顶管施工范文1
关键词：顶管 平衡 泥水 工作井
中图分类号： TU71 文献标识码： A 文章编号：
引言
该市政规划路给排水施工项目位于石家庄三环内，管材采用带橡胶圈III级钢筋混凝土承插管，管径为1500mm，总长270m。其中工作井、接收井均采用矩形钢筋混凝土沉井结构。
1 顶管施工技术方案选择
1.1 经调查分析研究及结合本公司在设备和施工及相关的技术能力，采用了密封泥水平衡式顶管工艺进行施工。
1.2 顶管施工工艺流程 施工前期准备测量放样、复核工作井施工搅拌桩施工工作井上下设备安装准备工具头吊装下井、全套设备调试工具头穿墙顶进后续吊放管道管道顶进、测量控制及纠偏管道排泥和废泥浆外运下一管节吊放就位下段顶管顶进管道贯通、回收工具头闭水试验竣工验收、清场。
1.3 施工顺序 顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序。顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行，以缩短工期。
2 顶管工程力学参数确定
2.1 顶力计算
本工程采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算：
F=F0+F1
F0=αpeBC2π/4
F1=RSL
F0――初始顶力（kN）
F1――管壁摩擦力（kN）
α――综合系数，本工程取淤泥质土系数值1
pe――土仓的压力（kpa），pe=150kpa
BC=管外径（m），取2.238m
R――综合摩擦阻力（kpa），本工程取淤泥质土值2；
S――管外周长（m），=3.1415*2.238＝7.03m；
L――推进长度（m），本工程考虑L=400m。
初始顶力：F0=1.5*150*2.2382*π/4=885kN
管壁摩擦力：F1=2*7.03*400=5624kN
总推力：F=885+5624=6509 kN=651T
说明：以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果，施工是采用触变泥浆减摩，可以有效折减管壁摩阻力。
工具头正面泥水压力：F1=π×D2/4×P其中
F1――顶管泥水阻力(t)
D――顶管外径(m)
σ――顶管泥水最大压力(t/m2)
σ与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算工具头正面泥水压力为50t/m2左右，F1=π×D2/4×P＝π×2.2382/4×50＝196T
管壁摩擦阻力： F2=S×L×f其中
S―顶管外周长(m)
L―最长一段顶管长度(m)
f―综合摩擦力系数(T/ m2)
f与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算综合摩擦力系数f=1.3T/m2。F2=S×L×f=π×2.238×60×1.0＝421T
在考虑一次顶进距离为60-70m时，顶管总阻力为以上阻力之和：F=F1+F2≈617t根据该管径钢管的要求，其不能承受的以上顶力，顶力较大，需要增加中继环，顶进的后座采用4个200T的千斤顶，中继环采用10个30T千斤顶，共计300T。顶管中继环布置按照“工具头20m―中继环―后座60m”来布置。另外，顶管过程还要采用减阻措施，通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间压触变泥浆减阻(优质膨润土拌制而成)，注浆需要管节间的密封良好，否则浆体会在管节间泄漏起不到应有的作用，减阻效果好时，f―综合摩擦力系数可以降低到0.3-0.8T/m2左右，将触变泥浆的减阻作为保险系数。
2.2 管材受力计算 钢管内径d=2220mm，厚度t=18mm，每节管长度6000mm，管的端头采用焊接接头。端面受力面积s=π× (2.238×2.238-2.22×2.22)/4=0.063m2
可承受的最大顶力为：F=s×5000T/m2/4=78.8T。
3顶管基本工艺
整个顶管过程大致可分为三个阶段：出洞前准备阶段，正常顶进阶段，进洞及后期收尾阶段。
3.1出洞前准备阶段
本阶段工作包括：履带吊（25吨）就位，顶管设备进场，洞口止水装置安装，轴线放样，立后靠，基坑导轨 、主顶油缸组测量安装就位，泥水系统机坑旁通阀组及管道系统安装就位、操纵平台搭建。电气控制线路布置、储水箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联机总调试、触变泥浆搅拌储存。
3.2出洞及正常顶进阶段
打开洞门、机头顶入洞口后下设备段。转接油管、电缆及泥水管后继续顶进。油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节管子下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进。重复上述过程。在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施，控制沉降幅度。
整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁摩阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降。
严格执行班长交接班一小时衔接制度，交待上班各类情况，共同观察工作现状，以保证全顶程的连续。
3.3进洞及后期收尾工作
本部分工程包括：接收导轨就位，洞口止水装置安装，机头偏差复测，井位复测，打开洞门，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，基坑内设备拆除和吊运。管道清洗，管节偏差测量记录。
3.4 其他附属施工方法 ①顶管工作面排水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。②顶管内面无人，如果需要进去维修设备等，进管之前需要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过1.5英寸铁管向顶管工具头压风。③施工用电主干线采用380V三相五线制，接通地面、工作井、管道内、工具头、管道照明采用12－24V低压电源供电。
4 总结
