CN117266871A - 超长距离小断面硬岩顶管铺设装置及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超长距离小断面硬岩顶管铺设装置及施工工艺，包括底座，所述底座顶部固定连接有支撑架，所述支撑架顶部固定安装有顶管机，所述顶管机正表面设置连接有液压推杆，通过顶管机、液压推杆、破碎装置的设置，在使用过程中，借助于顶管机主顶和中继间油缸、液压推杆等的推力，把掘进中的顶管机及其随后的管节，按设计要求从一定深度的工作井开始顶到预设的工作井或位置，在此基础上，再采用复合式刀盘，配置强有力的破碎装置，将开挖下来的石渣破碎后通过泥水循环系统运至洞外，同时，运用长距离精确导向技术、触变泥浆减阻技术、应力监测、地中对接等关键技术，结合精准调向、管壁外侧沉渣清理等有效手段实现超长距离小断面硬岩顶管的施工。

Description

超长距离小断面硬岩顶管铺设装置及施工工艺

技术领域

本发明涉及管节铺设技术领域，具体来说，涉及超长距离小断面硬岩顶管铺设装置。

背景技术

随着城市地下工程建设的大量推广，越来越多的城市地下管道工程需穿越坚硬地层，面临小断面坚硬岩层掘进的问题，城市地下管道工程往往位于人口、建构筑物密集区域，传统施工采用明挖法、传统钻爆法或者悬臂掘进机法等。

针对现有技术存在以下问题：

1、现有技术中的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，在使用过程中爆炸产生的振动和噪声会对周围人居和建构筑物造成较大影响，且由于城市地下管道工程小断面面积较小，爆破破岩的方式不利于断面控制，导致了爆破破岩在城市地下工程中受到较大限制，而常规顶管施工主要适用软土地层，无法满足长距离岩石顶管的施工要求。

2、现有技术中的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，在使用过程中通过刀圈刃部破碎石岩，然而该滚刀刀圈的结构强度和耐磨性能都不高，则在破碎石岩时，刀圈需要承受巨大的载荷和冲击，同时承受石岩剧烈的摩擦和高温，如此，刀圈容易产生磨损，甚至崩坏产生缺口，致使刀具失去破岩能力，造成刀具的报废，大大降低了刀具的使用寿命。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出超长距离小断面硬岩顶管铺设装置及施工工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，包括底座，所述底座顶部固定连接有支撑架，所述支撑架顶部固定安装有顶管机，所述顶管机正表面设置连接有液压推杆，所述顶管机正前方设置连接有顶进轨道，所述顶进轨道上表面设置连接有管节，所述顶进轨道一侧设置连接有破碎装置，所述破碎装置顶部设置连接有旋转轴，所述旋转轴顶部设置连接有刀具盘。

本发明中顶管施工就是借助于主顶和中继间油缸等的推力，把掘进中的顶管机及其随后的管节，按设计要求从一定深度的工作井开始顶到预设的工作井或位置，再把顶管机取出的一种敷设地下管道的施工方法。在此基础上，本工法采用分块式的复合式刀盘，配置强有力的破碎装置，将开挖下来的石渣破碎后通过泥水循环系统运至洞外。同时，运用长距离精确导向技术、触变泥浆减阻技术、应力监测、地中对接等关键技术，结合精准调向、管壁外侧沉渣清理等有效手段实现超长距离小断面硬岩顶管的施工。

优选的，所述刀具盘正表面设置连接有刀具轴座，所述刀具轴座内部设置连接有内螺纹，所述刀具轴座内部设置连接有螺纹连接柱，且与刀具轴座构成螺纹可拆卸结构，通过设置的内螺纹和螺纹连接柱，便于刀具轴座与复合式刀具进行拆卸安装。

优选的，所述螺纹连接柱顶部设置连接有复合式刀具，所述复合式刀具表面设置连接有加强筋和耐磨层，通过设置的加强筋和耐磨层，便于提高复合式刀具的耐磨性能，延长使用寿命。

优选的，所述工作井的尺寸的大小要结合顶管机的设计与工程线路部署确定，根据施工顶进时管节安装数量确定工作的长度一般情况下，工作井为圆形或者长方形，且工作井为长方形结构，长12.5m，宽8m，可以满足一次安装3节管节，同时考虑到部分工作井要求双向顶进，且线路存在一定的夹角，为了兼顾洞门密封及后背墙布置，减少工作井改造工作量并满足施工最小尺寸要求，个别工作井设置为内径12.5m的圆形工作井，通过工作井尺寸的设置，便于实现实现超长距离小断面硬岩顶管的施工。

