顶管机技术问答集

顶管机技术问答集

霸州市城区顺兴液压顶管机械厂

技术类：

1、非开挖技术的种类？

2、非开挖技术适合哪些领域？

3、非开挖技术目前的发展前景？

4、简述顶管技术？顶管技术方式的种类？

5、顶管技术的分类？

6、顶管机发展对自身及其他产业的作用？

7、提高技术水平的有效渠道？

8、顶管机的主要技术参数是哪些？

顶管机技术问答集

9、泥水平衡顶管机的种类？

10、顶管机是否可以变径？

11、大刀盘电机驱动土压平衡顶管机的结构、工作原理？

12、目前顶管施工所常见的几种土质？相应选用何种顶管机？

13、以西安DK3000顶管机为例，机头主要部件有哪些？产地和数量？主要配置有哪些？

14、以西安DK3000顶管机为例，简要回答计算机界面的相应作用？ 15、泥水平衡顶管机机外控制系统随机配置的基本内容有那些？

16、本公司DK系列土压平衡顶管机的主要技术特点？

17、本公司泥水平衡顶管机的主要技术特点？

18、本公司主顶油缸、专用液压泵站的特点和参数？

19、顶管机主要配套设备有哪些？

20、顶管机的主要易损件（备品备件）有哪些？

21、几种非开挖掘进机之间的性能比较？

22、传统中继间的结构形式？

23、光靶？光靶的辅助系统？

24、顶管机内的倾斜仪所起到的作用？

25、变频调速技术的应用？《建筑机械技术与管理》

26、气压平衡工具管的性能？

施工类：

27、顶管施工的历史？

28、什么是手掘式顶管机？

29、什么是机械顶管技术？

30、什么是泥水式顶管施工？ 31、顶管施工的三种工作面平衡理论？

32、顶管施工监理细则（亿钻通）

33、非开挖施工时应注意的问题？（亿钻通）

34、简述机械顶管的工艺？

35、目前地下施工方法有哪几种？

36、泥水平衡顶管机的施工特点？

37、大型顶管机进洞的常见办法？（陈修权）

38、大口径顶管出洞技术措施？（亿钻通）

39、顶管机的操作规程？

40、后方顶力控制及注浆减摩的方法？

41、机坑的布置？ 42、泥水平衡顶管施工组织设计（亿钻通）

43、以Φ1000和Φ1500泥水平衡顶管机为例，正常顶进速度为多少？用水量？用电量？

用工工种和人数为多少？对操作人员素质和能力要求？

44、泥水平衡顶管机顶进时，产生泥浆量为管占体的多少倍？处理方式有哪几种？泥水

分离器价格及可靠性如何？

45、如何克服砂层顶进时顶力过大？如何加大顶距？中继间布置原则是什么？

46、在砂层中进行泥水平衡顶进时，向机头前方注水或注浆的主要依据是什么？

47、采用什么方法可保证顶进坑地面沉降在规定范围内？

48、顶管机能否适应西安地区特殊地质条件？在西北地区有无施工范例？

出土与运输怎么解决？

顶管机技术问答集

49、浅谈全断面砂层长距离顶管机的施工工艺—陈修权

50、顶管机的成功应用情况？

51、DN3000大刀盘全断面切削顶管机的使用维护规定？（二航三公司）

52、什么叫管幕（管棚）？

53、顶管与其他工法的比较？

54、顶管掘进机的扩径使用？ 55、长距离顶管施工主要技术措施？（亿钻通）

56、超长距离推进工法？（亿钻通）

57、顶管施工规范？

58、什么是注浆减阻？

59、什么是作为支撑-润滑介质的膨润土？

60、膨润土悬浮液在疏松土层中的应用？

商务类：

61、目前国际上能够设计制造掘进机或盾构机的主要企业？

62、“极限制造”的概念是什么？哪个国家水平最高？

63、泥水平衡顶管机的主要配套设备有哪些？在满足使用功能的条件下，Φ1000和Φ1500

泥水平衡顶管机的整机价格大致多少？

64、产品售后服务如何保证？技术支持力度如何？

65、业主方操作人员的培训教育如何开展？开顶时跟踪服务如何保障？

66、顶管机的质保期是多长？质保期范围有哪些？

67、顶管机生产周期为多长？能否租用？

68、作为生产厂家，为客户选用顶管机除根据不同土质情况，还需要注意什么事项？

69、作为生产厂家，客户会向你提出哪些问题？

行业状况：

70、非开挖技术发展的必然性？特征？

71、顶管机发展的前景如何？

72、“十一五”期间建设事业重点推广技术领域确定（建设部）

73、国内将建设的管网情况：

74、目前我国的非开挖行业存在的主要问题？

75、上海运用非开挖技术的发展情况？

76、中国非开挖（顶管机）行业协会、科研单位、行业门户网站、企业？

77、非开挖协会会员名单？

78、销售代表的基本职责及要求?

