顶管法的概念、发展由来、施工特点、设备构成及施工的关键技术

第一篇：顶管法的概念、发展由来、施工特点、设备构成及施工的关键技术

问：顶管法的概念、发展由来、施工特点、设备构成及施工的关键技术

答：

一、概念

隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。

二、应用概况与发展方向

1、发展过程

顶管法施工是继盾构施工之后发展起来的地下管道施工方法；

最早于1896年美国北太平洋铁路铺设工程中应用，已有百年历史；

20世纪60年代在世界各国推广应用；

近20年，日本研究开发土压平衡、水压平衡顶管机等先进顶管机头和工法。

顶进速度最快：美国1980年，9.5小时顶进49m。

顶进距离最长：

国外首次一次最大顶进距离1200m，1970年，德国汉堡下水道混凝土顶管，直径为2.6m。

国内创造混凝土顶管世界记录——一次最大顶进距离为2050m，2001浙江嘉兴污水顶管，钢筋砼管直径2m；

国内创造钢管顶管世界记录——一次最大顶进距离为1743m，1997年上海黄浦江上游引水工程的长桥支线顶管，钢管直径3.5m；中国从50年代从北京、上海开始试用。

1986年上海穿越黄浦江输水钢质管道，应用计算机控制，激光导向等先进技术，单向顶进距离1120m，顶进轴线精度：左右﹤±150mm，上下﹤±50mm。

1981年浙江镇海穿越甬江管道，直径2.6m，单向顶进581m，采用5只中继环，上下左右偏差﹤10mm。

2、发展方向

（1）长大距离顶管

普通顶管一般距离≤100m，无中继环，（现在某些专家认为可能提高到300m），长距离顶管﹥100m，长大距离﹥1000m。

（2）大管径顶管

过去一般认为顶管最大直径为3m。

现在日本、德国等国顶管管径可达4～5m。

（3）微型管顶管

过去顶管管径一般≥300mm，目前最小可达75mm。

顶管按管径分类：

大口径： ≥2000mm

中口径：1200 ～2000mm

小口径：500 ～1200mm

微口径： ≤500mm

（4）曲线顶管

S形曲线、水平与垂直兼有曲线、小曲率半径曲线。

（5）自动控制

自动测量、自动记录、自动纠偏。

有条件情况应列入方案比较。

三、顶管施工特点

1、适用于软土或富水软土层；

2、无需明挖土方，对地面影响小；

3、设备少、工序简单、工期短、造价低、速度快；

4、适用于中型管道（1.5～2m）管道施工；

5、大直径、超长顶进、纠偏困难。

可穿越公路、铁路、河流、地面建筑物进行地下管道施工。

四、顶管施工设备构成构成——顶进设备、掘进机（工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。

1、顶进设备

主顶进系统——主油缸：2～4只，行程1.1m，顶力400-1000-2000t/只;

单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。

主油泵：32-45-50MPa;操纵台、高压油管。

顶铁：弥补油缸行程不足，厚度﹤油缸行程

导轨：顶管导向

中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。

2、掘进机

按挖土方式和平衡土体方式不同分为：

手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。

工具管——无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键设备，安装在管道最前端，外形与管道相似，结构为为三段双铰管。作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。