优选的，所述顶管机在掘进时铰接油缸压力值，一般控制在1600KN～1800KN，是是保证设备正常掘进并处在安全范围内，中继间顶力设计值为13000KN，主顶顶力设计值为21000KN，考虑到同时可以安装3节管(两组顶铁)的情况下，主顶油缸及顶铁在工作井内的安全性，经实践，最大顶力不宜超过14000KN为宜，便于保证管道能够顺利贯通和掘进顶进力储备，在掘进过程中共安装6个中继间。在掘进接近贯通时启用3个中继间，即满足施工顶力需求。

优选的，所述顶管机在掘进时，开挖断面为3236mm，混凝土管节外侧直径为3170mm，所以混凝土管节与开挖轮廓线存在33mm的超挖间隙，通过开挖断面的直径设置，混凝土管节在推进过程中，间隙内充满膨润土时会产生一定的浮力可以使摩阻力得到很好的控制。

优选的，所述在对顶施工过程中，两台设备每50m进行一次贯通测量，在距离对接区50m、30m、15m、5m位置时分别进行一次轴线测量，其中先到达预定位置的顶管机还需测量首节管道的轴线，为对面顶管机施工提供精确数据支持，通过在长距离顶进过程中，具备可回退功能可以大大降低一次性顶进长度，降低可能面临的地质原因等施工风险，提高顶管施工的效率和可靠性，同时在对顶施工中，可以灵活选择对接点，使长距离顶管施工具有更大的自由度，可回退技术使单洞顶管施工长度大大增长，也极大地减少工作井的数量，同时壳体、刀盘等可以重复利用，节约施工成本，降低了对环境的影响。

一种超长距离小断面硬岩顶管铺设施工工艺，包括以下步骤：

步骤1、前期准备，包括临时场地建设、根据地基承载力确定基础的施工方式、地面附属设施安装；

步骤2、顶管机安装调试；

步骤3，顶管机始发；

步骤4、顶进；

步骤5、顶力控制；

步骤6，测量导向及纠偏；

步骤7、管道贯通；

步骤8、主机接收。

在超长距离顶管施工过程中，对顶施工达到预设位置或者遇到不可控因素需要在洞内回退时，首先将中继间从前至后依次拆卸和闭合，并完成洞内管线和其它物品的拆卸并运出洞外；将后配套逐节运出洞外，刀盘中心块与边块分离后，将主机的内盾和扩径盾分离；安装主机回退的轮对和回退需要的卷扬机，将主机从洞内运出至始发井；完成主机回退后，将刀盘边块和扩径盾依次拆卸并运出至始发井吊至洞外，回退工作完成。

本发明的有益效果为：

1、该超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，通过顶管机、液压推杆、破碎装置的设置，在使用过程中，借助于顶管机主顶和中继间油缸、液压推杆等的推力，把掘进中的顶管机及其随后的管节，按设计要求从一定深度的工作井开始顶到预设的工作井或位置，在此基础上，再采用复合式刀盘，配置强有力的破碎装置，将开挖下来的石渣破碎后通过泥水循环系统运至洞外，同时，运用长距离精确导向技术、触变泥浆减阻技术、应力监测、地中对接等关键技术，结合精准调向、管壁外侧沉渣清理等有效手段实现超长距离小断面硬岩顶管的施工。

2、该超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，通过刀具轴座、内螺纹、螺纹连接柱、复合式刀盘、加强筋、耐磨层的设置，在使用过程中，复合式刀具通过刀具轴座内部的内螺纹与螺纹连接柱形成螺纹活动安装，便于拆卸更换，同时刀具上设置有加强筋和耐磨层，可以提高带锯的耐磨性能，加强筋可以提高刀具盘的结构强度，从而延长刀具的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为本发明的刀具轴座连接结构示意图；

图4为本发明的复合式刀具结构示意图；

图5为超长距离小断面硬岩顶管施工工艺流程图。

图中：1、底座；2、支撑架、3、顶管机；4、液压推杆；5、顶进轨道；6、管节；7、破碎装置；8、旋转轴；9、刀具盘；10、刀具轴座；1001、内螺纹；11、螺纹连接柱；12、复合式刀具；1201、加强筋；1202、耐磨层。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了超长距离小断面硬岩顶管铺设装置。

