适用于各类管道的施工，如排水管道、污水管道、天然气管道等。
三、适应范围泥水平衡法顶管施工工法适用于以下范围：1.施工管道：地下排水管道、污水管道、天然气管道等。
2.管径范围：200mm至3000mm。
3.管道长度：200m至500m。
四、工艺原理泥水平衡法顶管施工工法的实现，主要依靠液压、给土、掘进三个环节相互配合。
施工过程中，使用推进筒将刀盘和液压弹簧装置连接，将切削力传递到施工管道上，随着刀盘的滚动，切削出的土方通过机器吸取，沿着管道作用力的方向输送出来。
五、施工工艺泥水平衡法顶管施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段：1.安装刀盘和推进筒。
2.掘进切削土方：施工机器将刀盘插入土中，利用液压压力推进切割，同时运用泥浆力来输送割出的土方。
3.加固管道：经过地下管道施工后，需要采用多种形式对管道进行加固。
六、劳动组织泥水平衡法顶管施工工法的劳动组织需要注意以下问题：1.需要对施工人员进行相关的培训和指导，同时需要对施工现场进行保护。
顶管工程施工工法(2)
顶管工程施工工法顶管工程施工工法一、前言顶管工程施工工法是一种在地下进行管道施工的方法。
相对于传统开挖法，顶管工法可以减少地面破坏，降低施工成本，提高工程施工效率。
本文将介绍顶管工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析，并提供一个工程实例。
二、工法特点顶管工法以无开挖和少地面破坏为特点，通过地面掘进机和以力学推力为主的推进方式进行施工。
该工法施工速度快、安全性高，适用于各种地质条件下的地下管道施工。
三、适应范围顶管工法适用于各种管道施工，尤其适用于交通干线、城市道路、高速公路、铁路、隧道等建设中需要快速施工的管道工程。
四、工艺原理顶管工法依据地质情况，采取预埋顶管段的方式，在地面上进行推进。
设备包括盾构机、推进缸、密封装置、管道支承系统等。
施工过程中，首先进行钻孔并预埋顶管段，然后通过推进缸推动顶管段向前推进，同时注入推进液体进行泥浆封固，确保顶管的推进稳定和安全。
五、施工工艺顶管工法的施工过程包括准备工作、钻孔、预埋顶管段、推进及封固、后续加管和回填工作等阶段。
在每个阶段中，需要进行详细的工艺操作和监控，以保证施工进展顺利。
六、劳动组织顶管工法的施工需要设计合理的劳动组织，并确保施工人员的技术水平和操作能力。
合理的劳动组织能够提高施工效率，保障施工质量。
七、机具设备顶管工法需要使用盾构机、推进缸、密封装置、管道支承系统等设备。
这些设备要具备稳定性、可靠性和高效性，以保证施工的正常推进。
八、质量控制顶管工法的施工质量控制包括材料和设备的质量控制、施工工艺的控制和施工现场的监控。
只有确保质量控制到位，才能保障施工过程中的质量达到设计要求。
九、安全措施顶管工法的施工中存在一定的安全风险，包括地质条件变化、设备故障以及工人操作不当等。
因此，需要加强施工现场的安全管理，进行风险评估并制定相应的安全措施，确保施工过程的安全性。
十、经济技术分析顶管工法的施工周期相对较短，能够显著缩短工程周期，减少施工成本。
复杂岩层水磨钻掘进顶管施工工法
复杂岩层水磨钻掘进顶管施工工法复杂岩层水磨钻掘进顶管施工工法一、前言复杂岩层水磨钻掘进顶管施工工法是一种针对复杂岩层区域进行地下顶管施工的技术方法。
该工法通过采取特定的工艺原理和施工工艺，能够有效地解决岩层崩塌、掌子面失稳等问题，保证顶管施工的安全和质量。
二、工法特点 1. 适应复杂岩层：该工法适用于软弱地层、断层带、溶洞、褶皱等复杂地质条件下的顶管施工，能够有效应对岩层崩塌、地下水涌入、地质灾害等困难情况。
2. 高效快速施工：工法采用水磨钻进顶管施工方式，在破碎岩层中创造出一种相对稳定的顶管施工环境，提高施工效率，缩短工期。
3. 较低的成本：相比传统的爆破掘进工法，该工法无需大量的爆破材料和大型爆破设备，减少了施工成本。