顶管过程涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科，必须严格控制好顶管推力，而对顶管计算复核能够准确估计顶管的推力。另在封闭的工作仓内加泥水压力平衡地下水压力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水压力一定要合理。压力较小，大量的泥砂涌入，会造成路面破坏，地表设施受损；压力过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。此工程必须通过严密的顶管计算，采取先进的顶管设备，才能成功地完成顶管施工的工作。
参考文献：
顶管施工范文2
关键词 掘进顶管；工作坑；顶管接口
中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0145-02
人工取土掘进顶管法是依靠人力在管内前端掘土，然后在工作坑内借助顶进设备，把敷设的管道按设计中线和高程的要求顶人，并用小车将前方挖出的土从管中运出。
1 顶管施工的准备工作
1.1 制订施工方案
施工前，应对施工地带进行详细的勘察研究，进而编制可行的施工方案。其内容有：
1）确定工作坑的位置和尺寸，进行后背的结构计算；
2）确定掘进和出土方法、下管方法、工作平台的支搭形式；
3）进行顶力计算，选择顶进设备以及考虑是否采用长距离顶进措施以增加顶进苌度；
4）遇有地下水时，采用的降水方法；
5）工程质量和安全保证措施。
1.2 工作坑的布置
工作坑是掘进顶管施工的工作场所，应根据地形、管道设计、地面障碍物等因素布置。尽量选在有可利用的坑壁原状土作后背处和检查井处；与被穿越的障碍物应有一定的安全距离且距水源和电源较近处；应便于排水、出土和运输，并具有堆放少量管材和暂时存土的场地；单向顶进时应选在管道下游以利排水。
1.3 工作坑的种类及尺寸
工作坑有单向坑、双向坑、转向坑、多向坑、交汇坑、接受坑之分。工作坑的平面形状一般有圆形和矩形两种。圆形工作坑的占地面积小，一般采用沉井法施工，竣工后沉井可作为管道的附属构筑物，但需另外修筑后背。矩形工作坑是顶管施工中常用的形式。
1.4 工作坑的基础与导轨
工作坑的施工一般采用有开槽法、沉井法和连续墙法等。
开槽法是常用的施工方法。根据操作要求，工作坑最下部的坑壁应为直壁，其高度一般不少于3m。
在地下水位下修建工作坑，如不能采取措施降低地下水位，可采用沉井法施工。即首先预制不小于工作坑尺寸的钢筋混凝土井筒，然后在钢筋混凝土井筒内挖土，随着不断挖土，井筒靠自身的重力就不断下沉，当沉到要求的深度后，再用钢筋混凝土封底。在整个下沉的过程中，依靠井筒的阻挡作用，消除地下水对施工的影响。
连续墙式工作坑，即先钻深孔成槽，用泥浆护壁，然后放入钢筋网，浇筑混凝土时将泥浆挤出来形成连续墙段，再在井内挖土封底而形成工作坑。连续墙法比沉井法工期短，造价低。
2 顶进施工
准备工作完毕，经检查各部位处于良好状态后，即可进行顶进施工。
2.1 下管就位
首先用起重设备将管道由地面下到工作坑内的导轨上，就位以后装好顶铁，校测管中心和管底标高是否符合设计要求，满足要求后即可挖土顶进。
2.2 管前挖土与运土
管前挖土是保证顶进质量和地上构筑物安全的关键，挖土的方向和开挖的形状，直接影响到顶进管位的准确性。因此应严格控制管前周围的超挖现象。对于密实土质，管端上方可有不超过15mm的间隙，以减少顶进阻力，管端下部135°范围内不得超挖，保持管壁与土基表面吻合，也可预留10mm厚土层，在管道顶进过程中切去，这样可防止管端下沉。在不允许上部土层下沉的地段顶进时，管周围一律不得超挖。在松软土层或有流砂的地段顶管时，为了防止土方坍落、保证安全和便于挖土操作，应在首节管前端安装管檐，管檐伸出的长度取决于土质。施工时，将管檐伸人土中，工人便可在管檐下挖土。
管内人工挖土，工作条件差，劳动强度大，应组织专人轮流操作。
管前挖出的土，应及时外运，避免管端因堆土过多下沉而引起施工误差，并可改善工作环境。管径大于800mm时，可用四轮土车推运；管径大于1 500mm时，采用双轮手推车 推运；管径较小时，应采用双筒卷扬机牵引四轮小车出土。土运至管外，再用工作平台上 的起重设备提升到地面，运至它处或堆积于地面上。
2.3 顶进
顶进是利用千斤顶出镐，在后背不动的情况下，将被顶进的管道推向前进。其操作过程如下：
1）安装好顶铁并挤牢，当管前端已挖掘出一定长度的坑道后，启动油泵，千斤顶进 油，活塞伸出一个工作冲程，将管道向前推进一定距离；
2）关闭油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞缔回；
3）添加顶铁，重复上述操作，直至安装下一整节管道为止。
4）卸下顶铁，下管，在混凝土管接口处放一圈麻绳，以保证接口缝隙和受力均匀；
5）管道接口；
6）重新装好顶铁，重复上述操作。
顶进时应遵守“先挖后顶，随挖随顶”的原则，连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进的困难。
顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。顶进过程中，要及时检查并校正首节管道的中线方向和管内底高程，确保顶进质量。如发现管前土方坍落、后背倾斜、偏差过大或油泵压力骤增等情况，应停止顶进，查明原因排除故障后，再继续顶进。
2.4 顶管测量与偏差校正
顶管施工比开槽施工复杂，容易产生施工偏差，因此对管道中心线和顶管的起点、终点标高等都应精确地确定，并加强顶进过程中的测量与偏差校正。
2.5 顶管接口
顶管施工中，一节管道顶完后，再将另一节管道下人工作坑，继续顶进。继续顶进前，相邻两管间要连接好，以提高管段的整体性和减少误差。
钢筋混凝土管的连接分临时连接和永久连接两种。顶进过程中，一般在工作坑内采用钢内胀圈进行临时连接。接口时将钢内胀圈放在两个管节的中间，先用一组小方木插入钢内胀圈与管内壁的间隙内，将内胀圈固定。然后两个木楔为一组，反向交错地打人缝隙内，将内胀圈牢固地固定在接口处。
3 结论
顶管施工技术是一项综合的先进技术，施工过程中结合具体的地形及现场条件，合理利用此方法，是保障顶管施工作业的关键。
参考文献
顶管施工范文3
关键词：顶管；控制要点；施工作业
Abstract: through the key points of each work link control technology of pipe jacking operation, ensure pipe jacking operation completed with high quality.