实施例一；

如图1-图4所示，根据本发明实施例的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，包括底座1，底座1顶部固定连接有支撑架2，支撑架2顶部固定安装有顶管机3，顶管机3正表面设置连接有液压推杆4，顶管机3正前方设置连接有顶进轨道5，顶进轨道5上表面设置连接有管节6，顶进轨道5一侧设置连接有破碎装置7，破碎装置7顶部设置连接有旋转轴8，旋转轴8顶部设置连接有刀具盘9。

刀具盘9正表面设置连接有刀具轴座10，刀具轴座10内部设置连接有内螺纹1001，刀具轴座10内部设置连接有螺纹连接柱11，且与刀具轴座10构成螺纹可拆卸结构，螺纹连接柱11顶部设置连接有复合式刀具12，复合式刀具12表面设置连接有加强筋1201和耐磨层1202，工作井的尺寸的大小要结合顶管机3的设计与工程线路部署确定，根据施工顶进时管节6安装数量确定工作的长度一般情况下，工作井为圆形或者长方形，且工作井为长方形结构，长12.5m，宽8m，可以满足一次安装3节管节6，同时考虑到部分工作井要求双向顶进，且线路存在一定的夹角，为了兼顾洞门密封及后背墙布置，减少工作井改造工作量并满足施工最小尺寸要求，个别工作井设置为内径12.5m的圆形工作井，顶管机3在掘进时铰接油缸压力值，一般控制在1600KN～1800KN，是是保证设备正常掘进并处在安全范围内，中继间顶力设计值为13000KN，主顶顶力设计值为21000KN，考虑到同时可以安装3节管两组顶铁的情况下，主顶油缸及顶铁在工作井内的安全性，经实践，最大顶力不宜超过14000KN为宜，顶管机3在掘进时，开挖断面为3236mm，混凝土管节6外侧直径为3170mm，所以混凝土管节与开挖轮廓线存在33mm的超挖间隙，在对顶施工过程中，两台设备每50m进行一次贯通测量，在距离对接区50m、30m、15m、5m位置时分别进行一次轴线测量，其中先到达预定位置的顶管机还需测量首节管道的轴线，为对面顶管机3施工提供精确数据支持。

本实施例中，通过设置的内螺纹1001和螺纹连接柱11，便于刀具轴座10与复合式刀具12进行拆卸安装。

本实施例中，通过设置的加强筋1201和耐磨层1202，便于提高复合式刀具12的耐磨性能，延长使用寿命。

本实施例中，通过工作井尺寸的设置，便于实现实现超长距离小断面硬岩顶管的施工。

本实施例中，便于保证管道能够顺利贯通和掘进顶进力储备，在掘进过程中共安装6个中继间。在掘进接近贯通时启用3个中继间，即满足施工顶力需求。

本实施例中，通过开挖断面的直径设置，混凝土管节6在推进过程中，间隙内充满膨润土时会产生一定的浮力可以使摩阻力得到很好的控制。

实施例二；

在实施例一的基础上，本发明所提供的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置的较佳实施例如图1至图4所示：在对顶施工过程中，两台设备每50m进行一次贯通测量，在距离对接区50m、30m、15m、5m位置时分别进行一次轴线测量，其中先到达预定位置的顶管机还需测量首节管道的轴线，为对面顶管机3施工提供精确数据支持。

本实施例中，通过在长距离顶进过程中，具备可回退功能可以大大降低一次性顶进长度，降低可能面临的地质原因等施工风险，提高顶管施工的效率和可靠性，同时在对顶施工中，可以灵活选择对接点，使长距离顶管施工具有更大的自由度，可回退技术使单洞顶管施工长度大大增长，也极大地减少工作井的数量，同时壳体、刀盘等可以重复利用，节约施工成本，降低了对环境的影响。

一种超长距离小断面硬岩顶管铺设施工工艺，包括以下步骤：

步骤1、前期准备

1临时场地建设

1)施工场地规划与建设，包括竖井施工区、加工区、设备物资装卸及下井吊装作业区、设备物资存放区、泥水分离及渣土存放区、临时道路等区域，规划应合理考虑道路、各设备间连接、安全通道与各设备物资间安全距离等因素。临时渣场存放容量宜大于顶进10环管节理论出渣体积。设备物资存放区宜存放超过10环管节。结合管节运距、运输效率及风险、现场场地条件等因素，现场的存管数量宜适当加大。如观景口项目离预制场最远的2#工作井，运距约25km，现场可以存放25节管节。