组成：冲泥仓（前）、操作室（中）、控制室（后）

设水平铰链和上下纠偏油缸，调上下方向

（即坡度）；

设垂直铰链和水平纠偏油缸，调左右方向

（水平曲线）。

泥浆环

控制室

左右调节油缸

上下调节油缸

操作室

吸泥管

冲泥仓

栅 格

工具管结构

3、中继环

顶管阻力

正面——不变

侧面摩擦力——随顶进距离增大

显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。

中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。

中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。

4、工程管

管道主体一般为圆形，直径多为1.5～3m。长度2-4m。

国内

管道材料类型

钢筋砼管：C50以上，应用最多，用于短距下水道中；

钢 管：列应用第二位，用于自来水、煤气、天然气等长距离顶管；

钢管、钢筋砼复合管：外钢内砼，用于超长距顶进；

钢管、塑料复合管：外钢内塑，用于强酸性液体

及高纯水输送。

5、排土设备

人工出土——人工挖土时。

螺旋输送机——土压平衡顶管机。

吸泥排泥设备——泥水平衡、泥水加气平衡顶管机。

五、顶管施工技术关键

1、顶力问题：增加中继环和泥浆润滑。

中继环间距20—200m，越靠近工具管间距越小；

泥浆作用：润滑、减沉。泥浆材料：膨润土泥浆，稳定、失水少。

注入孔设置：轴向——工具管相邻3-4节为有孔管，之后每隔2-5节设有孔管。

环向——周圈均匀设3-4个压浆孔。

压浆原则：先压后顶，随顶随压，及时补浆。

2、方向控制：计算机控制、激光导向或三段双铰管。

3、正面土体控制：局部加压（冲泥仓）、泥水平衡、土压平衡顶管机应用。

顶管设备

千斤顶1000t：行程200mm，6.5万元/只，一般两只。

油管20元/m，15KW电动泵1.5万元。

千斤顶500t：行程200mm，1.8万元/只，一般两只。

7.5KW电动泵1.5万元。

第二篇：顶管施工设备

顶管施工设备

构成——顶进设备、掘进机（工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。

1、顶进设备

主顶进系统——主油缸：2～8只，行程1～1.5m，顶力300～1000t/只;单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。主油泵：32-45-50MPa;操纵台、高压油管。顶铁：弥补油缸行程不足，厚度﹤油缸行程 导轨：顶管导向

中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。

2、掘进机

按挖土方式和平衡土体方式不同分为：

手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。

工具管——无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键设备，安装在管道最前端，外形与管道相似，结构为为三段双铰管。

作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。组成：冲泥仓（前）、操作室（中）、控制室（后）设水平铰链和上下纠偏油缸，调上下方向（即坡度）； 设垂直铰链和水平纠偏油缸，调左右方向（水平曲线）。泥浆环 控制室 左右调节油缸 上下调节油缸 操作室 吸泥管 冲泥仓 栅 格 工具管结构

3、中继环 顶管阻力 正面——不变

侧面摩擦力——随顶进距离增大

显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。

按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。

4、工程管 管道主体一般为圆形，直径多为1.5～3m。长度2-4m。国内 管道材料类型

钢筋砼管：C50以上，应用最多，用于短距下水道中； 钢 管：列应用第二位，用于自来水、煤气、天然气等长距离顶管；

钢管、钢筋砼复合管：外钢内砼，用于超长距顶进； 钢管、塑料复合管：外钢内塑，用于强酸性液体 及高纯水输送。

5、排土设备

人工出土——人工挖土时。螺旋输送机——土压平衡顶管机。

吸泥排泥设备——泥水平衡、泥水加气平衡顶管机。

第三篇：1 施工项目管理的概念与特点

施工项目管理的概念与特点

1.1 概念

施工项目管理是以施工项目为管理对象，以项目经理责任制为中心，以合同为依据，按施工项目的内在规律，实现资源的优化配置和对各生产要素进行有效地计划、组织、指导、控制，取得最佳的经济效益的过程。施工项目管理的核心任务就是项目的目标控制，施工项目的目标界定了施工项目管理的主要内容，就是“三控三管一协调”，即成本控制、进度控制、质量控制、职业健康安全与环境管理、合同管理、信息管理和组织协调。

1.2 特点

施工项目管理是建筑业企业运用系统的观点、理论和方法对施工项目进行的计划、组织、监督、控制、协调等全过程、全面的管理。其主要特点如下：

（1）施工项目的管理者是建筑施工企业。建设单位和设计单位都不进行施工项目管理。由建设单位或监理单位进行的工程项目管理中涉及到的施工阶段管理仍属建设项目管理，不能算作施工项目管理。监理单位只把施工单位作为监督对象，虽与施工项目管理有关，但不能算作施工项目管理。

（2）施工项目管理的对象是施工项目。施工项目管理的周期也就是施工项目的生命周期，包括工程投标、签订工程项目承包合同、施工准备、施工、交工验收及保修等阶段。施工项目具有的多样性、固定性及庞大性的特点给施工项目管理带来了特殊性。施工项目管理的主要特殊性是生产活动与市场交易活动同时进行；先有交易活动，后有产成品，买卖双方都投入生产管理，生产活动和交易活动很难分开。所以施工项目管理是对特殊的商品、特殊的生产活动，在特殊的市场上进行的特殊的交易活动的管理，其复杂性和艰难性都是其他生产管理所不能比拟的。