79、城市工程管线综合规划规范？（中华人民共和国建设部颁布）

80、我国的地形及浅表地质特征？

顶管机技术问答集

顶管机技术问答

技术类

1、非开挖技术的种类？

答：A暗挖技术，B定向钻进技术，C夯管技术，D水平钻技术，E冲击茅技术，F顶

管技术，G 盾构技术。

2、非开挖技术适合哪些领域？

非开挖技术在市政给、排水管道、排污管道、燃气管道、输、排气管道、消防管道、

邮电、通信管道、电力、电工管道、石油、化工管道、水利管道、工农业用管道等等领

域都有用武之地。 它利用现代先进的岩土钻掘技术，不必开挖地面，就能高效、环保地

铺设地下管道，或修复、更换旧管道。

顶管机技术问答集

3、非开挖技术目前的发展前景？

在这一技术领域，中国起步虽比美、德、日等晚了10余年，但1995年以来发展迅

猛，去年非开挖工程行业的总产值达到了约100亿元，发展前景巨大。

4、简述顶管技术？顶管技术方式的种类？

顶管技术： 利用主顶千斤顶及管道中继间千斤顶的推力，将管道从工作坑内穿过土

层一直推到接收坑，同时，将紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。

顶管技术方式分为人工顶管、机械顶管、水射流顶管、挤压顶管四大类，工作中根

据管径、土层状况、管线长度、技术经济性来选定。

5、顶管技术的分类？

A：按顶管作业的形式分为： 人工顶管 、挤压顶管、 水射流顶管、

机械顶管（具体分为泥水式、泥浆式、土压式、岩石式 ）；

B：按顶管机的口径分为：大口径 大于2000毫米； 中口径 900毫米～2000毫米； 小

口径 小于900毫米 。

C：按顶进轨迹分为： 直线顶管 、曲线顶管。

D：按顶进距离分：按管径分短距离顶管 小于100米； 中距离顶管 100米--300米；

长距离顶管 大于300米。

6、顶管机发展对自身及其他产业的作用？

A：带动信息产业的发展和进步。 地下施工一般是在两边同时进行，最后要实现“对

接”，需要先进的定位技术进行准确定位。除采用GPS定位系统，高精度测量仪器、精密

机械、光学、计算机等高技术工具的使用必不可少。

B：带动控制技术的发展。当前控制技术正在向智能化、分散化、网络化方向发展，

地下工程需要先进的电气化控制和信息网络控制。

C：促进液压系统技术提升。

7、提高技术水平的有效渠道？

顶管掘进机、盾构机技术水平的提高与工业发展和地下工程的实际需要密切相关。

要提高技术水平，很重要的一条是技术人员要到现场去进行实际操作，从而积累经验。

经验的积累形成数据库，就是技术。

西方国家的企业，在长期从实践到理论、再从理论到实践的反复探索过程中，逐渐形成

了一套针对本国地质条件的设备设计理论、模拟试验方法和系统的经验数据，同时也形

成了安装和调试的系统技术。比如：上海地铁工程的地质软，主要是泥沙，所以盾构机

主要是防水；北京的地质条件硬，所以盾构机主要是防坍塌。

8、顶管机的主要技术参数是哪些？

顶管机长度、顶管机外径、刀盘最大外径、机头总功率、刀盘扭矩、刀头转速、α

系数、主电机功率、减速机速比、螺旋出土机电机功率、最大出土量、螺旋叶片螺距、

最大出土粒径、螺旋出土机筒内径、螺旋出土机扭矩、出土机两侧检测孔径、顶进速度、

纠偏油缸推力及数量、纠偏泵站功率、纠偏角度、进排泥管径、最大砾石破碎直径、机

头重量、控制方式、液压系统功率等。

9、泥水平衡顶管机的种类？

二大类。一类是浓泥加压式，另一类是泥水加压式。

10、顶管机是否可以变径？

顶管机技术问答集