Keywords: pipe jacking construction operations; control points;
中图分类号： TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
张家口市高新区热力管道顶管工程，包括进水管和回水管两趟管线，施工长度共计50×2米，管径为DN1550。先根据工程实施过程中的实际经验，阐述热力管道顶管施工的技术措施如下：
1 根据施工现场的地质、地形特征确定施工方法
本工程混凝土管道在砂卵和粉砂土层内顶进。这种土壤较其他土质承载力较大，但土层松散，内摩擦角较大，含水量小，孔隙率变化大，混凝土管位于砂卵层内，会产生在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上的情况出现，导致混凝土管不断被“楔紧”，增加顶进阻力，施工难度较大。根据此种地质特征，拟采用敞开式人工挖土顶进方法，管材选用DN1550mm钢筋混凝土加筋管（II级、钢承口）。
2 工作坑尺寸的确定及施工
2．1工作坑的尺寸及计算要根据管径的大小、关节长度、操作设备、出土方程式及后背长度等不同情况而定，根据设计要求计算并考虑施工现场实际情况，该工作坑底面净空尺寸7m×6.8m。
2.2工作坑施工
由于工作坑比较大，所以上部3米范围采用三七墙配∮10拉结筋砌筑，底部将近3米范围分两次浇筑钢筋砼护壁，护壁厚度为30cm,并设两道工字钢环撑；工作坑设计为单向顶进两趟管道，后靠背选用现浇钢筋混凝土，厚度为80cm，高度为2.5米，其中1米置于地下，1.5米置于地上； 工作坑底铺垫10cm碎石，浇筑标号C25钢筋混凝土30cm做为工作坑底板，底板设纵横向两道截面尺寸25×25厘米加筋系梁。为保证下管按设计的高度、方向及坡度，必须安装导向轨，导向轨安装的质量将直接影响后续施工，本工程采用P50钢轨；为方便底板混凝土凝固后安装导向轨，底板应预埋钢板；仔细测量安装导向轨可以有效的控制管顶的高程及方向，在安装第一节管节前，进行导向轨试运行并将其调整至设计标高，在后续使用中必须及时复核，如有偏差要及时调整、更换，确保施工精度，本工程采用6m长导向轨。导向轨安装前在工作平台上放出中轴线，与管中轴线重合，采用标准钢轨作为导向轨，点焊在工作平台上保证导向轨的中心线与管中心线重合，用水准仪控制导向轨两内角处标高；工作平台必须牢固的固定在底板上，不能产生偏移；工作坑内必须设集水槽和集水坑，及时排出工作坑内集水，避免坑内集水影响施工。
3 测量
为保证顶管施工质量，确保管线按设计要求顶进，必须测量首节管顶的高程、中线及坡度。首节管为顶进作业的起始部位，在整个顶进作业中起着导向作用，其顶进质量直接影响后续管节精度，所以在开始顶进时，必须随时检查，检查频率为30-50cm/次，如有偏差及时调整。
4 顶进施工
4.1顶管设备布置
顶管设备选用400T千斤顶2只，起重能力800T，最大行程80cm；配套油泵。千斤顶通过U型顶铁、环型顶铁将顶力传至管端，完成顶进作业。顶进作业中，要将千斤顶放置钢制托架上，可避免千斤顶出现刮土现象；千斤顶顶力的合力位置和顶进抗力的位置必须始终保持在同一轴线上，如有偏差则不能确保管节按预定方向前进；根据施工经验，φ1550管靠近管底40-50cm处为着力点，各制作80cm、60cm、40cm、20cm顶铁一组，制作选用20mm厚钢板焊接而成。顶铁要求设锁定的“U”型卡，防止顶进作业中脱落，确保施工安全。
4.2下管
下管钱要仔细检查管子有无破损及纵向裂缝，管壁有无坑陷及鼓包现象，检查合格后采用龙门架，将管节吊起后放在工作坑内的导轨上就位，下管前必须保证起吊设备安全可靠，工作坑内不得站人。
4.3 稳管、接口
稳管要求管节高程和方向符合设计规定，管身要完全卧贴于导轨上；接口依靠导向轨定位，对于钢承口顶管，在接口施工前要按要求在插口上套密封胶圈。
4.4 挖土作业
本工程顶管施工中采用人工出土，出土工具选用短把铁锹和短把平镐配合作业。顶管过程中不可避免的会出现管节“低头”、“昂头”现象，所以挖土和顶管施工必须密切配合，及时观察、调整。管前端挖土作业时，为减少顶进阻力，可在坑壁与管上方留1—2cm空隙，管节下部135°范围内不得多挖、超挖，管外壁要与土弧相吻合，以保持原状土基。视土质情况管前端可超挖5-30cm。
4.5 顶进作业
顶进作业前要先顶铁安装质量，如顶铁安装偏斜，顶进作业时会产生偏心荷载，导致顶铁崩出伤人，非常危险，所以必须坚持检查顶铁安装是否平直。顶进作业要“坚持先挖土后顶进”、“随时挖土随时顶进”、“如有偏差随时调整”的原则；顶进作业要随时观察压力变化，如发现油泵压力表指数骤然增大时，必须立即停止施工，检查原因；千斤顶活塞伸出长度不得超出规定冲程；顶进作业需连续进行，不能长期停顿。
5 纠偏操作
5.1 施工中会由于开挖断面形状错误、工作面不均匀土质、千斤顶位置偏移等原因引起偏差，施工过程中要加强量测，如发现中心偏斜误差超过+20mm，高程误差超过+15mm，必须及时进行调整、纠偏。
5.2 针对本工程土质情况的特殊性，采取了如下防止偏移措施：
5.2.1 以膨胀螺栓做管口预埋件，接口施工后用钢板焊接联结加强管道联结钢性，钢板规格为σ=1cm；顶进过程中局部不平衡力会导致管道产生轴向变形，影响管道顶进方向，在钢板接口处设内外钢套环，补充加强管道接口钢性，可有效减少4对施工的影响，外套环采用承插钢圈，内套环制作采用钢板，钢板规格为σ=1cm，套环宽度为0.3m。
5.3.2 管底设置滑道，利用滑道控制顶进作业的方向和高程，滑道制作采用混凝土预制块。
5.3.3 工具管上设置纠偏千斤顶组，可有效小范围内调整工具管方向。
5.3.4 为有效稳定顶进作业方向，在工具管前端两侧设木楔，砂砾回填空隙。
6 触变泥浆减阻
本工程采取触变泥浆减阻施工，顶进过程中，通过工具管后的三节管上的压浆孔及时跟踪压浆，形成泥浆套；顶进过程中通过往后每两节管上的压浆孔，及时补强压浆；压浆总管采用铁管，规格为φ50mm，支管采用软管，总管和支管采用三通联接，设置截止阀；触变泥浆配合比为膨润土：石膏：水=1：0.5：6（重量比）。
7.千斤顶选用及顶力验算
φ1550钢筋混凝土管自重：V=π×（D12-D22）×L =2.58m3
W=2.58×2.65=6.8t/根
P=W/2=2.3t/m=22.5KN/m
需用顶力计算：
采用人工超前出土，所以管端端头阻力不计。
按经验公式估计其阻力值为：
W1=3×P×L=5400KN=540t（按管重）
W2=K（34D1-21）×L=4022KN=402t（按卸荷拱）
P=max（W1，W2）=540t
