不同土質情況如何挑選合適的頂管機

面對不同的土質，選擇合適的頂管機是工程成敗的重要因素。頂管施工中較為常見的土質有以下幾種：砂土、礫石、粘土、混合地層和巖石地層。

1、淤泥粉質黏土對于長江三角湖地區地層地質多為淤泥質粉質黏土，可選用大刀盤土壓平衡泥水出土頂管機或泥水平衡頂管機等。大刀盤土壓平衡頂管機尤其適用于軟粘土層。

2、粒徑大于2mm的顆粒含量在50%以內，同時粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過50%的土是砂土。砂土根據粒組含量不同又分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂五類，砂土孔隙比較大，很容易在水動力的作用下產生流沙現象，可根據其含水量及標準貫入度選用不同類型的頂管機。當標準貫入度較小時可選用多刀盤土壓平衡頂管機，當標準貫入度較大時，除多刀盤土壓平衡式頂管機外，還可以選擇泥水平衡頂管機。

3、對于黃土土質條件下，可以根據其含水量情況及N值分別選用敞開式掘進機、單刀盤土壓平衡掘進機和偏心破碎泥水平衡掘進機。

4、微風化巖是指巖質新鮮，表面稍有風化跡象的巖石，強度大于50Mpa，硬度很高的巖石。在此地層中頂進較困難，而且一般頂進距離超過100米時需要更換刀頭。在中風化及微風化巖石中頂進，如果巖體含水量較高，通常只能采用巖石掘進頂管機，巖石的堅硬程度、可切削性等指標對頂進速度影響很大，所需頂力很大。

5、偏心破碎泥水式頂管機適用于強風化巖地質條件，它除了有碾碎小塊石頭的功能還能保證進水泵的泥水能通過此間隙到達泥土倉中，從而保證了偏心破碎泥水式頂管機不僅在砂土中可以工作，在黏土中也能正常工作。對強風化巖，當其含水量較少、N值大于18、地下水位低于頂進管道時，可采用敞開式掘進機，否則可采用單刀盤土壓平衡掘進機和偏心破碎泥水平衡掘進機。

6、粒徑大于2mm的顆粒含量大于50%的土是碎石土。根據粒組含量及顆粒形狀，可細分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫。對這類土體而言，大粒徑是選擇具體頂管方案時需重點考慮問題之一。若粒徑過大，同時由于地下水或掌子面土體穩定性等問題使敞開式機型受到限制時，應選用具有破碎功能的機型。

7、如頂進管道軸線附近可能存在大的石塊、樁基礎等不明障礙物，可采用排障方便、成本低廉的敞開式掘進機，地下水位較高的話可采取井點降水等輔助施工方法。

8、在地下工程開挖斷面范圍內和開挖延伸方向上，由兩種或兩種以上不同地層組成，且這些地層的巖土力學、工程地質和水文地質等特征相差懸殊的地層組合。當頂管斷面位于復合地層（兩個或兩個以上地層）時，往往優勢地層決定了頂管施工方法的選擇。

頂管施工由于不需要大面積開挖地面，所以不會干擾交通，施工噪音小，對周圍的環境影響小，而且在較深的埋深情況下施工成本要小于開槽式敷設管道，在繁華都市的市政工程建設中，頂管技術獨具優勢，將來應用會越來越廣泛。