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1.1非开挖技术概述1

1顶管和微型隧道技术概论1

1.2顶管技术和微型隧道的定义2

1.2.1顶管技术2

1.2.2微型隧道4

1.3顶管和微型隧道技术的发展历史4

1.3.1顶管技术的发展历史4

1.3.2微型隧道技术的发展历史7

1.4顶管和微型隧道技术的应用8

1.4.1管线铺设8

1.4.2地下管路铺设10

1.4.4管道在线更换11

1.4.3穿越工程11

1.5顶管和微型隧道技术的优越性和局限性12

1.5.1地层适应性12

1.5.2对公共财产和现有设施的破坏程度12

1.5.3对公众和环境的干扰13

1.5.4施工安全性13

1.5.5能否满足用户要求以及工程质量13

1.5.6施工经济效果14

2顶管技术设备及工法15

2.1概述15

2.2分步掘进式顶管机17

2.2.1手掘式顶管机17

2.2.2机械挖掘式顶管机21

2.2.3气压平衡式顶管机（SM-T3）25

2.2.4泥水平衡式顶管机（SM-T4）33

2.2.5水力破碎式顶管机34

2.3全断面掘进式顶管机37

2.3.1切削刀盘结构及形状37

2.3.2全断面自然平衡式顶管机（SM-V1）41

2.3.3全断面机械平衡式顶管机（SM-V2）42

2.3.4全断面气压平衡式顶管机（SM-V3）43

2.3.5全断面水力平衡式顶管机（SM-V4）43

2.3.6全断面土压平衡式顶管机（SM-V5）59

2.3.7无切削刀盘式顶管机（SM-B）69

2.3.8工法之间的相互转换72

2.4非圆断面管道顶管施工技术75

2.4.1 DPLEX顶管施工法76

2.4.2 Takenaka顶管施工法77

3微型隧道施工设备及工法79

3.1概述79

3.2先导式微型隧道工法80

3.2.1顶推式微型隧道工法80

3.2.2拉入式管道铺设工法92

3.3螺旋排土式微型隧道工法95

3.3.1工作原理及工作过程95

3.3.2施工设备96

3.3.3应用范围98

3.4水力排土式微型隧道工法106

3.4.1单步施工法107

3.4.2双步施工法117

3.4.3可回拉的盲孔掘进机119

3.5气力排土式微型隧道工法120

3.5.1单步施工法120

3.5.2双步施工法125

3.6其他机械排土式微型隧道工法126

3.7土层挤密式微型隧道工法126

3.7.1 Perimole TPM工法127

3.7.2 Acemole PL工法127

3.7.3Herrenknecht AVB工法129

3.7.4土层挤密工法的应用领域129

3.8管道在线更换微型隧道工法130

3.8.2 AVP Crush Lining工法131

3.8.1 Pipe Replacer工法131

3.8.3 Piranha Pipe Replacers工法133

3.9连接住户的微型隧道工法134

3.10微型隧道施工中障碍物的排除方法136

4顶管和微型隧道施工主要配套设备139

4.1顶进设备139

4.1.1主顶油缸139

4.1.2导向油缸144

4.1.3中继站油缸144

4.2工作坑基础与导轨145

4.2.1基础145

4.2.2导轨146

4.3.2环形顶铁148

4.3顶铁148

4.3.1矩形顶铁148

4.3.3弧形顶铁149

4.3.4马蹄形顶铁149

4.3.5 U形顶铁150

5地层和现场勘察151

5.1管道地基岩土分类151

5.1.1岩石分类151

5.1.2土分类153

5.1.3土层类型对顶管施工的影响154

5.1.4德国工业标准DIN 18319的岩土分类159

5.2.1城市地下管线分类161

5.2城市地下管线工程勘察161

5.2.2土层的勘察方法164

5.3大型长输油气管道工程勘察166

5.3.1选线勘察166

5.3.2初步勘察167

5.3.3详细勘察168

5.4城市地下管线的探测168

5.4.1施工场地管线探测的一般性要求168

5.4.2施工场地管线探查170