选用800t级千斤顶。
顶管施工范文4
关键词：工作原理；特点；顶管施工；应用
0 引言
随着我国城市化进程不断加快，城市地下管线扩建、改造工程量不断增加；采用非开挖铺设管道的技术越来越受到人们的关注,由于其不需要开挖地面，交通不断行，对周围的环境影响能减少到最小，在繁华都市的工程建设中，顶管技术独具优势。因此，在许多领域，非开挖技术，受到越来越广泛地采用。本论文主要讨论在顶管施工过程中出现的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。
1 顶管施工发展及工作原理
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
2 顶管施工的特点
2.1顶管施工最突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说是非常关键的。
2.2顶管法又称为非开挖管道敷设技术，与传统的"挖槽埋管法"相比，开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。
2.3顶管施工技术优点是不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低；其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
3 顶管施工技术应用
3.1顶进管的选择顶进管一般选用钢筋混凝土管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋混凝土管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋混凝土的标准和技术规程。
3.1.1 顶进管直径的选择顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定混凝土管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。
3.1.2 顶进管长度的选择顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当L/D外≥2.10时为长管。
3.2顶管施工的前期准备
3.2.1 现场平面布置平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
3.2.2 顶管机进、出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。
3.3顶管施工的工艺顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
3.3.1 顶管井的设计顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
3.3.2 顶管施工工序⑴ 穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：①穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；②为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；③穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；④闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水。⑵ 顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。⑶ 注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。⑷ 顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。
顶管施工范文5
关键词：市政道路工程；复杂条件下；污水管网；暗挖顶进技术
1 工程概述
某市政道路工程，设计线路全长18.9km，设计道路红线宽60m，其路幅组成：3.5m人行道+10.5m辅道+5m分隔带+22m主车+5m分隔带+10.5m辅道+3.5m人行道。其中K0+900～K1+350段排水工程设计污水管为D1000，埋深13～15m。根据该段地勘资料，该地层主要为中等风化的砂质泥岩，岩石硬度较大；同时，该段道路两侧均为高档住宅小区，紧邻道路红线，根本无法采用大面沟槽爆破施工。若采用冲击破碎锤进行槽挖施工，不仅施工难度较大，而且沟槽施工进度和回填质量均无法保证。因此，对该段污水管网采用暗挖顶进施工技术。
2 施工工艺流程
施工准备测量放线工作坑施工设备安装顶进施工测量纠偏下节管道吊装管道贯通管周注浆检查井砌筑井坑回填。
3 暗挖顶进施工
对工作坑施工、设备安装及顶进施工3个施工关键技术进行了叙述。
3.1 工作坑施工
3.1.1 工作井开挖
由于工作井基坑深度大、周边施工条件复杂，最终采用人工配合旋挖钻进行开挖。场平完成后，根据工作井的中心坐标定出基坑中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。采用扭矩为240kN・m、额定功率300kW的大型旋挖钻机按照工作井设计尺寸依次连续造孔。
3.1.2 工作井支护
基坑开挖完成后，为保证基坑边坡稳定，确保其能够抵抗岩石风化、雨水及地下渗水冲刷，对整个基坑周边及孔口1.5m方位进行喷锚支护。对井口及井口以下3m部位进行加强锁口：采用长2.5m、间距1.5m×1.5m的φ22钢筋锚杆、100mm×100mm的φ6钢筋网挂网及喷护厚度为10cm的C25混凝土联合支护。井周3m以下部位风化砂质泥岩层相对比较稳定，采用素喷厚度为8～10cm的C25混凝土进行支护。
3.1.3 后背墙设计
后背墙是千斤顶的支承结构，后背墙必须有足够的强度且表面平整，本工程采用的后背墙构造如下：贴井壁垂直浇筑一层薄壁找平混凝土，混凝土采用C30混凝土现浇，宽2.5m，高2.5m，厚0.3m。在千斤顶作用点的位置预埋厚度为30mm、尺寸为1.5m×1.5m的钢板。
3.1.4 井坑基础处理及排水
本工程工作井基坑底板采用厚度为15cm的C15混凝土进行找平。工作井基础周围设尺寸为30cm×30cm的排水明沟，基坑一角设一个尺寸为100cm×100cm的集水井，使用水泵将基坑内的水抽排出坑外，集水井顶部设置井篦，防止人员失足受伤。
3.2 设备安装
3.2.1 旋臂吊安装
