1. 微型頂管技術

概述微型頂管技術（即地箭式工法)亦稱做二次頂管工法，技術成熟于德國與日本，是一種從地下鋪裝管道的技術，在避免對地上建筑物構成破壞、不開挖地面情況下，首先利用液壓裝置將前導管按照設計軌跡推進貫通，然后通過前導管（出土螺旋管）作為導體，在前導管（出土螺旋管）末端連接擴孔切削頭并將擬鋪設的管道同時頂進，最終完成管道鋪設的施工工藝。

微型頂管工法又被分為標準地箭技術和改良式地箭技術，前者在管道頂進過程中有排土步驟，者則不需要排土。

微型頂管相比于傳統大口徑頂管的工藝優勢主要在于以下幾個方面:

①后頂進速度快，穿越土層越軟施工速度越快;

②管道鋪設精度高，通過經緯儀激光制導滿足排水管道重力流要求;

③工作坑占地面積小，大量減少開挖面，亦可只開挖一個工作坑進行接入勾頭施工;

④管道鋪設后管壁與土層之間無空隙，不存在沉降隱患;

⑤不破壞既有道路（頂管坑直徑為1.5～2.1m），影響交通小等。

同時較傳統大口徑頂管工藝也存在一些局限及不足:

①管徑限制，目前工藝適用DN600以下管道;

②管道材質限制，通常施工使用的管材為鋼筋混凝土管和聚氯乙烯塑料硬質管(PVC)及鋼套管施工;

③土層限制，適用于松軟土層，卵石層無法施工等。

2. 地箭式工法頂管原理

微型頂管(DN300≤D≤DN600)適用地箭式工法。地箭式工法頂管原理：首先利用液壓裝置將前導管按照設計軌跡推進貫通，然后通過前導管作為導體，置換成工具管（黑管），在工具管末端連接擴孔切削頭并將擬鋪設的管道同時頂進，最終完成管道鋪設的施工工藝。

螺旋（微型）頂管機的施工方法為三次工法。

三次工法分為三次施工：

第一次施工為先將導向鉆頭和導向鉆桿推進貫通；

第二次施工則以先導管作為導體，連接變徑管及220過渡管進行擴徑，擴徑完成后將螺旋管推進220過渡管內；

第三次施工則用微頂機擴孔并將管道頂進。

1、第一次施工，導向鉆頭為斜面鉆頭，鉆頭內部有標靶，利用工作井內激光經緯儀觀測標靶，從而控制導向鉆頭的切面方向。推進過程中，由于地層反作用力與切面法線方向相反，因此導向鉆頭推進方向沒有偏差時，導向鉆頭必須不停地轉動，使作用在切面上的地層阻力各方向抵消，保持直線推進。但是，當導向鉆頭推進方向有偏差時，則調整切面方向至適當方位時，則停止轉動導向鉆頭，使導向鉆頭向計劃軸線方向偏移。當導向鉆頭基本調整到位時，則立即開始轉動導向鉆頭保持既定方向推進，將導向鉆頭推進至接收井完成第一次施工。

2、第二次施工，在導桿上裝上變徑管，把推墊裝在機頭上，把螺旋套管一根一根推進去，待220過渡管完全貫通后將配套螺旋輸送管裝入螺旋套管內，為后續掘削時排沙土所用。

3、第三次施工，在螺旋輸送管后連接微頂機，將孔徑擴大到掘削推進管道尺寸，切削沙土由螺旋輸送管排至接收井，為減少微頂機切削頭及管道周圍摩擦力，常在微頂機切削頭注入水或潤滑泥漿，使土壤軟化易于切削，也可減少推管的摩擦阻力。

螺旋（微型）微頂主要的產品優勢：

（1）設計先進：螺旋微頂傳動系統設計精巧，穩定可靠，結構緊湊，機頭體積小巧，主機全液壓驅動，動力強勁、不怕水淹；主頂裝置推力大、頂進速度快、做工精良、經久耐用；
（2）產品使用經濟性高：工作區域占地小，工作井最 小直徑2.5米，接收井最 小直徑1.5米，極大地節約成本；
（3）設備使用門檻低：全套產品簡化操作，對操作員技能要求不高，整個頂進過程水平直線度±30mm，有效地降低施工成本，大大提高施工效率；
（4）環境污染少:環保、泥漿量小，解決了城市棄土難問題；
（5）適用土質廣泛：適用于軟土、粘土、沙土、淤泥質土、硬土等地層。

3. 水平定向鉆機原理

1）、激光導向施工:先將鉆機定位在工作井內，再逐步安裝由沃迪公司自主研發的激光導向系統，激光導向系統安裝調試完成，將全站儀發出的激光，投影到顯示屏上，通過光靶來控制導向頂進方向。導向施工時，由鉆機推動鉆桿鉆進，根據顯示屏標明的激光光點位置，通過轉動連接在鉆桿前端導向頭的方向達到調整鉆桿的前進方向，確保鉆桿按預定的方向達到接收井位置，鉆桿最終偏差不超過±3cm 。

2）、回拖制孔：在接收井部位的鉆桿上安裝制孔工具頭（帶有錐斗型導向頭的拖拉裝置），在工作井內沿導向方向邊轉動邊回拖制孔工具頭，回拖時孔洞內的土方被切割打碎，并制作成半流動狀態的稀泥?；赝现瓶坠ぞ哳^回拖時尾部需預留連接鉆桿；

3）、回拖清孔壓壁：制孔完成后在接收井部位預留鉆桿上安裝回拖清孔球（帶有扶正器的回拖清孔裝置），在工作井內沿導向方向邊轉動邊回拖清孔球，在回拖過程中泥漿由鉆機通過鉆桿輸送入回拖清孔球，再由清孔球向四周孔壁不斷噴入調制的膨潤土泥漿。噴入的膨潤土泥漿和回拖清孔球共同作用，首先將孔道內土體不斷攪動，使土體變得更加稀稠便于流動；其次，對孔壁周邊土體進行擠壓，使得孔壁周邊土體更加穩定起護壁作用。同時由于膨潤土泥漿本身的潤滑作用，為下一步頂進管道起到潤滑和壓壁護壁效果.          

4）、管道頂進：回拖清孔完成后，將水平定向鉆機上的制孔設備拆除進行頂管作業，頂管時必須在管材前端安裝公司研發的工具頭管帽。

5）、施工工藝流程及操作要點

數據計算→地面測量放線→井位開挖→鉆機就位→鉆機復測→鉆機調整→鉆機定位固定→導向鉆進→導向鉆桿替換→回拖制孔→回拖清孔壓壁→制孔設備拆除→管道安放→管道頂進→管道出洞→管道外壁注漿→檢查井砌筑→回填至設計標高→恢復路面

4. 微型泥水平衡頂管

微型泥水平衡頂管一般指管徑DN800 ≤ D ≤DN1200的頂管施工技術。

微型泥水平衡頂管原理：

微型泥水平衡頂管掘進機,包括進水管、排泥管、送水泵、排泥泵、機殼及泥水處理裝置 ；機殼一側設有進水管和排泥管且進水管位于排泥管上部,所述進水管一端與送水泵連接,所述排泥管一端與排泥泵連接；泥水處理裝置位于送水泵和排泥泵之間且泥水處理裝置均與送水泵和排泥泵連接。

5. 搖管法鋼制沉井施工

微型頂管工作井可采用φ2590/φ3590型搖管機進行施工，它具有施工占地小、施工周期短、對環境破壞小、費用成本低等優點。

來源：市政基礎設施建設工程

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