MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0发展过程

世界上个有据可查的关于顶管技术的记录是在1892年，最初的顶管施工作业是在1896～1900年间由美国北太平洋铁 路公 司(Northern Pacific Railroad Company)完成。我国顶管施工技术 起步较晚，自从1954年(也有认为是1953年的，无确切记载)在北京进行的例顶管施工以来，我国从国外引进顶管技术已经正好半个世纪了，早期发展 较慢，是以人工手掘式为主，设备非常简陋，也无专门的从业人员，直至 1964年前后上海使用机械式顶管，上海的一些单位并进行了大口径机械式顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时，口径在2m的钢筋混凝土管的一次 推进距离可达 120m，同时也开始利用中继间的相关技术。在此以后，又进行了多种口径、不同形式的机械顶管试验，其中土压式居多。由于当时的顶管掘进机的设计还停留在 比较原始的阶段，既没有完整的设计施工理论和工艺作指导，也不考虑具体的地层条件，所以当时的顶管掘进机还不够完善。土压式顶管机当时分为上部出土和下部 出土两种，但都没有引入土压力的概念。其中，也搞了一些水冲顶管的试验 。 1967年前后，上海已研制成功人不必进入管子的小口径遥控土压式机械顶管机，口径有700mm-1050mm多种规格。在他们的施工实例中，有穿过铁 路、公路的，也有在一般道路下施工的。这些掘进机，全部是全断面切削，采用皮带输送机出土。同时，已采用了液压纠偏系统，并且纠偏油缸伸出的长度已用数字 显示。1978年前后，上海又研制成功适用于软粘土和淤泥质粘

土的挤压法顶管，这种方法要求的覆土厚度较大(大于2倍的管外径)，但施工效 率比普通手掘式顶管提高1倍以上。上世纪80年代以来发展更为迅速，顶管施工技术无论在理论上，还是在施工工艺方面，都有了长足的发 展。1984年前后，我国的北京、上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备，使我国的顶管技术上了一个新台阶。尤其是在上海市政公司引进了日 本伊势机(ISEKI)公司的800mm 直径的Telemale顶管掘进机之后，国外的顶管理论、施工技术和管理经验也进入中国，如土压平衡理论、泥水平顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当 时，口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m，后在1988和1992年研制成功我国台多刀盘土压平衡掘进机(DN2720mm)和 台加泥式土压平衡式掘进机(DN1440mm)，均取得了较令人满意的效果。与此同时，对顶管技术的理论研究的关注逐年增强，开始出现了比较专业的技术人 员，90年代后，以当时的顶管掘进机还不够完善。2000年后，同济大学等高校对顶管技术方面进行了不少专项课题研究，也取到了不少成果。在1998年， 中国非开挖技术协会成立，标志着我国的顶管行业开始进入规范化发展。2002年中国非开挖技术协会批准成立北京、上海、广州和武汉四个非开挖技术研究中 心，非开挖管线技术列入科技的研究进一步深入。

非开挖定向钻施工不得不知的问题

非开挖定向钻穿越铺设地下管线技术是指利用钻凿手段在地表不挖槽的情况下，铺设地下管线的施工技术，非开挖技术在我国能源、通信及城市市政工程建设中的应用越来越广泛，尤其是在天然气、成品油、电力、自来水、管棚支护、水平降水等方面都得到了很好的应用。其特有的经济性、环保性以及较短的施工周期得到市场的认可。下面小编对三大工艺遇到的技术问题和大家一起探讨。

硬质土层、砂、卵石层的导向问题

导航钻头的选择

在选择导向钻头前，必须先了解周边地层的地质情况，很多建设单位对小型定向钻施工铺管前，都不采取地质钻探，只能通过长期在这一地区积累一些资料做为参考。当了解这一地段主要是以软地层为主，那么就采用导向板面较大的导向钻头，以尽快控制导航方向，当了解施工段是主要以砂、卵石及硬质地层为主应采用鸭嘴式，板面面积小的导向钻头并镶焊一定数量的合金片，且镶焊刃角不能过长以保护导航钻头的磨损，使其顺利通过硬质地层、砂、卵石层。

开机操作的技巧

当导向钻头穿越砂、卵石层及硬质地层时，想改变轨迹方向时，如果一昧地想顶进，就会产生钻杆弯曲，导向钻头出水口堵塞等情况，根据工作经验，应采用边顶进带回转的操作方法，例如想将方向朝上，那么操作人员就应将给进顶力控制在钻杆将要弯曲时，另一手控制回转手把，使导向钻头方位在11――1方向之间，使导向钻头在这区间左右转动，使其缓慢钻进但效果很好，这种方法一定要注意泥浆的配制，特别砂、卵石难成孔，应配置较大比重泥浆保护孔壁，硬质土层孔壁与导向钻头外径间隙较小，需及时把岩霄排出孔外，防止导向钻头、钻杆抱死。