2)工作井的尺寸的大小要结合顶管机的设计与工程线路部署确定，根据施工顶进时管节安装数量确定工作的长度。一般情况下，工作井为圆形或者长方形，工程有特殊要求的，可以按实际需要设置。为了提高施工效率，一般以一次安装两节或三节混凝土为宜。如工作井为长方形结构，长12.5m，宽8m，可以满足一次安装3节管节。同时考虑到部分工作井要求双向顶进，且线路存在一定的夹角，为了兼顾洞门密封及后背墙布置，减少工作井改造工作量并满足施工最小尺寸要求，个别工作井设置为内径12.5m的圆形工作井。

3)临时道路、泥水分离区、供电区、设备物资存放区需根据地基承载力确定基础的施工方式，一般采用素混凝土硬化处理，根据承载能力不同确定硬化厚度。

4)营区建设主要考虑两个方面的因素：一是生活区与工作区隔离设置，布置美观合理；二是有利于员工休息及卫生健康。

2地面附属设施安装

包括箱式变电站、配电柜、供水供电线路等地面附属设施安装调试。变电站的容量应满足顶管施工、泥水处理、生活区等用电需求。

3主材采购及验收

针对施工中的主要材料混凝土管节、密封胶条、木垫片等需要按照施工标准要求采购并验收，材料验收要满足相关规范要求。

步骤2、顶管机安装调试

顶管施工设备主要包括主机系统、泥水系统、润滑泥浆系统、顶进系统和导向系统五部分。

1主机系统安装

主机系统包括主机机头、操作室安装。顶管主机通过汽车吊一次性吊装至井内的顶进轨道上，并通过主顶进装置将其顶到始发密封的位置；操作室安装在工作井的侧上方，便于操作手观察井内状况。同时，连接相关的电缆、管路等。

2泥水系统安装

泥水系统包括泥水输送和泥水处理部分。

1)泥水处理部分

泥水处理部分通常由一套泥水分离设备和一台压滤机组成，根据渣场、道路等位置合理确定泥水分离、压滤机的位置并将其安装就位，然后预制管路将泥水分离和压滤机连接成套。

2)泥水输送部分

泥水输送部分由供浆泵、排浆泵、泥水管道及必要的管件组成。首先确定地面供浆泵和竖井内的排浆泵的位置并将其安装就位，然后预制泥水管道将供浆泵、排浆泵、顶管机、泥水处理设备连接成套。

3润滑泥浆系统安装

泥浆制备部分由制浆机、注浆泵、管路及必要的管件组成。确定安装位置时除了要考虑原材料进场存放外，还得考虑尽可能靠近工作井。确定制浆机、注浆泵的安装位置后，将其安装就位，然后通过管路将其与洞内的润滑减阻泥浆注浆设施连接成套。

4主顶进系统安装

顶进系统由轨道、钢制后背板、主顶进油缸等部分组成。

1)轨道安装

首先根据洞门位置及轴线参数确定轨道安装位置，然后轨道调整就位并通过焊接的方式将其与井底预埋件连成整体，最后用水泥砂浆将轨道地面与井底板之间的间隙填充密实。轨道采用厚壁型H175型钢。

2)钢制后背板安装

按要求钢制后背板是垂直于轨道轴线的，所以轨道安装完毕后，将钢制后背板安装就位并通过与井壁预埋件焊接或锚栓固定的方式，将其固定在竖井混凝土反力墙上，间隙用水泥砂浆填充密实。

3)顶进油缸安装

首先将主顶油缸支座安装在钢制后背板上并固定牢固，然后将顶进油缸安装并固定于支座上。油缸安装完毕后，通过液压管路将其与地面控制室内的液压源连接成套。

洞门密封安装泥水型顶管施工掘进过程中，洞门密封起到阻止泥水、地下水及膨润土进入工作井的作用，为施工提供良好的工作环境。同时，良好的密封性可以使管壁与围岩之间填充的膨润土建立起一定的压力，支撑土体并提供良好的润滑环境，有效提高顶进的施工效率。因此，洞门密封及安装质量非常重要。

