施工方便、可靠性好。
2.3 顶管机的工作原理
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。
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。
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。
3 顶管机的应用
3.1 广东汕头市输水工程
广东汕头市输水工程中有一条穿越汕头市主干道 (金沙东路)的长为 58m、外径为
1400mm 的输水钢管。施工采用了半遥控式 φ1400mm 大刀盘电机驱动土压平衡顶管机(照
片 1)
。
管道顶进地层为砂土(以中砂为主，还含有一些直径为 10～14mm 的贝壳)，地下水位在
地表 0.5m 以下，管顶覆土厚 3.3m，且有较复杂的地下管线要保护。在 13 天内完成了 58m
的顶程，地面沉降量在 0～10mm。
3.2 西安排水顶管工程
西安市有一条雨水截流总管，其中的 B 标段管道长 512m，沿途穿越民房群与城市
干道，设计纵向坡度 7/10000，平均埋深 9m，雨水管道采用规格为 φ3000mm 的钢筋混凝
土管，管节长 2.5m，施工采用了 φ3000mm 大刀盘电机驱动土压平衡顶管机，设置两个中
继间。由于顶进土层为湿陷性粘土，土中有氧化斑点及贝壳碎片，层间夹砂，具湿陷性，
呈硬塑～可塑状，土的粘聚力值高达 45～55kPa，为此，除了在刀盘正面与螺旋机上有注
水口，还在顶管机土仓的隔板上布置了 8 个注水孔，并在施工时，根据刀盘驱动电机的
电流值，严格控制注水量，以保证湿陷性黄土的承载力。施工中房屋无裂缝，地面交通正
常，施工后经测量，整个施工段管位高程、左右偏差均满足设计要求，沿线的地面沉降量
小于 5mm。
3.3 上海污水治理工程