4. 环保低碳：工法过程中不产生爆破震动和烟尘，对周边环境影响小。
三、适应范围该工法适用于城市地下管网、地铁、隧道等工程中需要进行顶管施工的项目。
尤其在复杂岩层情况下，该工法的应用优势尤为明显。
四、工艺原理1. 施工工法与实际工程联系：通过工法的具体解析，让读者了解到工法与实际工程之间的联系，并解释了该工法的理论依据和实际应用。
2. 采取技术措施：对工艺原理中的技术措施进行具体的分析和解释，包括岩层预处理、注浆与支护以及管片拼装等过程，以增强读者对工法的理解和实施。
五、施工工艺详细描述了工法的各个施工阶段，包括岩层勘察、预处理、进洞、注浆、支护和管片安装等环节。
通过对每个细节的描述，让读者对施工过程中的每个环节和操作有一个清晰的了解。
六、劳动组织介绍了施工过程中的劳动组织安排，包括施工人员的组织架构、职责划分以及施工进度的控制等。
七、机具设备详细介绍了该工法所需的机具设备，包括水磨钻机、注浆设备、顶管机、拼装台等。
对这些机具设备的特点、性能和使用方法进行介绍，以便读者了解其配置和操作要领。
八、质量控制对施工质量控制的方法和措施进行详细介绍，包括针对复杂岩层的地下水处理、岩体的支护措施以及管片质量控制等重要内容。
顶管施工工法及其掘进机械
顶管施工工法及其掘进机械1 顶管施工工法的优点1.1在城区内进行相关管道工程施工，如果地下水不是十分丰富且管道埋深较浅的情况下采用开挖式敷设管道比较经济。
但是也存在一些问题，如施工噪音较大、容易阻碍交通、容易引起地面沉降等。
1.2非开挖顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没有地面沉降的现象，对周围的影响降低到最小程度。
而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。
1.3在施工穿越中小型河流相关管道时，如采用顶管施工，不仅不需要花巨资截断河流，而且施工速度快、不影响河流通行。
1.4顶管施工工法的优点[2]：⑴无需隔断交通；⑵噪音以及震动都很小；⑶可以在很深的地下敷设管道；⑷可以安全地穿越铁路、城市道路、河流和地下管廊；⑸对施工周围的影响很小；⑹可以穿越障碍物。
2 顶管施工工法分类根据顶管施工工法掘进机的密闭条件，将目前国内所采用的顶管施工工法划分为开放型施工工法和密封型施工工法两大类。
前者即为通常所说的“土顶”，又叫刃口式推进工法，后者分为泥水式推进工法、土压式推进工法、泥浓式推进工法三类，如图2.1所示。
3 顶管施工常见土质分类根据顶管施工特点，将常见的土质进行如下分类：3.1淤泥质粘土此种软土的形成是在较弱的海浪岸流及潮汐的水动力作用下逐渐形成的。
土的颜色多呈灰色或黑灰色，光润油滑且有腐烂植物的气味，多呈软塑或半流塑状态。
其天然含水量很大，一般都大于30%，饱和度一般大于90%，液限一般在35-60%之间，软土的天然重度较小，约在15-18kN/m3之间，孔隙比都大于1，因此具有变形量大，强度低的特点。
3.2砂性土由于曾受到海水或三角洲河水的冲击，含有海水或河水所搬运的以细砂及粉砂为主的大量沉积物，其特点是粘粒含量较少，故称之为砂性土。
砂性土的土颗粒较一般的粘土大，一般在20μm以上，土颗粒之间的凝聚力较小，呈单粒结构，孔隙比较大，很容易在水动力的作用下产生流砂现象。
顶管施工工艺工法
顶管施工工艺工法摘要：在管道施工中，顶管施工已经成为管道施工工艺中不可缺少的一种特殊工艺。
比如穿越铁路、公路、河流等障碍物无法采用明挖施工时采用的一种特殊的管道施工法。
顶管施工首先要制作工作井和接收井，井完成后开始安装吊装和顶管设备，设备安装调试完成后，开始下管掘进顶管。
关键词：顶管施工工艺工法2．顶管施工工艺流程及工法本文以手掘式顶管来阐述顶管施工的基本工艺工法。
2.1顶管施工工艺流程图(图2.1)2.2顶管设备安装与调试(图2.2工作井布置图)安装前，根据已知的控制点、标高，准确无误的测出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依次测放设备的安装位置。