洞门密封在安装前，首先在地面完成组装。将背板、橡胶密封环、压环、调整块按顺序组合在一起。橡胶密封的抗拉强度不低于20N/mm2，扯断伸长率不小于350％，邵氏硬度为50±5°。

洞门密封安装前应将洞门位置处理平整，洞门密封中心线应与洞门中心线重合，安装前在洞门密封板结合部位涂抹密封胶，采用M30×30的膨胀螺栓固定。如果地下水压力较大，应进行特殊的密封处理。

洞门密封上预留膨润土注入孔，在始发时由该孔向洞内注入膨润土。‘导向系统的安装和调试，本工程采用的导向系统为陀螺导航系统，由陀螺仪+静力水准仪组成。陀螺罗盘用于测得机器的正北方向、倾斜角和滚动角，静力水准仪用来测量管道的高程。在顶管机在始发轨道上安装完成后，将主机机头推入洞门密封，以盾体进入密封约20cm为宜，开始导向系统的安装和调试，具体步骤如下：

1)导向系统安装

首先按厂家的技术要求将陀螺仪安装在盾体内的固定位置，并用螺栓连接固定好，调整至水平位置。之后开始安装机头位置的高程传感器、工作井内的参考传感器、工作井上方的静力水准仪的补偿容器和测量顶进距离的行程传感器。补偿容器需高高挂起，使其水平面在整个推进期间始终比掘进机中的高度传感器至少高出1m。

陀螺仪、静力水准仪及行程传感器通过数据电缆连接至操作室的数据处理单元，并将信息显示在操作屏上。静力水准仪的高程传感器、参考传感器以及补偿容器之间通过软管连接在一起。新增软管需通过Y型连接件进行连接，连接完成后可通过这些连接件对过渡位置进行排气通风。

2)导向系统调试待所有设备设施连接完成后，进行通电联机调试，设备无故障后进行始发姿态测量。

按厂家提供的姿态测量技术要求精确测量顶管机前盾、后盾的位置，前盾外部前端沿圆周分布测量12个坐标点，后盾外部前端沿圆周分布测量12个坐标点，盾体底部无法测量的位置除外；盾体内部测量厂家已经指定的7个参考点的坐标，同时再测量盾体内部突出部分3组相对坐标点；最后测量陀螺仪标靶中心点以及高程传感器中心点坐标。厂家根据测量的数据计算出顶管机的始发姿态，并将相关数据输入到操作面板上，即完成始发姿态控制测量，可以进行始发。

步骤3，顶管机始发

顶管机设备安装采用分体式始发，分体式始发步骤为：先将主机吊入工作井内，其他后配套台车放置于工作井外或者工作井内，等待主机进洞及前14节混凝土管顶进到洞内后，再将后配套台车转移至被顶进的混凝土管节内，重新联接后配套台车完成始发，始发顶进基本与正常顶进施工一致，具体步骤如下所述。

1安装第一节混凝土管后将刀盘顶入环形密封洞内，橡胶密封圈

涂抹滑润脂并拆卸刀盘上的扩挖刀，防止刀盘破坏橡胶密封圈；

2安装第二节混凝土管，并将1#拖车(主驱动动力单元)放入混

凝土管内；2#、3#、4#、5#、6#拖车放置于井上；

3两节混凝土管顶进完成后，每次吊入3节混凝土管进行顶进，当顶进14节混凝土管后将顶管机后配套设备放入混凝土管节内，之后

开始正常顶进并完成始发。

4始发注意事项

1)主顶系统安装时必须牢固固定在工作井的地面及井壁上，以免在顶进过程中发生位移。

2)前墙密封、轨道及后背墙在安装时的垂直与水平的精度必须得到有效的控制，避免在主机进入始发洞口时出现偏差，给施工造成困难。

3)为防止主机进入洞内时产生“栽头”和旋转现象，在主机进行始发洞内前安装混凝土首节管并连接防偏转装置，在后续的13节混凝土管节安装时必须通过其预埋件将前14节混凝土管节连成整体。