可以，Φ1000的可以变径到Φ1200；Φ1500的可以变径到Φ1800。Φ1000顶管机的

动力可增加到15Kwx2（11Kw电动机机座号与15Kw电动机相同）

11、大刀盘电机驱动土压平衡顶管机的结构及工作原理？

顶管机的结构：

大刀盘电机驱动土压平衡顶管机主要由大刀盘、大刀盘驱动装置、前后壳体、止转

装置、联接两壳体的纠偏油缸组和铰接密封装置、出土螺旋输送机、纠偏油缸液压动力

站和液压管路、润滑油脂泵和油脂输送管路、加泥(水)装置、驱动电机电器柜及顶管操

纵台等组成。

所谓土压平衡，它必须满足两个条件：1、顶管机在顶进过程中与它所处的土层地下

水压力和土压力处于一个平衡状态；2、顶管机的排土量与顶进所占去的土体积也处于一

种平衡状态。满足以上两个条件才算是真正的土压平衡。

工作原理：

先由工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的

土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋

输送机的旋转，输送出切削的土体。密封土仓内的土压力值可通过螺旋输送机的出土量

或顶管机的前进速度来控制，使此土压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持

平衡，从而保证开挖面的稳定，防止地面的沉降或隆起。

从理论上讲，顶管机在顶进过程中，其中土仓的压力P如果小于顶进土层的主动土

压力Pa，即P＜Pa时，地面就会下沉；反之如果P>Pa时，地面就会产生隆起。施工过程

中的沉降是一个逐渐演变的过程，尤其在粘性土中，要达到最终沉降所经历的时间会比

较长；然而沉降却是一个会立即反应出来的迅速变化的过程。降起的最高点是沿土体的

滑裂面上升，并最终反映到距顶管机前方一定距离的地面上，裂缝最高点呈放射状延伸。

由于大刀盘无面板，其开口率接近100%，所以设在隔仓板上的土压计所测得的土压

力值就近似于掘削面的土压力。

顶管机土压力大小的控制与以下几个动力条件有关：

1与顶管速度有关。如果螺旋输送机出土量不变，顶进速度与土压力成正比，因此，○

要保持机内控制土压力不变就必须把顶进速度调节在一个适当的范围以内。

2与螺旋输送机的排土量有关。如果推进速度恒定，那么控制土压力与螺旋输送的○

排土量成反比。

3顶进速度和排土量同时改变，也可以保持控制土压力在规定的范围内。当推进速○

度提高时，土压力随之上升，与此同时，也提高螺旋输送机的排土量。

根据顶管机开挖面不同地层的特性，通过向刀盘正面和土仓内加入清水、粘土浆(或

膨润土浆)、各种配比与浓度的泥浆或发泡剂等添加材料，使一般难以施工的硬粘土、砂

土、含水砂土和砂砾土改变成具有塑性、流动性和止水性的泥状土，不仅能被螺旋输送

机顺利排出，还能顶住开挖面前的土压力和地下水压力，保持刀盘前面的土体稳定。

若增加刀盘的驱动动力和变换刀盘体，还能在泥岩、强风化与中风化砂岩中掘进施

工，也能用于易坍塌的含水砂层以及混有卵石的砂砾层等各种地层，这种顶管机对土层

的适应性较强。

12、Ａ：目前顶管施工所常见的几种土质？ Ｂ：相应选用何种顶管机？

答：Ａ：目前顶管施工所常见的几种土质有：

ａ、淤泥质黏土：

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

顶管机技术问答集

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15-19KN/m3之间。孔隙比都大于1，因其天然含水量高、孔隙比大，就