导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。
A.主顶装置主顶装置有主顶油缸、主顶油泵和操纵台及油管等四部分组成。
主顶油缸是管子推进的动力,主顶油缸的压力由主顶油泵通过高压油管供给,主顶油缸的推进和回缩是通过操纵台控制的。
B.环形顶铁环形顶铁的主要作用是把主顶油缸的推力较均匀的分布在所顶管子的断面上。
C.导轨导轨是由两根平行的箱型钢结构焊接在轨枕上制成的。
它的作用是使推进管在工作井中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土中，并让环形顶铁工作时能有一个可靠的托架。
D.后靠背后靠背是把主顶油缸推力的反力传递到工作坑后部土体中去的墙体。
后靠背和顶管轴线必须垂直，背面如果有空隙用素砼填实。
E.油缸架在主顶油缸架上方搭一平台，此平台上安装主顶油泵、电源箱等。
接下来把油管及油泵电源接上试车。
图2.1顶管施工工艺流程图2.3顶进与纠偏1、待用砼管2、顶管工具管3、砼管节4、洞口止水圈5、导轨6、环形顶铁7、主顶油缸8、主顶油泵9、激光经伟仪10、后靠板图2.2工作井布置图2.3.1顶进操作工艺流程：2.3.2管道顶进及纠偏：顶进施工，应严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过5mm。
管道顶进中发现管道偏移要立即采取措施纠正。
要依照“随偏随纠，在顶进过程中纠偏，一次纠偏量不能过大”的原则。
小管径泥水平衡顶管掘进机施工工法
小管径泥水平衡顶管掘进机施工工法1 前言随着我国非开挖技术的广泛应用，机械顶管施工技术日趋成熟，特别是泥水平衡顶管工艺已成为热门顶管施工方法。
我集团公司作为地下工程专业领军企业，但在小管径泥水平衡顶管施工领域还为空白。
为此，依托合肥南淝河路（东二环路-横江路）工程项目雨污水干管进行相应工法工装的引进及应用非常必要。
2 工法特点（1）结合了传统机械顶管和泥水盾构的优点，实现了占地空间小、机械化程度高，安全可靠，泥浆经泥水处理系统处理后再进行弃土，污染小。
（2）相对于人工顶管，施工速度快，效率高。
（3）与人工顶管相比，泥水平衡顶管施工的总推力较小，顶进距离长，可实现更长距离顶进。
3 适用范围适用于富水软弱地层（如砂性土、黏土、淤泥质土及粒径小于10cm的碎石土层），管道直径DN1000-DN4000范围，以及掘进直线长度300m范围内市政管线非开挖施工。
4 工艺原理顶管施工前，先建造一个工作井和一个接收井。
在工作井内的顶进轴线后方，按需要对称布置2～6只主千斤顶，将需敷设的管节，放在千斤顶前面的导轨上，主千斤顶推进时，以机头开路将管节压入土中，与顶进相配合，刀盘将切入泥仓的土体搅拌成泥浆后，通过管道送出井外。
一根管节被压入土中后，吊入下一管节连接，继续顶进，反复循环顶进至预定长度，管道敷设完成。
在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面渗透。
同时该泥水本身又有一定的压力，可以用来平衡地下水压力和土压力，从而保证周围地层和建筑物的稳定与安全。
5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程泥水平衡顶管施工工艺见图1。
泥水平衡顶管机由切削搅拌系统、壳体、纠偏系统、进排浆系统、电气系统及监控系统组成，见图2。
图1 顶管施工工艺流程图图2 泥水平衡顶管机介绍5.2 操作要点5.2.1 施工准备（顶管工作井及接收井施工）考虑到顶管施工过程中后座力较大，顶管工作井及接收井一般为圆形钢筋混凝土结构；考虑到施工安全，采用沉井法施工。
顶管施工(手掘式)方案