（3）施工项目管理的内容是在一个长时间进行的有序过程之中，按阶段变化的。每个工程项目都按建设程序进行，按施工程序进行，管理者需根据施工项目管理时间的推移带来的施工内容的变化，做出设计、签订合同、提出措施、进行有针对性的动态管理，并使资源优化组合，以提高施工效率和施工效益。

（4）施工项目管理要求强化组织协调工作。由于施工项目的生产活动的单件性，参与施工人员流动性大，需采取特殊的流水方式，组织量很大，由于施工在露天进行，工期长、需要资源多，还由于施工活动涉及到复杂的经济关系、技术、法律、行政和人际关系，施工项目管理中的组织协调工作最为艰难、复杂、多变，必须采取强化组织协调的办法才能保证施工顺利进行，主要强化方法是优选项目经理、建立调度机构、配备称职的人员、建立动态的控制体系。

（5）施工项目管理与建设项目管理在管理的任务、内容、范围上均不同。施工项目管理的内容

在施工项目管理的全过程中，为了取得各阶段目标和最终目标的实现，在进行各项活动中，必须加强管理工作。施工项目管理的主体是以施工项目经理为首的项目经理部，即作业管理层，管理的客体是具体的施工对象、施工活动及相关生产要素。

（1）建立施工项目管理组织——项目经理部。

由企业采取适当的方式选聘称职的施工项目经理，明确项目经理部各组织机构的责权利和义务，制定项目管理制度。

（2）进行施工项目管理规划

①进行工程项目分解，形成施工对象分解体系，以确定阶段控制目标，从局部到整体，进行施工活动和施工项目管理。

②建立施工项目管理工作体系，绘制施工项目管理工作体系图和工作信息流程图。

③编制施工组织设计，确定管理点，以利执行。

（3）进行施工项目的目标控制。

施工项目的目标有阶段性目标和最终目标，实现各项目标施工项目管理的目的所在，施工项目的控制目标有：①进度控制目标。②质量控制目标。③成本控制目标。④安全控制目标。⑤施工现场控制目标。

由于在施工过程中，会受到各种客观因素的干扰，各种风险因素有随时发生的可能性，所以应经过组织协调和风险管理，对施工项目目标进行动态控制。

（4）对施工项目的生产要素进行优化配置和动态管理。

施工项目的生产要素是施工项目目标得以实现的保证，主要包括劳动力、材料、设备、资金和技术以及信息、环境、资源。生产要素管理的内容有：①分析各要素的特点。②按一定原则、方法对施工项目生产要素进行优化配置，并对配置状况进行评价。③对各生产要素进行动态管理。

（5）施工项目的合同管理。

从投标开始就要对工程承包合同的签订、履行加强管理，还要注意搞好索赔，讲究方法和技巧，提供充分的证据，以取得较好的经济效益。

（6）施工项目的信息管理。

施工项目管理是一项复杂的现代化的管理活动，更要依靠大量的信息以及对大量信息的管理，并应用电子计算机进行辅助。

（7）组织协调

组织协调指以一定的组织形式、手段和方法，对项目管理中产生的关系不畅进行疏通，对产生的干扰和障碍予以排除的活动。在控制与管理的过程中，由于各种条件和环境的变化，必然形成不同程度的干扰，使原计划的实施产生困难，这就必须协调。协调为顺利“控制”服务，协调与控制的目的都是保证目标实现。施工项目管理的实施

3.1 建立现代企业制度

现代企业制度是以“适应市场经济要求，产权清晰、责权明确、政企分开、管理科学”为特征的企业制度，建立现代企业制度的目的是使企业按市场法则运行，形成社会主义市场经济体制的基础，进而使市场经济体制对企业的资源配置发挥基础性的作用，建立现代企业制度也是企业改革的方向。

（1）建立现代企业制度为施工项目管理创造市场条件，施工项目是产品，也是商品。施工项目管理要以市场为“舞台”。建立现代企业制度，可以搞活企业，规范企业行为，使企业按市场法则运行，让市场在企业资源配置上起基础作用。

（2）建立现代企业制度，确立企业法人财产权，使产权主体多元化、社会化，使资产的所有者和资产经营者分离，经营管理层和作业层分离。企业可以按项目的特点建立项目经理部，项目经理部可以按合同要求独立地实现各项目标。