带来了软土地基变形大，强度低的特点。

ｂ、砂性土：

由于曾受到海水的冲击，部分地区沉积层含有海水所搬运的大量沉积物，其中主要

为细砂及粉砂。由于含黏土的成分较少，我们可称之为砂性土。砂性土的土颗粒较一般

的黏土大，一般在20μ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沙现象。

C、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、大孔的土状沉积物成为黄土（也称原生黄土），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（也称次生黄土）。

ｄ、强风化岩：

强风化岩是指风化很强的岩石，此种土质的组织结构已大部分破坏，矿物成分已显

著变化，含有大量黏土质黏土矿物。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。

ｅ、微风化及中风化岩：

微风化岩是指岩质新鲜，表面稍有风化迹象的岩石，强度大于50Mpa，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。

Ｂ、以上介绍了常见的几种土质，从N值为3-40的土质都有。这就需要针对不同的

土质情况选用不同类型的顶管掘进机。

ａ、对于淤泥质黏土，由于其土质较软，切削容易，因此我们可以选用以下所介绍

的各种掘进机，对此我们先介绍多刀盘土压平衡式顶管机。多刀盘土压平衡顶管掘进机

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的

顶管。如果在泥土仓中注入些粘土，它也能用于砂层的顶管，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。其最小复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。它与手掘式及其他形式的顶管施工相比较，又具有适应

土质范围广和不需要采用任何其他辅助施工手段的优点。如采用输土泵的方式出土，顶

进效率也很高，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，只适合于软土地质

情况下施工，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。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

顶管机技术问答集

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砾石的土层

中无法施工。

ｂ、对于易产生流沙现象的砂性土可根据其含水量及其标准贯入度选用不同类型的

掘进机，当标准贯入度较小时可选用多刀盘土压平衡式掘进机，当标准贯入度较大时，

除多刀盘土压平衡式掘进机以外的以上各种掘进机都适应此种土质。

c、对于地质为黄土的情况下我们可采用单刀盘土压平衡式掘进机和偏心破碎泥水式

掘进机。单刀盘土压平衡顶管掘进机有以下优点：1．适用的土质范围非常广。2．施工

后地面沉降小。3．弃土的处理比较简单。4。可在复土层仅为管外径0.8倍的浅土层中

施工。5．有完善的土体改良系统和具有良好的土体改良功能。6．开口率达100％，土压

力更切合实际。

ｄ、对于地质为强风化岩的情况下我们可采用偏心破碎泥水式掘进机。此机种与普通

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，锥上也堆有一环环形焊缝。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砂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，即使在黏土中也能正常

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。此机型的第一个特点就是它几乎是全土质的掘进机。它可以在N值从