本工程采用最大起重量为500kg的旋臂吊。安装前，选好起吊位置，在该处浇筑厚度为30cm、尺寸为4m×4m的C30混凝土操作平台，按旋臂吊位置埋设20mm厚钢板和地脚螺栓，同时分别在钢板位置分别设置4根长3.5m的φ25岩石锚杆并确保锚杆与钢板可靠焊接。
3.2.2 顶进设备安装
（1）导轨安装。
导轨安装是顶管施工中的一项重要工作，安装的准确与否直接影响管子的顶进质量，导轨材料选用18kg/m的轻型钢轨，导轨内距A按下式计算：
式中D为待顶管外径，1.2m；h为导轨高，本工程用QU100导轨，高度为0.14m；e为管外壁与轨枕表面垂直净距，为0.01～0.03m，此处取值为0.03m。
（2）顶进设备安装。
采用300t螺旋千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.2m。千斤顶后端用方木和分压环将反力均匀作用于后背墙，前端顶进分压环（分压环制作与管端面接触相对平整，无变形），顶铁将顶力传至管节。主顶安装与管道中心的垂线对称且两边等距，千斤顶坡度同污水管设计坡度，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上。
3.3 顶进施工
3.3.1 顶进力计算
顶进力计算公式：
Fp=πDoLfk+NF
式中Fp为顶进力，kN；Do为管道的外径，m；φ1000混凝土管外径为1.2m；L为管道设计顶进长度，m；本工程最大顶进长度为42m；鉴于本工程管道外壁直接与导轨接触，不与顶洞岩壁发生接触或很少接触，因此，此处仅考虑管道与导轨的摩擦阻力，管道外壁与导轨的单位面积平均摩擦阻力通过下式计算：fk=μN=0.5×6.91=3.455kN/m2。式中：μ为滑动摩擦系数；钢筋混凝土管道与导轨间滑动摩擦系数取值为0.5；N为管道单位面积正压力，N=mg=0.7056×9.8=6.91（kN）；NF为顶管机迎面阻力；人工挖掘：NF=π（Dg-t）tR=146.95（kN）；Dg为顶管机外径，m，本工程选1.036m；t为工具管刃角厚度，m，本工程选0.1m；R为挤压阻力，取300～500kN/m2，本处选最大值500kN/m2。
经计算，顶进力Fp=693.7kN，约等于70.79t。
本工程后座主要受力体为工作井井壁，工作井井壁为中等风化砂质泥岩。根据地勘资料，中等风化砂质泥岩天然抗压强度标准值为3.9MPa（3900kN/m2），后座的土抗力R为3900×3.14×0.5182=6343.43（kN），约合647t；R应为总顶进力Fp的1.2～1.6倍。经过以上计算，反力R=647t>总顶进力1.6Fp（1.6×70.79=113.26t），后背墙的承载能力满足顶管施工要求。
3.3.2 顶进施工
在顶管施工中，对管道施工精度要求特别高。施工必须严格按照设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下的测量控制系统。在井坑内测设至少2个导向点，顶管顶进时依靠导向点进行方向及坡度控制。同时，为满足顶管施工精度要求，在施工中使用激光经纬仪及水准仪对管道垂直方向及水平方向进行测控和校核。
本工程采用D1000顶管专用污水管，顶管段为中等风化砂质泥岩区域。为保证管道顺利顶进，顶洞开挖直径为1500mm，顶洞底部考虑需安装导轨，可做适当超挖（超挖约15cm）。顶洞采用直径为150～200mm金刚石直筒空心钻机取芯进行大面岩石开挖。由于顶洞空间狭小，通风不畅，因此，钻进过程中采取注水钻进，以避免产生大量粉尘。边角部位棱角、突起及遗留的岩柱采用风镐、镐头、冲击锤及手锤等进行处理，对于破碎下来的岩石，人工搬运或用短把锹装车，人工拖动运输斗车输送到管道以外的顶坑内，用设在顶坑上方的旋转臂卷扬机将土吊出井坑集中堆放。
4 结语
综上所述，暗挖污水管网顶进施工技术应用于市政污水配套管网建设上取得了成功，解决了复杂地下环境条件下管网的施工问题。该技术在实施中，避免传统中路基开挖带来的弊端，能有效减小路基的破坏程度，保护路面，方便工程沿线市民出行，同时也减小施工过程带来的环境污染，如施工扬尘和水土流失问题得到有效控制，取得较好的经济、社会及环保效益。
参考文献
顶管施工范文6
关键词：顶管施工 泥浆
若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点，就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬，这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙内压人支承介质，这种方法的效力更可以大大提高，并能维持一定的时间，从而足以顶进一段相当长的管路，再则，支承介质在起支承作用的同时，也可以作为剂起到减少摩阻力的作用。
对支承一介质的要求
对支承一介质的要求，可以根据摩擦定律推算出来。
摩擦定律概要
除了不在这里讨论的滚动摩擦之外，可将摩擦区分为：
a）粘附摩擦（与静摩擦相同）；
b）滑动摩擦。
在粘附摩擦和滑动摩擦的情况下都存在如下的关系：
T＝N·μ
式中
N——法向力；
T——切向力；
μ——摩擦系数；
摩擦系数μ是一个材料常数，与滑动面和滑动物体的表面性质有关，而却不以接触面积F的大小为转移。
无量钢系数μ在粘附摩擦的情况下，一般大于滑动摩擦时的数值，因为在粘附摩擦的情况下，表面会由于经常存在的不平度而被“楔紧”。
滑动摩擦又可分为：
b1 ）干摩擦；
b2 ）液体摩擦。
在干摩擦时，滑动体和滑动面直接接触，在液体摩擦的情况下，滑动体和滑动面则被介质隔开
在滑动摩擦的情况下。滑动体和滑动面之间存在相对速度。
在干滑动摩擦的情况下，摩擦系数μ与相对速度υ无关。
在液体滑动摩擦的情况下，视在摩擦系数μ则相随滑动体和滑动面之间液体的流动阻力而变化。流动阻力则取决于液体的运动粘滞度和流动速度。根据流体动力学可知，流动阻力与流动速度的平方成正比。
在两个互相接触的物体之间，起作用的是一个比压：
P=N/F
在液体摩擦的情况下，作用在液体上的是一个流动压力：
p’=f（υ2）
若p= p’，物体和介质便处于平衡状态。这时运动的物体就“漂浮”在滑动面上。
如p＞p’，介质便会从运动物体和滑动面之间的缝隙中逐渐被挤压出去，直到液体摩擦转变为干滑动摩擦为止。液体摩擦的前提在于，无论物体和滑动面都必须是不透水的。如果介质能够渗人物体或滑动面，而又不以同样的数量给予补充，那么液体摩擦就会变成干摩擦。
从摩擦定律得出的结论．
按照摩擦定律来考虑，对于顶管施工可以得出完全明确的结论如下：