4)顶管施工所需管线应当集中、整齐的通过管线拖架布设在洞内，

布设原则为强弱电分开布设，重量均衡布设。

所需管线包括：高压动力电缆、膨润土管、进/排浆管、中继间油管、洞内照明线，设备控制信号线，膨润土信号线，排污管及清水管、风管等。

步骤4、顶进

在确认管节拼装良好，所有机械运转正常的情况下，即可开始顶进。

1顶进操作

顶进操作按下列顺序操作：

打开旁通阀(此时止水阀关闭)→启动排浆泵→启动进浆泵→刀盘运转→打开止水阀→关闭旁通阀→主顶油缸顶进。

2一节管到位后下顶铁按下列循序停止顶进主顶油缸停止顶进→刀盘停止运转→打开旁通阀→关闭止水阀→旁通状态下运行数分钟→进浆泵停止运转→排浆泵停止运转。

3压力值的设定

在整个施工过程中，要针对不同的覆土深度和岩体情况及时调整设定压力值，以利顶进的顺利进行。

4管道安装

顶进一节管道或者顶进油缸到达行程(在顶铁已使用情况下)，需要地面吊管道到井下，下管工序是管道顶进中必不可少的工序。

5下管工序施工内容

首先暂停主顶进系统，且回退油缸；泥水系统暂停进、排泥浆；拆除管道内部管线，包括：进、排浆管道，风管，触变泥浆管，信号线，电源线，监控线等；地面汽车吊吊装管道到井下，就位；连接已拆除的管道；启动主顶系统、泥水系统、掘进系统等；开始正式顶管施工。

注意事项：管路连接，采取装配式连接，尽量减少接管时间，提高施工效率。

6管道接口质量控制

本工程管道接口采用“F”型承插式，接管前检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质量。确认合格后可在接口处均匀

涂抹薄层油脂等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。

管材运送、起吊均应有专用夹具，落地时使用特制木架或者橡胶

轮胎防护，防止“F”型管接口受到破损。

承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不产生移位和反转，不露出管外。管端垫板粘接牢固、

不脱落。相邻管间错口不大于3mm。

7中继间安装

中继间是长距离顶管施工中必不可少的设备，通过加设中继间的方法，就可以把原来需要一次性连续顶进的管道，分成若干个短距离的小段来分别加以顶进。

根据施工经验，长距离的岩体顶管设计中，第一个中继间设置在顶管机后50m位置，后续中继间每隔100m设置一个，后续中继间间隔设置虚拟中继间来减少施工成本，如遇到顶力增大情况，可以将虚拟中继间更换为实体中继间来增加顶力储备，根据顶力情况在顶进施工尾期可适当增大中继间布置的距离为150m，减小中继间数量可以节约成本并减轻后续拆除工作量。

步骤5、顶力控制

1中继间顶力控制

顶管机在掘进时铰接油缸压力值，一般控制在1600KN～1800KN，是保证设备正常掘进并处在安全范围内，中继间顶力设计值为13000KN，主顶顶力设计值为21000KN，考虑到同时可以安装3节管(两组顶铁)的情况下，主顶油缸及顶铁在工作井内的安全性，经实践，最大顶力不宜超过14000KN为宜。表1实例为800m管道顶进时的中继间启用状态以及相应数值，为保证管道能够顺利贯通和掘进顶进力储备，在掘进过程中共安装6个中继间。在掘进接近贯通时启用3#中继间，即满足施工顶力需求。

表1管道顶力状态表(实例)

序号	传力位置	顶力值(KN)	传力距离(m)	备注
					1	主顶油缸	12500	468
2	6#中继间	0	0	未启用
					3	5#中继间	0	0	未启用
4	4#中继间	0	0	未启用
					5	3#中继间	6500	332	启用
6	2#中继间	0	0	未启用
					7	1#中继间	0	0	未启用
8	铰接油缸	1789	4

在长距离顶管施工中，由于地质原因、调向等因素影响，洞内的顶力分布并不均匀，当遇到顶力值超过该中继间(或者主顶)设计顶力一半时，应及时启用备用中继间，一是可以保证管道可以顺利通过开挖断面，二可以保证管道通过开挖断面时的效率。

2膨润土减阻技术

膨润土减阻原理为在顶管机顶进施工中，通过注浆泵与管道上的预留注浆孔向管节外壁压注一定数量的膨润土泥浆，采用多点对称压注使泥浆均匀地填充在管节外壁和周围土体间的空隙，形成泥浆套，减小管壁与土体间的摩阻力。