0--15的黏土，N值1--50的砂土以及N值10--50的砾石层等所有土质中使用，而且推

进速度不会有太大的变化。它的第二个特点是破碎粒径大，可达掘进机直径的40%--45%

之间。它的第三个特点是施工精度高，施工后的偏差极小。它的第四个特点是由于有偏

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。它的第

五个特点是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。它的第六个特

点是施工速度快，每分钟可进尺100mm--180mm之间。它的第七个特点是结构紧凑、维修

保养简单、操作方便。无论在工作坑中安装还是在接收井中拆除都很方便。

ｅ、如顶进管道轴线附近可能存在大的石块，桩基础等不明障碍物。我们采用排障

方便、成本低廉的敞开式掘进机。地下水位较高的话可采取井点降水等辅助施工方法。

另外，对于含水量较少并且N值大于18的黄土和强风化岩，也可采用敞开式掘进机顶进。

敞开式掘进机在类似于农田对地面沉降要求不严格的情况下也可采用。此种机型的缺点

是顶速慢、遇到流沙土层难以控制出土量，因此沉降也是大于以上几种顶管掘机的。

网格水冲式掘进机具有土压式以及泥水式顶管机的优点，这种掘进机头在遇到障碍

物时工人可进入泥水仓排除障碍物，而且由于采用水力出泥，顶进速度也不受出泥速度

的影响，因此当土质条件较好时是一种经济实用的掘进机。但这种掘进机也有它的局限

性，首先要求土质比较软，土体的孔隙比要小，而且要求有足够的清水作为水源，泥浆

处理以及用电量都很大，使用成本较高。当遇到沙土层时，由于沙土的透水系数很大，

用于平衡正面土压力的气压很容易从沙土的间隙泄露，因此也就很难做到平衡，因此在

沙土中顶进沉降很难控制。

顶管机技术问答集

ｆ、中风化岩以及弱风化岩条件下如果地下水含量较高就只能采用岩盘顶管机了。

该机型的刀头类似于牙轮钻，可以在岩石中顶进，也是一种全土质的机型，但该机种的

造价很高，而且目前在国内是一项空白。

13、以西安DK3000顶管机为例，机头主要部件有哪些？产地和数量？主要配置有哪些？

14、问：以西安DK3000顶管机为例，简要回答计算机界面的相应作用？

刀盘正转○ 刀盘电流1A（ ）○ 刀盘电流4A（ ）○

刀盘停○ 刀盘电流2A（ ）○ 刀盘电流5A（ ）○

刀盘反转○ 刀盘电流3A（ ）○ 刀盘电流6A（ ）○

刀盘电流7A（ ）○ 刀盘电流8A（ ）○

纠偏泵站开○ 纠偏泵站停○ 纠偏泵站油压（ ）Mpa

纠偏油缸左上（ ）mm 纠偏油缸右上（ ）mm

纠偏油缸左下（ ）mm 纠偏油缸右下（ ）mm

纠偏油缸组下（ ）mm 纠偏油缸组上（ ）mm

纠偏油缸组左（ ）mm 纠偏油缸组右（ ）mm

土压1（ ）Mpa 土压2（ ）Mpa

土压3（ ）Mpa 出土机土压（ ）Mpa

出土机正转○ 出土机反转○ 出土机电流A（ ）

出土机门关（ ）mm 出土机门开（ ）mm

皮带机开○ 皮带机停○

顶管机技术问答集

机内注水泵开 机内注水泵停

姿态仪1轴向（＋－） 姿态仪2径向（＋－）（左右）

视频界面

1. 光靶画面 2. 出土口画面

操作台面板界面

主顶油站电流

主顶油泵1号开 主顶油泵2号开

主顶油泵1号停 主顶油泵2号停

主顶油缸伸 主顶油缸缩

主顶泵站油压（ ）Mpa

触变泥浆泵开 触变泥浆泵停

泥浆搅拌机开 泥浆搅拌停

注：机内操作为触摸屏式。操作界面同上。

15、泥水平衡顶管机机外控制系统随机配置的基本内容有那些？

主要配：常规情况下配动力电缆100m，信号电缆200m，控制电缆200m。其他：倾斜

仪数字显示（德国JEWELL）（2只）； PLC可编程序控制器（日本三菱）；摄像装置（台湾）；液压阀（意大利阿托斯，额定工作压力：31.5MPa）

16、本公司DK系列土压平衡顶管机的主要技术特点？

一、全液压计算机控制单刀盘土压平衡顶管机:在较大口径顶管机中具有相当可靠的

结构和良好的施工业绩。在软土、硬土及强风化岩中都可采用，是全土质的顶管掘进机。

复土深度要求不高，最小为1.5倍管径。通过合理的注浆方式，可改良土体，保持控制

面稳定及地面沉降。变形极小，弃土的运输和处理方便、简单，作业环境好，操作安全、

方便，适合大口径、长距离顶管。

产品主要特点：

a、该设备为机电一体化高科技产品，技术水平达到世界水平，国内首创。

b、应用计算机远程全自动、半自动及手动控制。

c、动力驱动系统采用全液压比例控制系统。

d、采用激光定位导航技术，自动纠偏，保证顶管工程质量。

e、电机启动采用软启动，降低对电网的干扰，降低对机械传动的冲击。

f、采用世界知名企业的电器元件、液压件、减速机、传感器，以保证产品质量。

g、全自动控制程序。 主要技术参数：机头外型尺寸、刀盘直径、刀盘转速、整机重量等。

技术特点：

1、适用土质范围广：不仅适用于各种土质，而且适用于中粗砂，强风化、中风化砂

岩。

2、采用低速大扭矩传动方式，刀盘切削力较高，过载系数能达到3以上。

3、有独立、完善的土体注水、注浆系统，可对挖掘面土体进行改良，从而扩大适用

范围。

4、施工地面沉降小，复土层最小仅为管径的1.5倍.