顶管施工（手掘式）方案一、工艺流程：顶管施工准备→顶力计算→测量放样→导轨铺设→顶管后靠背→顶管动力、照明→洞口止水→穿墙→顶进开始试阶段以及纠偏方法→出土方案→安放中继间。
(一)顶管前的准备工作顶管中的所有设备在顶管前三天前要全部到场，包括：吊车、空压机、注浆机、油压泵、水泵等，动力和照明电缆线要全部按要求铺设到位，所有顶管施工人员要全部到场。
（二）顶力计算（三）测量放样顶管管线放线是保证顶管轴线正确的关键。
放线准确就能保证顶管机按设计要求顺利进洞，满足施工质量要求；反之，就可能造成顶管轴线偏差，影响工程进度和工程质量，同时也会造成顶进时设备损坏，使顶管停顿。
顶管管线放线，就是将工作井出洞口和接收入井进洞口的点正确引入工作井内，指导顶管顶进的方向和距离。
从理论上讲，工作井和接收入井的坐标和标高在沉井下沉时都已明确，通过计算很容易确定。
然而由于沉井下沉时的误差，这样从理论上计算放出的线就不一定符合。
目前，顶管管线放线常常是根据工作井和接收井的实际位置，按设计要求，通过测量实际放出管线位置。
具体如下：1、管线标高的测量使用水准仪测得工作井和接收入井洞底标高，根据标高高差和工作井与接收井距离算出坡度。
2、轴线测量的方法（1）通视条件下的测量使用引线法引工作井及接收井预留洞口中心至工作井的井壁。
置经纬仪于接收井中心A点，把花杆放在工作井预留洞中心井上口B点，作AB直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。
保证C、A、B在一条轴线上，工作上B点、C点用铅丝将管线轴线拉出来，上吊两个垂球将管线轴线引至坑底B/、C/点用以确定管线顶进轴线。
C/点架设激光经纬仪，对准B/点，确定顶管顶轴线（2）在轴线定好后即可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周做出4～6个临水点，保证轴线标高，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。
管道工程顶管工程施工方案
一、工程概况本工程为某市政管道工程，主要内容包括新建污水管道及其附属检查井设施等管道工程。
新建污水管道全长约4938m，干管施工方式主要采用顶管施工，预埋支管施工采用反开槽施工。
管道过南疆铁路、大沽排污河专业顶管1处，共526米。
本工程基坑安全保护等级为二级。
二、顶管施工方案1. 施工工艺本工程顶管施工采用泥水平衡顶管掘进机械施工方式，顶管机械为泥水平衡顶管机。
2. 施工流程（1）施工准备：根据设计图纸，进行现场测量放线，确定顶管起点、终点及顶管路径。
（2）工作坑开挖：按照设计要求，在工作坑处开挖工作坑，并做好坑壁支护。
（3）后座设置：在顶管机后方设置坚固的后座，确保顶管过程中顶管机稳定。
（4）管道安装：将顶管机吊入工作坑，吊装混凝土管道，连接管道与顶管机。
（5）顶管掘进：启动顶管机，通过泥水平衡顶管技术，将混凝土管道顶进地下。
（6）检查井砌筑：在顶管施工过程中，根据设计要求，设置检查井，并进行砌筑。
（7）管道贯通检查：顶管施工完成后，对管道进行贯通检查，确保管道畅通。
（8）工作坑回填：顶管施工完成后，对工作坑进行回填，恢复原状。
三、施工质量控制措施1. 材料质量：选用符合国家标准的混凝土管道、钢筋等材料，确保施工质量。
2. 施工工艺：严格按照顶管施工工艺进行操作，确保顶管施工质量。
3. 测量控制：严格控制顶管路径、深度、坡度等参数，确保管道精度。
4. 质量检测：在顶管施工过程中，对管道进行质量检测，发现问题及时处理。
四、施工安全措施1. 人员安全：加强施工现场安全教育，提高施工人员安全意识。
2. 设备安全：定期检查顶管设备，确保设备安全运行。
3. 施工现场安全：设置安全警示标志，加强施工现场安全管理。
4. 应急预案：制定应急预案，确保施工过程中突发事件得到及时处理。