膨润土泥浆的特性是在输送和灌注过程中具有流动性，呈胶状液体，起到润滑减阻作用；经过一定静置时间，泥浆固结呈胶凝状，对土体有支护作用；当管节顶进时泥浆被扰动，又呈胶状液体。并且该过程周而复始贯穿于整个顶进过程。

1)触变泥浆制备

触变泥浆制备材料分为主材和外加剂两类。主材为膨润土，膨润土为钠基膨润土，外加剂主要包括CMC(羧甲基纤维素)、纯碱、降失水剂和增粘剂等。本项目采用的膨润土为复合型，一般情况下不需要额外的添加剂。制备后的浆液具有粘度较高、失水量小、稳定性好、流动性好等特性。触变泥浆制备通过专用的膨润土搅拌装置完成，搅拌装置包括混浆系统和搅拌系统两部分组成，搅拌罐采用圆形罐，更有利于泥浆的充分搅拌。触变泥浆的性能不同地层粘度指标有所不同，见表2。

表2适用不同地层浆液粘度

2)触变泥浆注入

触变泥浆制备完成后，为使其充分反应，搅拌8h后开始使用。注浆采用自动润滑控制系统完成，可以实时监控各个基站膨润土注入量，也可以通过调整注入顺序满足特殊点的注浆需求。如：局部需要大量注入，可以通过设置延长该部位的注浆时间或者循环注入次数来满足需求。

注浆系统包括注浆泵、管路、阀站和控制系统组成。

膨润土润滑系统的基站设置也非常关键，在超长距离硬岩顶管施工中，布置两路膨润土注浆系统，一路膨润土注浆系统主要填充主机至1号中继间之间混凝土管节与岩壁之间的间隙，另一路为补充混凝土管节外壁流失的膨润土泥浆。

3混凝土管壁与岩面间隙沉砂清理技术

在顶进过程中，刀盘开挖下来的岩体，经过泥水系统排到洞外的泥水分离设备进行分离，但在现场施工中发现泥水携渣能力不能完全将渣料带出。部分石渣物料会沉积在刀盘及盾体下部，造成管节外壁与开挖轮廓的间隙变小，在后续的顶进过程中摩阻力会逐渐上升，通

过对此部分的沉砂清理，可以有效降低管节摩阻力。

具体方法如下：

1)通过在中继间和管节预留的清渣孔人工清理；

2)通过盾体预留的冲洗装置，定期冲洗盾体底部的积渣；

3)特殊情况下，在需要清理的部位在管节底部开孔冲洗。

中继间在清渣后整体闭合时间缩短16min，虽然顶进距离不断增大，但中继间总体启用数量不变，所以清渣作为长距离硬岩顶管中成了不可缺少的关键工序，保证顶管机在施工中能够持续、稳定的进行。

4设备结构优化改造

顶管机在掘进时，开挖断面为3236mm，混凝土管节外侧直径为3170mm，所以混凝土管节与开挖轮廓线存在33mm的超挖间隙，混凝土管节在推进过程中，间隙内充满膨润土时会产生一定的浮力可以使摩阻力得到很好的控制。但在实际的岩石顶管施工中发现，部分岩石碎细渣料不能被泥浆及时带出而通过超挖间隙向后流动沉积在盾体底部，渣料沉积会导致混凝土管节抬升，甚至顶部接触岩壁，造成摩阻力不断上升，给顺利顶进造成很大的风险。为了使渣料沉积现象得到有效的控制，针对渣料沉积的原因分析，主要对设备进行的优化改进措施如下：

1)在扩径盾底部增加进料孔，降底盾体前端进料孔的高度，使开挖面底部渣料能及时进入吸浆口，使渣料更容易被吸入排浆管路当中。

2)延长吸浆口，使其更接近进料孔的底部。

3)耐磨环增加集料槽并开孔，使其联通至刀盘内。进入上部的渣料通过集料槽上的开孔再次进入刀盘，降低渣料进入盾体四周的几率。

4)在前盾上增设3个触变泥浆注浆孔，沿顶部120°均布，第一时间将触变泥浆注入盾体四周的超挖间隙中，降低渣料进入盾体四周的几率。

管节应力检测

在顶进施工过程中，为了更好的监测应力变化，了解施工过程中外壁摩阻力的情况，需要在混凝土管壁内表面安装应力计，通过应力变化趋势分析找出顶力传递消失的混凝土管节区域。