5、采用中心支承式刀盘，结构紧凑，重量轻，寿命长，维修保养方便。

6、采用螺旋输送机出土，出土高度高，粒径大。

7、纠偏角度2.5°。机头的仰俯和偏转均采用先进的控制系统，可数字显示，操作

顶管机技术问答集

方便，动作灵敏，直观可靠。

8、全端面切削，开口率达100%，土压力更切合实际。

二、多刀盘土压平衡顶管机可在较软土质中采用，其设备成本低，通过采用迎面注

水、注泥和周边注浆等方式改良土体。最小复土深度可以相当于一倍管径左右，对地面

建筑物、构造物、埋设物影响较小。

技术特点：

1、适用土质N值15以下的粘土。

2、整机重量轻，方向易控制且稳定。

3、多个独立减速机使用维修保养方便。

4、顶进过程无需降水，顶进安全，操作灵活。

5、可用于箱涵等其它几何形状的管道顶进。

三、土压平衡式矩形顶管机是利用土压平衡原理完成矩形断面的隧道施工，

可用于建造过街地道、高速公路穿越、地铁车站、地铁、海底隧道以及在闹市区、古文

物保护区、植被保护区等不适宜进行开挖的市政给排水、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设等。

特点：

利用土压平衡原理进行全断面切削,对周围土体扰动小。在同等截面积下，矩形隧道

比圆形隧道可更有效地利用空间，减少地下掘进土方。不需再进行地面铺平工序，不仅

省时而且可降低工程造价20%左右。对原有的各类地下管线，道路交通、水运以及地面的

各类建筑无影响。施工时无噪音、无环境污染。通过PLC程序控制器及各类传感器等,随

时监测施工状况,使整个施工过程处于受控状态，从而有效控制矩形隧道顶进轴线、转角

偏差及地面沉降。

工作原理：

通过大刀盘及仿形刀对正面土体的全断面切削，改变螺旋机的旋转速度及顶进速度

来控制排土量，使土压仓内的土压力值稳定并控制在所设定的压力值范围内，从而达到

开挖切削面的土体稳定。

适用范围：

本工法适用于在粘土、淤泥质粘土、粉质砂土、砂质粉土及强风化岩等地层中施工。

该设备由矩形顶管机主机和主顶进装置组成。其主要外购件均为国内外知名公司生

产，可编程控制器采用日本三菱电器产品，减速机采用意大利产品，为设备的高品质提

供保证。该机主要由三大部分组成：机械部分、强电控制部分、自动控制数据显示部分。

17、本公司泥水平衡顶管机的技术特点、技术参数？

一、TPN泥水平衡顶管机可在地下水压力较高以及土质变化范围较大的条件下使用，

一般管径在φ1350以下采用。泥水顶管施工总推力比较小，对所顶管子周围土体扰动小，

易控制地面沉降，可实现连续出土作业，顶进速度较快。

顶管机技术问答集

技术特点：

1、适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。

2、破碎能力强，破碎粒径大，个数多。

3、具有独立注水、注浆系统、刀盘清洗装置。尤其适合N值较大的硬土。

4、顶进速度快，最快顶进速度每分钟120mm。

5、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°，并可作较长距离顶进。

6、采用地面操作系统，安全、直观、方便。

7、结构紧凑，使用维修保养简单，在工作坑、接收坑中便于拆除。

二、岩石顶管机

适用于巨卵石、岩石的YD系列泥水平衡顶管掘进机

顶管机技术问答集

18、霸州市城区顺兴液压顶管机械厂

主顶油缸、专用液压泵站的特点和参数？

主顶泵站和主顶油缸是顶管施工中不可缺少的一部分，为机头和管道前进提供足够

的推进力。

19、顶管机主要配套设备有哪些？

主要配套设备有洞口止水圈、千斤顶、后靠背、千斤顶支架、导轨、顶管机操作台、

出土车、皮带输送机、泥浆沉淀池、送水、排泥泵等。