a）为了保持较小的推顶力，干摩擦须以尽可能小的摩擦系数μ为前提。管子表面的光滑，能使摩擦系数降低。管子表面的机械加工和涂抹减摩剂，同样都能起到减小μ值的作用。
b）在干摩擦的情况下，管子表面在推顶过程中会被周围上层磨毛，因而使摩擦系数增大。所以在项管距离较大时，一般多采取液体摩擦的方式。
C）液体摩擦须以管子和土层之间存在介质为前提，也就是说，须将介质压人其间。
d）介质必须保持一定的厚度方能有效。
e）管子和土层间必须存在一定的空隙，也就是说，要留出一定的空隙，以便在压人介质后能够形成所需厚度的一个液体层。
f）管子和土层之间充满介质的空隙，在整个推顶过程中必须保持不变。要作到这一点，介质必须能够阻止土层落到管壁上，亦即介质必须承受着各种具体条件下起作用的上压力来托住土层。因此，在介质中必须经常保持相当于土应力的液压。这样，介质同时也起着支承介质的作用。交承压力的反作用力则由顶进管来承受。
g）为了形成管子和土层之间所需的空隙，刃脚直径的取值最好稍大于顶进管直径。
h）对粘性很小的土壤来说，推顶时在刃脚周围产生的松散地带便能形成管子和土层之间所需的空隙，因而不需要刃脚直径大于管径。
i）上层和管子之间既已形成空隙，就必须在土层落到管体一上以及土压力上升达到全值之前将支承-介质充入其中。事后再来克服土压力将土层从管壁上推开是不可能的。一旦周围土壤的某些颗粒接触管壁并被土层压附在管壁上，立即便会发生于摩擦，即使随后压人介质，情况仍然如此。
k）可以把顶进管看作是不透水的。管子接头在整个推顶过程中应保持密闭。
l）土层总是多少有些透水的。因此，支承一介质必须起到的另一作用，即在于封闭管子周围土层的空隙，以便在土层中造成一个不透水的环形地带，从而阻止支承-介质渗入土层。
m）为了能够封闭土层的空隙而又不致流失到土层中去，支承-介质必须具有足够高的运动粘滞度。
n）为了取得尽可能小的视在摩擦系数μ，又需要支承-介质的运动粘滞度较低一些。
o）支承-介质不得对顶进管材料（钢、钢筋混凝土、石棉水泥或塑料混凝土）和接头材料（钢和橡胶）造成侵蚀。
P）支承-介质不得污染地下水。
膨润土矿物悬浮液能够最充分地满足对支承-介质提出的一切要求。
作为支撑-介质的膨润土
1890年，美国的福特·本顿首先发现了膨润上。它的主要成分和对于它作为支承一介质的性能起着决定作用的，乃是其中叫作蒙脱土的一种粘土矿物，这种矿物以其位于法国南方的蒙脱英里翁矿床而得名。在德意志联邦共和国的巴伐利亚，则有着大约一千万年前作为风化产物形成的一些酸性火山质玻璃凝灰岩矿可供这方面的应用。
蒙脱土是一种层状结构的结晶氢化硅酸铝。硅酸盐多层体是一种三层结构，其中包括一层SiO4四面体、一层氢氧化铝八面体和一层SiO4四面体。蒙脱土晶体即由许多这样的硅酸盐叠层组成。蒙脱土晶体遇水膨胀，与此同时水分子便渗入各个叠层之间。于是两个蒙脱土叠层之间的距离就加大了一倍。晶体内部膨胀现象的原因，则在于叠层内部电荷分布的不均匀。
我们可以设想，在静止下来的膨润上悬浮液中，薄片状的蒙脱上微粒形成一种纸牌房子式的结构，其中这些微粒以它们的角隅和棱缘彼此接触或互相支撑。一旦静止状态被扰乱，例如由于搅拌、振动或泵送等等，于是大多数的“纸牌房子”坍塌下来，因而在静止状态下凝结起来的悬浮液就会变成溶胶。当这种溶胶再次静止下来，薄片状的蒙脱上微粒又会彼此搭在一起形成纸牌房子式的结构，于是溶胶重新凝固。悬浮液每当静止便结成凝胶，一旦运动起来又变成溶胶，这种从静止状态到运动状态以及从运动状态又回到静止状态的结构交替，可以永无止境地重复下去，这样的特性便叫作触变性。
作为顶管施工中的支撑-介质，膨润土的重要特点即在于它的膨胀性能。这一点须取决于薄片状蒙脱俄土微粒的大小和数量。
膨润土主要有两类，即钙膨润土和钠膨润土上。
它们的区别在于起决定作用的蒙脱土是钙蒙脱上还是钠蒙脱土。
在膨润土含量相同情况下，钠膨润土悬浮液中所含极薄的硅酸盐叠层片的数量，约为钙膨润上悬浮液中所含数量的15到20倍。由于这种极薄的硅酸盐叠层片的数量大得多，便有利于蒙脱土微粒形成纸牌房子式的结构，因而亦有利于提高悬浮液的膨胀性能，这样既可改善悬浮液在溶胶状态下的流动性，也能改善悬浮液在凝胶状态下的固结性。所以钠膨润土比钙膨润土更适用于顶管施工。
而巴伐利亚矿层却只含有膨胀性能较差的钙膨润土。
但钙蒙脱土有一个特性，亦即其中化合的钙离子可以用钠离子来置换。通过这样的离子交换，钙膨润土的性能会有很大的变化，从而被赋予钠膨润上的优良特性。
由于销膨润土和通过钠离子置换而活化的钙膨润土——也叫作活性膨润土——能够最大程度地满足顶管施工中提出的要求，因而下面的讨论便以这两种膨润土为基础。
化学分析表明，膨润土中大约有56 ％的二氧化硅和20％的氧化铝，二者共同构成了蒙脱土上晶体的基本物质。与此相对应，矿物组成中也有75％的蒙脱土。筛分析也很值得注意，根据筛分析，膨润土中粒径小于0.025毫米的占55％。
膨润土加水搅拌即成悬浮液，这里对水质的要求和拌制混凝土时一样。判断膨润土悬浮液是否适于用作支承一介质的标准在于它的物理特性。而对后者起决定作用的，主要是悬浮液中的膨润土含量。表2中按照每立方米制成悬浮液中含有30、40、60和80公斤膨润上的四种情况，分别列出了各种悬浮液的主要参数。
首先从容重的数据中可以看出，膨润土含量对容重的影响不大。在我们所考察的试样上，容重大致变化于1020到1050公斤/米3之间，因此只是稍高于纯水的容重。所以膨润土悬浮液也可以在水下顶管施工中用作支承介质，无需顾虑悬浮液因容重不同而流失，故而对膨润土悬浮液来说，容重并不是一个重要的判断标准。
反之，流变极限测量结果都表明，无论在运动状态或是静置状态下，悬浮液中的膨润土含量都对流变极限有很大的影响。正如事先的考虑所预见到的，流限在运动状态下达到了下限值。观察表2可以看出，膨润上含量从每立方米30公斤增加到60公斤时，亦即在膨润上含量增大一倍的情况下，运动流限从22.4克（力）／厘米2上升到204克（力）／厘米2，因此也就是提高到大约9倍，当膨润土含量从40公斤／米3 增加到80公斤／米3 时，同样也是在增大一倍的情况下，可以看到大致相同的比率。这时运动流限从44.6克（力）／厘米2上升到439克（力)/厘米2，亦即增大到10倍左右。
静置一分钟后的比率也类似于流动状态下的情况。在这种条件下，当膨润土含量从30公斤／米3 增加到60公斤／米3 时，流限从42.8克（力）／厘米2提高到320克（力）／厘米2，即增大到7.5倍。当膨润土含量从40公斤／米3增加到80公斤／米3时，流限则以100：696—1：7的比例提高。
最后，在静置24小时的情况下，当膨润上含量从30公斤／米3增加到60公斤／米3时，流限比率为198：1265一1：6，80公斤／米3含量的相应数值则限于现有的测量技术条件而无法测出。