（3）建立现代企业制度，用以调节所有者、经营者和生产者之间的关系，形成激励和约束相结合的经营机制，有利于资源优化配置和动态组合的项目管理机制，从而极大地调动职工的积极性。

3.2 确立项目经理的地位

（1）建立施工项目经理部。

项目经理部是施工项目管理的工作班子，置于项目经理的领导之下，在施工项目管理中发挥主体作用。项目经理部的组建必须按照优化和动态管理的原则，坚持三个“一次性”的科学定位，即：项目经理部是一次性的施工生产临时组织机构；项目是一次性的成本中心；项

目经理是一次性的授权管理者，而且一个项目经理部只能承担一个工程项目，项目完工后项目经理部必须解体。

项目经理部的组织形式应按照项目的所在地域、规模、结构、技术复杂程度组建，项目所在地与公司总部在同一区域应实行矩阵制管理。项目经理部应是有弹性的、可变的、动态的，其人员随项目管理的需要而有序流动，项目远距公司总部的可实行事业部管理，公司可授权项目经理部较大的人、财、物及经营管理权限。项目经理部的组建不提倡搞建设项目股份合作制，以免造成企业国有资产流失等经济损失。

（2）选择称职的项目经理。

项目经理是施工项目的管理中心，是对施工项目管理全面负责的管理者，确立项目经理的地位是搞好施工项目管理的关键。

①项目经理应具有良好的政治、领导、知识素质和实践经验。项目经理的选择可以通过竞争招聘、经理委任、内部协调、基层推荐等方式选定。

②项目经理一经任命产生后，项目经理与企业法人代表之间的关系是委托与被委托，授权和被授权的关系，直接对企业经理负责，既是上下级关系，又是工程承包中利益平等的经济合同关系。项目经理必须按企业法定代表人授权的时间、权限和范围对项目进行具体的组织实施工作，不能越权。

3.3 项目经理责任制

随着社会主义市场经济的建立和项目管理的不断深化，施工企业已初步形成了“两线一点”的承包经营体系。一方面，由于施工企业和建设单位（业主）签订合同的各项条款要求最终要通过各项经营活动转到以项目为中心的管理上来；另一方面，企业对国家要确保完成的各项经济技术指标，也要通过项目管理承包、目标分解到项目上来，这就迫使企业必须建立和完善以工程项目管理为基点的项目经理责任制和工程质量保证体系，通过强化建立由项目经理全面组织生产诸要素的、优化配置的责任、权力、利益和风险机制，以利于对工程项目工期、质量、成本、安全以及各项目标实施全过程强有力的管理，否则项目管理就缺乏动力和压力，也缺乏法律保证。因此，项目经理责任制是施工企业两条承包主线的内部结合点，它具有对象终一性、内容全面性、主体直接性和责任风险性的特点，充分体现了“指标突出、责任明确、利益直接、考核严格”的基本要求。

项目管理体制改革要求企业按照三个层次进行改组，公司总部为经营决策层，项目经理部为施工管理层，施工队为劳务作业基层，三个层之间的关系为：

（1）企业层次与项目层次之间，应是服务与服从，监督与执行的关系。

（2）项目层次与作业层次的关系应是甲乙双方平等的经济合同关系。（劳务作业层可面向企业，也可以面向社会，实行双向服务并逐步向专业化方向发展，建立具有独立法人地位的劳务承包企业，经营决策层应精简机构、提高效率、保证决策、监督、协调、指导、服务职能的履行，并保持资源的合理分布和有序流动。）

项目管理层主要负责工程项目的具体实施和企业生产要素的优化配置。作业层可面向企业，也可面向社会，实行双向服务，并逐步向专业化、小型化企业方向发展，形成机制灵活、形式多样、技术水平高、适应能力强的新型企业组织。

总之，施工项目管理是建筑企业的能量和竞争实力的体现，所以搞好施工项目管理不仅对项目、对企业有良好的经济效益，对国家也会产生良好的社会效益。成功的管理，能促进项目和企业的发展，能推动建筑市场不断前进。开拓创新，总结经验，在项目的实践中不断摸索，最终创造出一条施工项目管理的成功之路。