大刀盘电机驱动土压平衡顶管机  

    提要：文章介绍了土压平衡式顶管机的研制发展概况及大刀盘电机驱动土压平衡顶管
机的构造特点、工作原理与应用情况。
    1  前言
    顶管机是一种非开挖施工地下管道(外径可达 3.8m)的专用掘进机械设备，它的形式由
手掘式、挤压式发展到半机械式。由于城市建设的发展，对施工周围的环境保护提出了较
高的要求，随着施工经验的积累、科学技术的进步与机电制造水平的提高，使顶管机的形
式向着机械旋转切削式、泥水平衡式、土压平衡式以及能适应软硬土层的先进机型发展。顶
管掘进机切削刀盘的驱动形式有液压驱动和电机驱动之分。20 世纪 80 年代初，日本开发
了大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机；我国第一台

? 1440mm 大刀盘电机驱动土压平衡

顶管机于 1992 年由上海研制成功，第二台是

?2400mm 面板式大刀盘电机驱动土压平衡顶

管 机 ， 其 外 径 为 2900mm ； 在 1994 ～ 1998 年 ， 上 海 又 先 后 研 制 并 成 功 应 用 了


1650mm 、

? 1800mm、? 3000mm(外径 3540mm)与? 2000mm 几台大刀盘电机驱动的土压

平衡顶管机；此后，镇江、扬州与湖北等地区的有关厂家也先后研制大刀盘电机驱动的土
压平衡顶管机；北京市还把能适应砂砾土层的顶管机研制与应用技术列为北京市科委的
科技开发项目，2002 年，1 台大刀盘电机驱动土压平衡顶管机应用于北京污水处理工程
中的顶管施工；2002 年末，广东研制并成功应用了 1 台外径为 3600mm 的大刀盘电机驱
动土压平衡顶管机。目前，大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机在我国已成系列，该顶管工
法也被评为国家级工法，并得到了广泛的应用。
    2  大刀盘电机驱动土压平衡顶管机
    2.1  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。
    2.2  结构特点
    2.2.1  大刀盘无面板，由 3～4 根辐条或加强杆(圈板)与轴套构成，幅条前面根据不同土
质设置不同切削刀头，辐条后面设置数根搅拌棒，能对密封土仓中的切削土进行不断的
搅拌，使仓内土体具有很好的塑性、流动性和止水性，使土顺利地排出；刀盘中心有三角
鱼尾形切削刀，在辐条上和刀盘中心处设有注浆孔；
     2.2.2  大刀盘采用中心支承，无大轴承；
    2.2.3  应用国产行星齿轮减速器和离合器的动力传递结构，整个刀盘驱动装置传动效率
高、噪声小、发热低、安装和维护简单，工作可靠；
    2.2.4  采用电动机驱动、无中心轴的带式螺旋输送机，其出土口设在端面，能形成较长
的土塞，还可以输送一定尺寸的石块和砾石；
    2.2.5  顶管机前壳体中装有隔仓板(其上设置注浆管和土压计)，把前壳体分成密封土仓
和动力仓，大刀盘驱动装置设在隔仓板中间，隔仓板下部安装螺旋输送机；
    2.2.6  顶管机后壳体的左侧安放纠偏油缸液压动力站、电器柜与润滑油脂泵，右侧安装
操纵台；
    2.2.7  该类顶管机在出洞施工时不需液压动力设备的二次转换工艺，整套设备结构简单、