20、顶管机的主要易损件（备品备件）有哪些？

刀头体总成、主轴密封件、鸟形密封圈、螺旋输送机密封件、压力传感器、交流接

触器、工具箱及专用工具、电源电缆接头、信号传送电缆接头、视频电缆接头。

21、几种非开挖掘进机之间的性能比较？

顶管机技术问答集

14

顶管机技术问答集

22、传统中继间的结构形式？

传统中继间主要有前加长型T型套环、特殊管、后特殊管和中继间油缸、均压环等组成。

前部是一个与T型套环相类似的密封圈和接口。中继间壳体的前端与 T型套环的一半相似，

利用它把中继间壳体与混凝土管连接起来。中继间的后特殊管外则设有两环止水密封圈，使

壳体虽在其上来回抽动而不会产生渗漏。

中继间油缸被夹箍固定在壳体上。油缸不论数是多少均应均布在壳体内。油缸头尾两头

均与均压钢环联接，均压钢环与混凝土管之间有一环衬垫。衬垫多用厚20mm左右的松板或

夹板做成。在推进过程中，中继间油缸推到行程以后，自己不能缩回，因为它是单作用油缸。

只有当后部往前推进时，中继间的油缸才能缩回。管道顶通后，拆除中继间油缸，继续推进

直至合拢。

23、光靶？光靶的辅助系统？

绝大多数厂家顶管掘进机的激光靶设置在后部，当顶管机的前部（A点）发生偏差时，

激光点反映在激光靶的偏移量实际上是很小的，也就是说，当激光靶安置在后部时，激光靶

上所反映出的偏差（B点）是滞后的。如此一来，顶管机的操作人员需要根据先前的偏差绘

制偏差趋势图来判断偏差的趋势，然后根据发展趋势来进行纠偏动作，这对于操作经验的要

求是很高的。而且由于偏差发现滞后的原因，方向控制的精度也不容易保证，有经验的操作

人员能把偏差控制在3公分之内已经是不容易了。

ISEKI公司专利设计的RSG辅助系统是由两块光靶组成，第一块光靶显示的是实际偏差

值，第二块是反射光靶，激光透过第一块光靶射向前方的反射镜，然后反射到第二块激光投

影板，如此一来，只要掘进机头有一点点的折角，立刻可以通过第二块激光投影板反映出来，

也就是当偏差发生之前就可以对其进行预先纠偏了。由于该专利系统的巧妙设计，采用该设

计的系列顶管机顶进精度极高，一般偏差都可以控制在5毫米之内，真正的做到了高精度、

低要求的傻瓜式操作！

24、顶管机内的倾斜仪所起到的作用？

倾斜仪分两种，一种是双向的，双向的倾斜仪不仅可以测量出顶管机的前后倾角，而且

可以测出顶管机的旋转度。另一种倾斜仪式单向的，只能顶管机的前后倾角。

在我们控制高程的时候，我们主要是观察顶管机的前后倾角。一般来说，井内的导轨是

根据轴线的坡度放置的。顶进初始时我们将顶管机放置在导轨上，然后对倾斜仪调零。此时

顶管机的倾斜仪的角度为零。初始顶进中我们密切的关注倾斜仪的变化，然后找出一个稳定

的角度（不同的土质条件下稳定角度是不同的）。所谓的稳定角度是指在该角度时顶进顶管

机既不会上漂也不会下沉。当我们找到一个大致的稳定角度时我们就可以根据该稳定角度判

断顶管机的趋势了。举例说明：假如我们的稳定倾斜角为+10分，假如顶进过程中机头后仰

了，角度增加为+20分，我们基本上可以判断出掘进机有向上的趋势了，我们可以顶出上部

的纠偏千斤顶，让倾斜角度回到+10分。反之亦然，假如角度变成0，我们可以通过纠偏千

斤顶的动作让倾斜角度回到+10分。在这个过程中，也许激光点在光靶上几乎没有移动，我

们通过倾斜仪的变化只是顶管机即将发生偏差的趋势而已。但是一旦我们能随时掌握顶管机

的偏差趋势，我们就能够在偏差出现之前来提前控制了。需要注意的是，在顶进过程中土质

情况也许是不断变化的（例如在两层土中顶进），因此稳定角度也会不断的变化，所以我们

在顶进过程中要密切注意倾斜仪的变化，不断的修订稳定角度，才能够保证高精度的顶进。

25、变频调速技术的应用？（作者：广州市市政工程维修处）