五、施工进度安排1. 施工准备阶段：15天2. 工作坑开挖及支护阶段：20天3. 顶管掘进阶段：60天4. 检查井砌筑及管道贯通检查阶段：15天5. 工作坑回填阶段：10天总工期：110天六、环保措施1. 施工现场：做好施工现场的卫生保洁，减少扬尘。
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顶管施工工法及其掘进机械1魏昌斗1，杜长春21宁波市镇海区镇海新城管理委员会（315202）2浙江省工程勘察院（315010）E-mail：zjawei@摘要：本文对目前国内市政工程施工中所遇到的各类顶管施工工法进行了总结归纳分类，介绍了各类顶管施工工法的施工工艺及相应的机械设备；给出了各类顶管施工工法及相应掘进机械的适用土质条件，并在推进速度、耗电量、劳动力和环境影响方面进行了比较分析。
关键字：顶管施工工法掘进机械1 顶管施工工法的优点1.1在城区内进行相关管道工程施工，如果地下水不是十分丰富且管道埋深较浅的情况下采用开挖式敷设管道比较经济。
但是也存在一些问题，如施工噪音较大、容易阻碍交通、容易引起地面沉降等。
1.2非开挖顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没有地面沉降的现象，对周围的影响降低到最小程度。
而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。
1.3在施工穿越中小型河流相关管道时，如采用顶管施工，不仅不需要花巨资截断河流，而且施工速度快、不影响河流通行。
1.4顶管施工工法的优点[2]：⑴无需隔断交通；⑵噪音以及震动都很小；⑶可以在很深的地下敷设管道；⑷可以安全地穿越铁路、城市道路、河流和地下管廊；⑸对施工周围的影响很小；⑹可以穿越障碍物。
2 顶管施工工法分类根据顶管施工工法掘进机的密闭条件，将目前国内所采用的顶管施工工法划分为开放型施工工法和密封型施工工法两大类。
前者即为通常所说的“土顶”，又叫刃口式推进工法，后者分为泥水式推进工法、土压式推进工法、泥浓式推进工法三类]，如图2.1所示。
3 顶管施工常见土质分类根据顶管施工特点，将常见的土质进行如下分类：图2.1 顶管施工工法分类3.1淤泥质粘土此种软土的形成是在较弱的海浪岸流及潮汐的水动力作用下逐渐形成的。
土的颜色多呈灰色或黑灰色，光润油滑且有腐烂植物的气味，多呈软塑或半流塑状态。
其天然含水量很大，一般都大于30%，饱和度一般大于90%，液限一般在35-60%之间，软土的天然重度较小，约在15-18kN/m3之间，孔隙比都大于1，因此具有变形量大，强度低的特点。
3.2砂性土由于曾受到海水或三角洲河水的冲击，含有海水或河水所搬运的以细砂及粉砂为主的大量沉积物，其特点是粘粒含量较少，故称之为砂性土。
砂性土的土颗粒较一般的粘土大，一般在20μm以上，土颗粒之间的凝聚力较小，呈单粒结构，孔隙比较大，很容易在水动力的作用下产生流砂现象。
3.3黄土凡以风力搬运沉积又没有经过次生扰动的、无层理的黄色粉质、含碳酸盐类并具有肉眼可见的、大孔的土状沉积物为黄土（原生黄土）；其它成因的、黄色的、又常具有层理和夹有砂、砾石层的土状沉积物称之为黄土状土（生黄土）。
本文把原生黄土和次生黄土统称为黄土。
3.4强风化岩强风化岩是指风化很强的岩石，岩石原有的组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，含有大量粘土矿物。
风化裂隙很发育，岩体被切割成碎块，干时可用手折断或捏碎，浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解，用镐或锹可挖掘，干钻可钻进。
3.5微风化及中风化岩（岩石）微风化岩是指岩质新鲜，表面稍有风化迹象的岩石，硬度很高的岩石。
在此地层中顶进较困难，而且一般顶进距离超过100米时需要更换刀头。
中风化岩较软，其组织结构部分破坏，矿物成分发生变化，用镐难挖掘。
4 顶管施工工法简介4.1 刃口式推进工法刃口式推进工法施工工艺示意如图4.1.1和图4.1.2。