因此得出的结论是，膨润土含量增加一倍，可使膨润上悬浮液的支承作用提高到7至10倍。但是这也意味着，若膨润土含量减少1／2，支承作用就可能降低到 1／10。所以，确定悬浮液中的膨润上含量，便有着如此重大的意义。
得到的另一个结论是，在从运动状态过渡到静止状态时，流限的增大须取决于悬浮液中的膨润土含量。
在每立方米悬浮液中含30公斤膨润土的情况下。静置1分钟后的流限以42.8：22.4=1.9：1的比率增大。在膨润土含量为40公斤／米3的情况下，静置1分钟后的增大比率已达100：44.6=2.2：1。然而在膨润土含量为60公斤／米3情况下，这一比值却降低到320：204＝1．6：1，以及在膨润土含量为80公斤／米3的情况下，比率仍为696：439=1.6：1。
静置24小时后的流限与运动状态下的比率，在悬浮液中的膨润上含量为30公斤／米3时是22.4：198=1：8.8，在40公斤／米3的情况下是44.6：584=1：13.3，在60公斤／米3的情况下是204:1265=1:6.2，而对于80公斤／米3的含量，则已无法取得测量值。
在将膨润上悬浮液用作支承-介质的情况下，静止状态的流限值与运动状态的流限同样具有重要意义：
静止状态下的流限值决定着悬浮液是否适于用作支承介质，运动状态下的流限值则决定着悬浮液是否适于用作介质。
当运动流限与静止流限之比为1：6到1：10（最大1：15）时。膨润上悬浮液便完全能满足这两个方面的要求。
流限值适用于膨胀过程业已最后完结的悬浮液。这种膨胀过程的性质，在于水已渗入了构成蒙脱土晶体的硅酸盐叠片的晶层中。致使层间距离增大起来。水对微小蒙脱土晶体的渗透过程以及水渗入更小得多的晶层之中都需要时间。这就是膨胀时间，搅拌越充分．膨胀时间就越短，否则在水和膨润土的混合料未获充分搅拌的情况下，膨胀时间就会延长许多倍。搅拌取得良好效果的前提，是要有足够长的搅拌时间，至少要有半个小时，有时甚至可能需要若干小时。另一个前提是要求膨润土不留余渣地充分溶解在水中，尽可能使每一个膨润土颗粒都被水包围着。最后，在搅拌时不要让空气进入水和膨润土的混合料中，因为空气会妨碍水渗入蒙脱土晶体。再则，膨胀时间也会受到混合料温度的影响。高温（夏季温度）可使膨胀时间缩短，低温（冬季温度）则使膨胀时间延长。当温度低于零度时，膨胀过程即告中止，但混合料并不会遭到破坏。解冻后膨胀过程又会重新继续下去，在这种情况下，须将冻结的时间计入膨胀时间之内。
在搅拌效果良好的情况下，搅拌过程结束后即已能够达到80％左右的最终流限，而在搅拌效果不良的情况下，这一比值则降低到大约35％。由此可见，在搅拌效果良好和高温条件下，经过5个小时的膨胀时间后即已达到最终流限。反之，在搅拌效果不良和低温条件下，则需要24小时方能达到最终流限。
对于膨胀过程是否已经结束，需要仔细地进行观察，因为膨胀不充分的悬浮液一方面起不到支承作用，另方面也会由于随后的膨胀而引起膨润土管路的堵塞，并且引起顶进管与周围土层之间表观摩擦系数的上升，从而可能导致提高顶进阻力。
对充分膨胀的膨润上悬浮液来说，流限在静止状态下可达到上限值。如悬浮液变为运动状态，例如由于摇动、振动或泵送等等，立刻又出现流限的下限值，这便是流动状态下的流限，或者也可以说是运动流限。一且再次静止下来，流限又会升高，经过一定时间之后再次达到其上限值。
悬浮液经每次静止之后都可以达到流限的上限值。然而在达到最终流限之前，如果悬浮液又变为运动状态，那么流限的升高过程便也可能中断。
凝胶溶胶
膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮液在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗入土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达到相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗人深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗人深度。
为了便于了解渗入过程，可以把上层看作是一条条许多毛细管的总和。图7显示了一条圆形横断面的毛细管中的流动过程。
这样的一条毛细管必然会对其中穿流的流动介质、在这里即是对膨润上悬浮液产生一个阻力W。
W=τ·U·l=τ·2·r·π·l
为了克服这一阻力便需要一个压力：
P＝p·F
＝p·r2·π
只要 P＞W，毛细管中的介质便向前流动。一当流动阻力大到与作用于介质的压力P相等，即。
W=P
流动过程即停止。由此可知平衡条件为
τ·2·r·π·l=P·r2·π
或
(τ·2·l)/r=p
根据这一关系式可以算出流动长度，换言之亦即渗入深度
l=(r·p)/(2·τ)
由此可见，渗入深度与毛细管的直径和压浆压力成正比，与悬浮液的流限成反比。只要悬浮液在毛细管中流动，它便处于流动状态，因而对悬浮液起作用的便是运动流限。这时悬浮液便具有溶胶的稠度。
但一当悬浮液达到可能的渗入深度之后静止下来，只须经过一个很短的时间，它的流限便达到静止数值。于是悬浮液就变成了凝胶。
由于静止状态下的流限高达流动状态下的10倍，因而在这种情况下膨润土悬浮液便象泥浆那样地充满着土层的孔隙。
这样在管体四周的土层中就形成了一层密实而有承载能力的环套，其厚度即相当于悬浮液的渗入深度
现在，如果在这一环套和顶进管之间保持一个相当于土压力的悬浮液压力，于是悬浮液使承受着全部的土压力，致使土压力不再直接地，而是经由悬浮液间接地加荷于管壁。
作为使摩阻力降低到最小限度的先决条件，最佳支承作用的取得须具备下列前提：
1．在设计时以及在推顶过程中准确地查明土层情况，并根据筛分曲线详尽地掌握土层的颗粒分布；
2．计算出土压力，从而确定膨润上悬浮液的压人压力；
3．按基本粒径确定膨润土悬浮液的混合比，并经常进行检验，
4．正确地制备膨润土悬浮液;
5．保证在全部顶进管路上和全部顶进时间内都有膨润上悬浮液压入。
其中最重要的一点，是必须求得正确的混合比。
此外必须注意，悬浮液稳定极限大约是每立方米悬浮液至少含40公斤膨润上。这一理论计算结果在实际施工中须仔细加以核验。必须特别指出的是，膨润土含量过低、因而也就是流限过低的悬浮液起不到支承和作用，因为这样的悬浮液会毫无阻力地或只受到很小阻力地流散到土层中去，因而不可能在管体周围形成一个支承环带。
在基本粒径为10毫米的情况下，要求悬浮液的膨润土含量为60公斤／米3左右，在基本粒径为20毫米的情况下，要求悬浮液的膨润上含量为80公斤／米3左右，反之，在基本粒径为2毫米时。悬浮液的膨润上含量为40公斤／米3即已足够．但滑动阻力与运动流限成正比。