德国海瑞克AVN系列、日本伊势机TCC系列和国产扬州DPN泥水平衡顶管机，均由顶管

机头、控制室、注浆系统、泥水输送系统、后方顶进系统等配套设备组成，在配套设备中含

顶管机技术问答集

有进水泵、排泥泵、油泵、注浆泵共16个泵，这些泵都需要由交流异步电动机进行拖动，

但这三台顶管机泵用电机的配置不同，除了海瑞克AVN电机配有变频调速器外，其余两台顶

管机未配备任何调速装置，给实际工作带来了很大不便，生产成本大大增加。

一、设备现状分析

海瑞克顶管设备自动化程度很高，在各个方面均采用了世界上先进的工艺技术，是一台

由计算机控制的现代化顶管设备，其泵用电机调速系统采用的是由3台西门子MICRO MASTER

系列脉宽调制（PWM）变频器，分别控制进水泵、排泥泵和主顶油泵电机的转速，这样，通

过一台主计算机就能够控制3台变频器的运行，机手操控非常的方便快捷，同时，通过显示

器显示的流程图上的相应图标以及参数，还可以实时地了解到当前泵的转速以及水路的流量

等参数数值。海瑞克顶管设备采用变频调速之后，电机具有了优异的性能，调速范围大，平

滑性高，可以适应不同负载的要求，最终实现随不同工况灵活控制泥水回路的流量以及主顶

速度。

伊势机和扬州顶管机上的各个泵都是单独控制，没有用计算机统一控制，当时购买这两

套设备时，为了降低成本，除了伊势机主顶油泵采用了电磁调速控制油泵的转速，其余的泵

均未配置任何调速装置，工作时水路的流量基本不能控制，油路的流量只能通过调节阀门开

度以及旁路流量加以简单控制，这样的工况不仅损害了电机和泵，而且浪费了大量电能，增

加了企业成本。

二、变频调速基本原理

变频调速是通过改变电源频率实现的电动机速度调节过程。变频调速技术就是使用变频

调速器（简称变频器）去拖动电动机。

变频器工作时首先将三相交流电经桥式整流为直流电，脉动的直流电压经平滑滤波后在

微处理器的调控下，用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源输出到需要

调速的电动机上。它的特点是调速平滑、调速范围宽、效率高特性好、保护功能齐全、运行

平稳安全可靠，在生产过程中能获得最佳速度参数，是当今节能、提高产品质量和改善环境、

推动技术进步的一种主要手段。

三、改造措施

对比分析发现海瑞克顶管机比另外两台机有着明显的性能优势，对另两台顶管机泵用电

机进行技术改造，改造措施主要是对主顶油泵、进水泵、排泥泵等较大功率电机配备变频调

速装置，主要情况如下：

○1扬州顶管设备

扬州顶管没有配备任何的电机调速装置，因此进水泵、排泥泵的流量无法调节，主顶油

泵的转速也无法调节，只能通过改变油阀的开度来在一定程度上改变主顶油路的流量，调节

主顶速度，造成实际操作过程很不方便，很难根据顶进的实际情况来改变泥水回路的流量和

顶进速度，顶进过程进展缓慢，连连受挫。

为此，为主顶油泵电机、进水泵电机、排泥泵电机配备了价格相对低廉的台湾普传

（PUTRAN）变频器，每台变频器控制一台电机的转速。由于扬州机未采用计算机控制，各台

变频器连至计算机的通讯接口都未使用，直接利用变频器上控制面板上的旋钮进行调节，调

节过程中虽然看不见泵的实际转速，但是可以看见频率的实时变动，从而可以推断出泵的大

致转速，也是比较直观的。

○2伊势机顶管设备

日本伊势机顶管在主顶速度上实现无级调速，该设备为主顶油泵电机（37KW）配置了电

磁调速系统，即转差离合器调速，该调速系统的特点是在电机轴上装有一个电磁转差离合器,

由晶闸管控制装置离合器励磁绕组的电流，改变这一电流，即可调节离合器的输出转速。

采用转差离合器电磁调速后，电动机运行可靠，维护调速平滑，但是，电磁调速属于转

差功率消耗型调速系统，电机的电枢损耗与磁极转速之差成比例增大，故低速时电枢发热严