刃口式推进工法的掘进机结构较简单，其刃口部分（即机头）加工简便，可以根据土质条件加工成全敞开式、半敞开式或活瓣式，一般称之为敞开式掘进机。
刃口式推进工法可适用于软土地层中、地下水位以上黄土地层中、地下水位以上强风岩地层中。
刃口式推进工法的特点是施工成本低，在顶进过程中如遇前方障碍物可立即采用人工方式排除；其缺点是顶进管径应大于Φ800mm，否则不便于人员进出；顶进距离不宜过长，一般对于Φ800mm顶管、其顶进距离不宜超过150m，管径较大时可图4.1.1 刃口式推进工法施工工艺示意图a.顶进面状况b.管内掘进状况c.井内出土状况d.井上门吊出土图4.1.2 刃口式推进工法施工现场典型照片[1]适当延长顶进距离；同时在管内应设置照明、通风和通讯设备；由于是采用敞开式或半敞开式取土，顶进完成后地表均有沉降现象，不适用于已建成的建筑物区域，一般在类似于农田对地面沉降要求不严格的情况下或随新建市政道路工程同时施工的情况下采用。
此种机型的缺点是顶速慢、遇到流砂层时难以控制出土量，因此沉降也是大于以下所述几种顶管掘进机。
刃口式推进工法在我国东南沿海海相沉积的淤泥质粘土中应用较广泛，由于土质较软、孔隙比大，切削和顶进都较容易，其机头一般加工成半敞开式或活瓣式，让二分之一或更少的软土被取出，其余的土被挤压至管径周边，这样可减少取土量、阻止地表沉降，并加快了顶进速度；再者在这类土中顶进可省去管壁注浆。
在黄土或强风岩中顶进时，由于土体摩擦力较大，为便于顶进，应采用全敞开式掘进机，并应在管壁周边进行注浆润滑。
刃口推进工法适于顶进管径规格为Φ800~3000mm。
4.2 土压式推进工法土压式推进工法施工工艺示意如图4.2.1，土压式推进工法有如下特点：⑴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力以及地下水压力；⑵无需泥浆泵等后部配套装置，整机造价低廉；⑶无需泥浆处理，施工成本低。
土压式推进工法所采用的顶管掘进机可根据机头所载刀盘数量分为单刀盘土压平衡掘进机和多刀盘土压平衡掘进机。
图4.2.1 土压式推进工法施工工艺示意图4.2.1 单刀盘土压平衡掘进机单刀盘土压平衡掘进机有以下优点：⑴适用的土质范围非常广，除岩石外的其他类土质均适用，且不需采用其他辅助手段；⑵施工后地面沉降小；⑶弃土的处理比较简单；⑷可在复土层仅为管外径0.8倍的浅土层中施工；⑸有完善的土体改良系统和具有良好的土体改良功能；⑹开口率达100％，土压力更切合实际。
4.2.2 多刀盘土压平衡掘进机多刀盘土压平衡掘进机把通常的全断面切削刀盘改成四个独立的切削搅拌刀盘，所以它尤其适用于软粘土层中顶管施工。
如果在泥土仓中注入些粘土，它也能用于砂层中顶管施工。
另外，由于此机采用了先进的土压平衡原理，采用此机进行顶管施工后，对地面及地下的建筑物、构造物、埋设物的影响较小。
用它可以安全地穿越公路、铁路、河川、房屋以及各种地下公用管线。
其最小覆土深度可以相当于一倍管外径左右。
从无数的施工实例证明，用此机进行顶管施工作业，不仅安全、可靠，而且施工进度快、效率高。
与单刀盘土压平衡掘进机相比，此机具有价格低廉、结构紧凑、操作容易、维修方便和质量轻等特点。
另外，它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量较多的泥浆。
它与泥水式顶管施工相比，最大的特点是排出的土或泥浆一般都不需要再进行泥水分离等二次处理。
施工占地小，对周围环境污染也很少。
如采用皮带输送机或螺旋出土机（如图4.2.2）方式出土，顶进效率会更高，平均24小时可顶进15-20米。
但是它的缺点也很明显，由于不是全断面切削，切削不到的部分只能通过挤压进入机头，因此迎面顶力较大。
土压式推进工法适用于施工管径规格为Φ1000~3000mm。