运动流限在每立方米悬浮液中含：
40公斤膨润上时为44.6克（力）／厘米2
60公斤膨润土时为 204克（力）／厘米2
80公斤膨润土时为439克（力）／厘米2
这就是说，在每立方米悬浮液中含膨润土60公斤时，运动流限几乎为40公斤／米3情况下的 5倍，而在每立方米悬浮液中含膨润土80公斤时，则已经高达含量为40公斤／米3时的10倍。
这就意味着，如果悬浮液中的膨润上含量在全部推顶距离上保持不变，那么对粗粒土壤来说，由于需要悬浮液的膨润土含量较高以保证支素作用，故而推顶阻力以及因之所需的推顶力就会比细粒土壤的情况下更大一些。
但孔隙～旦被膨润上悬浮液充满，并因而形成支撑环带时，于是粗粗土壤的状况也就无异于细粒土壤了。因而在这种情况下，为了在推顶过程中支承土层，悬浮液中的膨润土只需要达到稳定极限所要求的最小含量40公斤／米3 即可。
因此,在粗粒土壤的情况下，只是直接在刃脚之后压入相应于基本粒径的高含量膨润上悬浮液，而在全部后续管路上则可使用稠度低得多的悬浮液。这样便可以大大降低推顶阻力，或者也可以说是在相同的推顶力下加长推顶距离。同时还可以借此节省膨润土，并减少中继顶压站的数目。
为此采用两套膨润土配拌设备附带两台压浆泵和两套管路所需的额外费用，在管径较大和推顶距离较长的情况下一般是值得的！
压浆时须注意，压出的膨润上悬浮液要尽可能均匀地分布在整个管体，以便能够围绕整个管体形成所需的环带。因此，压浆赖以进行的注射喷口要均匀地配置在整个管壁圆周上。注射喷口的间距或数量须取决于土壤允许膨润上向四外扩散的程度。在渗透性很小的土壤中，例如密实的矿土和砂砾上，间距就必须缩小一些，在疏松的砾石土中，间距则可以相应地加大。注射喷管即可以在整个管壁圆周上与一条环管连接，也可以分组连接，在分组连接时，一般是上半固联成一组，下半圈另成一组。
为使膨润土尽快地起作用，应尽量靠近刃脚尾部进行压浆。所以压浆最好是直接从刃脚后的第一节管子中开始。但实践证明，在压浆压力较高的情况下，膨润土将均匀地沿着管子周围扩散，也就是说，即向后扩散，也向前扩散。因此便存在着膨润上悬浮液沿刃脚向前流动、并且又在切削刃上流出来的危险。
在纠偏量颇大的情况下，有可能造成刃脚和第一节管子之间的密封损坏，或者在刃脚分成两个部分情况下，则是造成切削段和顶压段之间的密封损坏，于是膨润上悬浮液就会从这些地方渗人工作空间。
根据这一理由，膨润上在刃脚后第二节管子中开始压入比较适宜。
膨润土悬浮液经由注射喷口压人的压力应相随所遇土层的压力而变化。在膨润土泵上，除了这一压力之外，还会受到一直通向注射喷口的膨润上管道的阻力。
膨润上管道中的压力损失，由于假设条件并不可靠而且经常变化，故而计算很难准确，因此，对于必须准确地与上压力高度保持一致的压浆压力，便有必要直接在注射喷口上进行连续的测量。
压浆压力调得过高可能是有害的。这时膨润上悬浮液会从注射喷口中涌出，在管口周围形成一个高度压缩区。这样就有可能形成栓塞，阻碍膨润上悬浮液的继续流出和扩散。
如果一次注入的膨润上能在管子周围的土层中保持不变，那么只要直接在刃脚之后注入一次就足够了。然而十分明显，在推顶过程中，膨润土由于流散到土层中去而有所消耗。鉴于此，对后续管路也必须补充压人膨润上，以使管子和上层之间空隙中的膨润上悬浮液压力能够在顶进管路的全部长度上保持与土压力一致。注浆孔的间距主要取决于土层的性质、膨润土悬浮液的流变特性、刃脚的控上量和推顶速度。在许多已完成的工程中，注射喷口的间距是2节管子到5节管子以上。注浆孔的实际需要数量，只有在施工中才能知道。为了确保即使在最不利的场合下亦能提供所需数量的注浆孔，似乎最好是尽可能每隔2节管子即留出一些压浆孔。另方面当然也要考虑到，所有注浆孔在顶管结束后必须拆除和封闭。这需相当大的一笔费用，所以一开始即应力求间距适当。这一点在很大程度上也取决于施工公司的经验。
膨润上的压人技术在很大程度上仍然要依靠经验，然而实际经验多半也是可以找到理论根据的。
尽管就某种场合来说，随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的，而在另一些场合下，正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知，在管子下半部，膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出，而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半部的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出的原因在于，静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙，或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下，膨润土在管顶处比在管底部更容易流出。反之，在顶压力和浮力同时作用下，管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起，于是管底下方便形成了一个低压区，致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。
如果顶进管路被中继顶压站分成若干段，那么每次总是只有一个管路段受到推顶，其余各段则保持不动。这时宜于仅向被推顶的管路段内压人膨润上悬浮液，而对于静止不动的管路段，则停止压送。此外，膨润土的压人要与中继顶压站的动作协调一致，这一点可以通过手动或远距离自动控制的方式来实现。
特别要注意的是，膨润土悬浮液沿着管壁运动的方向不得与管路推顶方向相反，否则，由于管子和悬浮液的逆向运动，悬浮液非但起不到介质的作用，却反而起了制动介质的作用。结果便会大大增加推顶阻力。如果只在顶进管路的前区压人膨润土，就会发生逆向运动，因为在这种情况下悬浮液便不得不向后流动。所以正确做法是，悬浮液的补压始终要保持从后向前的方向。
在无粘性的疏松土层中，例如对于有流动倾向的矿土以及滚动的砾石上来说，可能十分重要的是，在第一节管子推入土层后立即开始压人膨润土悬浮液，以便在管子周围形成支承环带，从而不引起干摩擦。同样重要的是，对所有后续的管子来说，一但管子离开顶压坑，都要补压膨润土。然而为使悬浮液不能立即又在进口处向外流出，便需要设置如图12所示的弹性滑动密封，否则悬浮液的流出不仅要弄脏工作坑，而且也会破坏支承压力的形成。
顶进管在膨润土悬浮液中受到的浮力