5.4.3探查工作的质量检查174

6顶管和微型隧道施工管材类型176

6.1概述176

6.2.1混凝土管道177

6.2管材类型177

6.2.2玻璃钢管道187

6.2.3陶土管190

6.2.4塑料管（PVC管）191

6.2.5球墨铸铁管道192

6.2.6钢管194

6.2.7石棉水泥管道195

7顶管和微型隧道的相关理论及分析计算198

7.1顶进管道的受力分析198

7.1.1垂直作用于管道轴线方向上的荷载199

7.1.2管道的剪切力分析计算205

7.2顶进力的分析计算206

7.2.1迎面切入阻力的分析计算207

7.2.2顶管施工摩擦阻力的分析计算210

7.2.3国内文献中顶进力的计算方法213

7.3影响顶进力的因素219

7.3.1土体的稳定性和地下水219

7.3.2施工停顿221

7.3.3注浆润滑221

7.3.4管道的涂层221

7.3.5超径比221

7.3.6管道直径和外表面状况222

7.4挖掘面稳定理论223

7.4.1影响挖掘面稳定的因素223

7.3.8施工长度223

7.3.7管线方向偏离223

7.4.2无粘性地层稳定性的计算方法225

7.4.3粘性地层稳定性的计算方法226

7.5地面沉降分析和预测228

7.5.1地面沉降的经验预测方法229

7.5.2地面沉降的理论计算方法232

7.5.3有限元法预测地表沉降234

8长距离和曲线顶管235

8.1长距离顶管235

8.1.1中继站235

8.1.2润滑和注浆减摩242

8.1.4顶管和微型隧道施工中其他减阻措施248

8.1.3控制超挖量248

8.2曲线顶管253

8.2.1曲线顶管概述253

8.2.2曲线顶管的设计计算256

8.2.3 SS-Mole工法261

8.2.4 Ultimate Method工法263

9工作坑的设计与施工269

9.1工作坑的形状和种类269

9.2顶进形式和工作坑的设计原则270

9.2.1顶进形式270

9.2.2工作坑的设计原则270

9.3工作坑的尺寸271

9.4后座墙273

9.4.1后座墙的功能及要求273

9.4.2后座墙的强度及其影响因素274

9.4.4后座墙的形式和类别275

9.4.3后座墙的刚度要求275

9.4.5后座墙的设计计算276

9.5 工作坑的施工方法279

9.5.1开槽法279

9.5.2沉井法280

9.5.3连续墙法281

9.5.4钢筋混凝土喷锚逆作法施工284

9.6洞口止水方法284

9.7进出洞口的措施285

10施工测量和导向技术287

10.1.1激光288

10.1光学测量法288

10.1.2经纬仪289

10.1.3激光经纬仪290

10.1.4 CCD摄像机290

10.2陀螺法291

10.3液面水平法291

10.4顶距测量方法292

10.5测量导向系统的实际应用292

10.5.1长距离曲线顶管SLS-RV测量导向系统292

10.5.2电子激光系统（ELS）294

10.5.3陀螺测量导向系统296

10.6顶进中的误差与校正296

10.6.1误差产生的原因297

10.6.2顶进误差校正298

11技术经济评价和施工组织管理302

11.1项目成本分析302

11.1.1直接成本302

11.1.2间接成本303

11.1.3社会成本303

11.2项目成本预测303

11.2.1项目成本预测步骤303

11.2.2项目成本预测方法304

11.3非开挖施工法和开槽施工法的成本对比306

11.4现场组织管理309

11.5.3通风310

11.5.5工作坑区域安全问题310

11.5.4照明和通信310

11.5.1人可进入的管道直径310

11.5.2爆炸现象310

11.5施工安全310

11.5.6化学物品和添加剂的使用311

11.5.7有害弃土311

11.6施工组织设计的编写311

11.6.1主要内容311

11.6.2工程概况312

11.6.3施工进度计划的编制313

11.6.4组织机构315

参考文献316