顶管机主要形式分类及气压平衡顶管机简介

顶管施工技术凭借对环境影响小、节约人力等一系列优势，已成为当前市政工程中不可或缺的一部分。据挖掘面是否密闭，将顶管施工方式分为敞开式与封闭式两大类，根据闭式顶管机所使用平衡介质的不同，又可以将其分为泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机、气压平衡顶管机。不同顶管机适合的地层不同，其在施工参数的控制精细度上也存在差异，应根据不同工程地质条件选择适合的顶管掘进机。

一、气压平衡式顶管的工作原理

是通过作用于临时掘进工作面上的气体压力阻止地下水。在整个掘进工作面的高度范围内，作用的气体压力是相等的，但地下水的压力是有梯度的，因此在工具管的顶部就形成一个超过平衡压力的气体压力区。在这一压力作用下，地层空隙中的水被挤出，地层也从原来的饱和状态过渡到半饱和状态，从而起到平衡挖掘面的作用。通过对顶管机头改装，将机头前端设置斜向内的“喇叭口”，使得机头在千斤顶推力作用下向前切土，土方进入机头过程中在“喇叭口”挤密作用下，使得切入机头内半饱和状态土体固结，进一步加固开挖面土体，有效保证了作业空间内土体稳定。在掘进舱内土方开挖时不得开挖“喇叭口”内土方。

二、气压平衡式顶管机优缺点

局部气压平衡顶管机最大特点是对土层适应性能强。气压平衡顶管机本体结构合理简单，而且可靠性、实用性强，部分设备上的易损件更换简单，最适用于软土地区，可穿越粘性土、粉性土以及砂土等土层，但应尽量避开渗透性系数大的砾石和粗砂层，可敷设穿越江河和地面建（构）筑物的给水管道、下水管道、排污管道和工业地下管道等；气压平衡顶管机，因它的排泥系统是通过水力机械方式完成，所以它的施工要求需要有足够的水源和排泥的条件，对城市中心地带是一个较大的缺点，以至不能采用，但对江边，旷野施工反而成为它的优势，因为对超长或特长距离顶管，水力机械排泥效率高，对数公里长的排泥难题容易解决（短距离、小管径也可采用泥泵排泥）。