图4.2.2 皮带输送机及螺旋出土机[1]4.3 泥水式推进工法泥水推进工法施工示意图如图4.3，泥水推进工法有如下特点：⑴通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力；⑵采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；⑶无需地基改良或降水处理，施工后地表沉降小。
泥水式推进工法所采用的掘进机常用的有刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机和偏心破碎泥水平衡掘进机。
4.3.1 刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机如需穿越建筑物、构造物、埋设物等对地面沉降要求很小的情况下，可采用刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机，此种机头的刀盘是一个直径比掘进机前壳体略小的具有一定刚度的圆盘。
圆盘中还嵌有切削刀和刀架。
刀盘和切削刀架之间可以同步伸缩，也可以单独伸缩。
而且，不论刀盘停在哪一个位置上，切削刀架都可以把刀盘的进泥口关闭。
刀盘加压装置是安装在主轴中的油缸，刀架伸缩油缸则安装在刀盘加压装置的上方。
刀盘可伸缩式掘进机的工作原理如下：刀盘前土压力过小时，它就往前伸；刀盘前土压力过大时，它就往后退。
图4.3 泥水式推进工法施工工艺示意图刀盘前伸时，应减小进泥口开度并加快推进速度；刀盘后退时，应加大进泥口开度并降低顶速。
这样，就可使刀盘前的土压力控制在设定的范围内。
使用此种掘进机顶进施工时地面隆沉极小，优秀的操作人员可使地面隆沉控制在10mm以内。
由于采用了泥水作为运输介质，在顶进的过程中无需停顿出泥，因此它的顶速也很快，24小时可顶进20-30米。
缺点也很明显：由于进泥口开度限制，在含有直径大于6cm卵石的地层中无法施工，同时需对泥浆进行二次分离处理。
4.3.2 偏心破碎泥水平衡掘进机对于土质为强风化岩的情况下，我们可采用偏心破碎泥水平衡掘进机。
此机与普通泥水掘进机的最大不同点是其头部。
壳体内的泥土仓是一个前面大、后面小的喇叭口，喇叭口的内壁是用耐磨焊条堆焊的一圈环形焊缝。
安装在壳体泥土仓内的是一个前面小、后面大的锥体，锥体上也堆有一圈环形焊缝。
切削刀呈辐条形焊接在该锥体上，且略微向前倾斜。
刀盘的正面焊有坚固而且耐磨的切削刀头，所有这些构成一个刀盘。
这样，在掘进机工作时，刀盘一边旋转切削土体的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。
被轧碎的石块只有比泥土仓与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。
另外，由于刀盘运动过程中，泥水仓和泥土仓中的间隙也不断的由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。
一般情况下，刀盘每分钟能旋转4-5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20-23次。
由于此机型有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机直径的40-45%之间，破碎的卵石强度可达200MPa。
此机型在顶管掘进过程中有如下特点：⑴它几乎是全断面全土质的掘进机。
它可以在N值从0-15的粘土，N值1-50的砂土以及N值10-50的卵砾石层等地层中使用，而且推进速度不会有太大的变化；⑵破碎粒径大，其破碎粒径可达掘进机直径的40-45%之间；⑶施工精度高，施工后的偏差极小；⑷由于具有偏心运动，进土的间隙又比较小，即使用清水作为进水，也能保持挖掘面的稳定；⑸可以进行长距离顶进，也可用于曲率半径比较小的曲线顶进；⑹施工速度快，每分钟可进尺100-180mm之间；⑺机具结构紧凑、维修保养简单、操作方便。