扩孔中存在的问题

缩径

软土层扩孔，容易产生缩径现象，从表面上看：卸钻杆时，孔内泥浆通过钻杆倒流压力大，说明孔内有缩径现象，此时，扩孔钻头回拉艰难，机械负荷变大，操作不当时可能产生抱钻事故，此时的司钻手操作时应采用轻拉慢转，紧盯仪器表盘，根据情况操作，泥浆师就要选用固相泥浆护壁，使孔内压力平衡，保持成孔。

坍孔

沙质粘土层、沙层、松散回填土层扩孔易坍孔、抱钻、卡钻，严重时可能出现路面裂缝下陷。选用固相泥浆、重胶质固相泥浆护壁。可有效的防止坍孔。如果块石堆积处坍孔，只有将块石清除都方可继续扩孔，此时的司钻手操作方法是：轻拉慢转，密切关注仪器表盘，待扩孔通过坍孔处时，钻头向后推，重新扩孔一次或多次，直至此孔较达到正常扭矩，如发现石头在钻头后部可采用将推向尾部工作坑取出石头。

泥浆漏失或不返浆

在松散的回填土层、地下水位较低、沙质粘土层、沙层、河床底的软土层扩孔，泥浆不从孔口返出，而是从孔内漏失，此时司钻手要适当控制泥浆泵量，泥浆师就要调制：增大泥浆浓度和粘度，在孔壁上形成泥皮阻漏，有效地防止泥浆漏失，在穿越河流时，泥浆漏失严重可在泥浆中加水泥或粉煤灰来控制漏失。

在扩孔或回拖铺管时，常见泥浆从孔内中渗出地面，泥浆渗出的原因一是扩孔、铺管中残留泥浆过多阻塞钻孔，泥浆无法从孔口返出，泥浆在孔内形成高压面从地面渗出；二是当地层松散给泥浆留出通道，泥浆顺其通道渗出地面。

一般情况泥浆从地面渗出对铺设管线影响不大，但是在一些特定的环境下要控制泥浆渗出。如：泥浆不可从居民房中渗出，不可从闹市区渗出，不可从养鱼、虾池中渗出，防止渗出泥浆的措施一是增加钻孔深度；二是改变钻头结构，采用叶片式、溜槽式钻头, 尽可能将泥屑搅成泥浆；三是司钻手、泥浆是要根据地层情况，控制好泥浆的浓度、粘度、流量，增加泥浆的护壁，悬浮和排屑能力，使钻孔形成完整、通道泥浆畅通无阻地从孔口返出。

以上是复杂地层的常见问题，此环节关键是司钻手和泥浆师应及时沟通，采用合理操作办法及有效调配泥浆才能顺利完成此工艺。

顶管施工发展方向

随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作 用。非开挖技术的发展必将向规模化、规范化 、国际化的方向发展。

在 我国经济高速增长的支持下，顶管技术的发展将面临前所未有的机遇，在加快引进国外先进技术的基本上，努力消化创新，加强研发和人才培养， 其前景是非常乐观的。纵观国内外顶管技术的发展，发展方向将是多元化和多样化。 在顶管直径方面，除了向大口径管的顶进发展以外，也向小口径管的顶进发展。目前顶管技术顶进管的口径只有75mm，的已达到5m(德国)，大口径 顶管有取代小型盾构的趋势。在适应性方面，发展宽范围、全土质型顶管机是必然趋势，适应范围将大为延伸，从N值为极小的土到N 值为五十多的砾石，直至轴压强度达两百 MPa的岩石。将微电子技术、工业传感技术、实时控制技术和现代化控制理论与机械、液压技术综合运用于顶管机械上是顶管技术的发展趋势。数字化、信息化、 智能型顶管机的研制将得到更多的关注，纠偏精度、自动化程度也将得到大力提高。在不久的将来，一些全自动、高精度的掘进机会成为施工机械的主流。顶管的用 途随着相关技术的发展也将继续扩 ，主要用于管道铺设将发展管道铺设、涵顶进、地下人行通道管棚式施工等多用途型。 顶管截面形状基本上都是圆形，今后的发展趋势是圆形、矩形、圆拱形、多边形等，以适应箱涵顶进等各种工程的需要，故截面形状多元化是必然趋势。顶管施工形 式主要为土压式、泥水加压式，以后的发展将在进一