步骤6，测量导向及纠偏

1顶管测量方法

顶管测量采用陀螺仪+静力水准仪进行控制测量，并在始发井的井壁上安装行程传感器，陀螺仪测量主机姿态如仰俯角滚动角；水准仪测量主机的实时高度，行程传感器测量顶进长度和速度，通过U.N.S计算机导向系统对测量数据进行整合，计算结果形象的反馈到操作室的电脑显示屏上，操作人员根据测量数据决定是否调整顶进参数，是否进行偏差校正。

顶管机配有陀螺仪等成套高精度测量系统，可对顶进速度、机头旋转、水平倾角自动进行测量，并实时显示在操作室，随时进行方向纠偏。

在顶进过程中，经常对顶进轴线进行复核，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进10节混凝土管节测量1次，如果导向系统数据变化较大的情况下，应适当加大复核频率。在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。随着顶进距离的不断增长，轴线偏差的概率增加，需要增加复测的次数。

2纠偏技术

1)纠偏的原则

实现管节按设计轴线顶进，做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制是关键。及时调节铰接油缸的行程，使其能持续控制在轴线范围内。顶管操作纠偏控制原则：“勤纠、缓纠、提前纠”，要注意掌握轴线变化规律，多次纠偏，每次少量纠正；在出现大的突变的情况下或者变化较大的情况下，不急于纠偏，以较长的距离来实现纠偏，确保顶管能顺利推进；纠偏要在实际操作中摸索规律，掌握一定的提前量。纠偏校正应缓缓进行，采用小角度、顶进中逐渐纠偏，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。

2)纠偏的技术措施

顶管偏差校正以预防为主，不能等到产生明显超差时再进行校正。陀螺仪导向系统由于其显示偏差为计算值，在顶进过程中容易出现测量设备偏航角与实际偏航角不一致的情况，就会出现较大的偏差。因此，为了尽可能减小偏差，20m～40m进行一次控制测量。顶进距离1000m以上，因测量误差几率增大，应根据实际偏差进行控制测量，必要时10m测量一次。

顶进中发现管位偏差30mm左右，即应进行校正，左右铰接油缸的差值每次宜调整2mm，左右铰接油缸偏差值不应超过20mm。上下铰接油缸的差值每次宜调整2mm，最大偏差不应超过15mm。在方向较难调整的情况下，每掘进1～2m左右调整一次。如果出现其他异常情况，应上报技术主管，共同商讨确定调整方案。

步骤7、管道贯通

1顶管贯通

贯通接收分为井内接收和井外结束。井内接收即先做好工作井及接收洞门，顶管机出洞后在井内完成接收。井外接收是受施工条件限制，接收井无法在贯通前完成，即先接收后按设计要求施工连接井。

井外接收需要提前做好洞口位置的加固，防止贯通后坍塌。然后在出口位置安装延伸导轨或者浇筑接收台，并做好限位块，防止顶管机旋转。当顶管机距出洞口距离10m时，应控制合理的掘进参数，保证顶管机的精确贯通。

工程技术人员应了解熟悉出洞口附近的地质情况，在顶管机出洞前对出口位置进行处理，对出口段浇筑低强度混凝土或者进行锚喷支护，保证出口位置地质稳定。

2地中对接

1)无压洞内顶管对顶方法

本标段无压洞内顶管对顶采用直线对顶方式。对顶施工的无压洞内设置对接区域，先到达预定位置的顶管机进行正常的主机拆卸、主机拆卸完成后用中继间将管材顶到距掌子面50cm处；后到达对接区域的顶管机顶进贯通，水平误差应控制在10cm以内，高程应控制在5cm以内。

2)对接位置选择及区域设定对接位置应选择岩体完整、坚实、渗水量小的地层中。

3)对顶精度控制措施对顶施工过程中管道轴线的误差控制，对管道对接成功起至关重

要的作用，在管材对接划定区域的测量工作必须做到严、细、准。

在对顶施工过程中，两台设备每50m进行一次贯通测量，在距离对接区50m、30m、15m、5m位置时分别进行一次轴线测量，其中先到达预定位置的顶管机还需测量首节管道的轴线，为对面顶管机施工提供精确数据支持。

4)对接区管道处理

对接区按设计要求采用现浇混凝土处理。

步骤8、主机(回退)接收

1正常贯通接收

通常情况下，顶管机贯通出洞后的接收顺序如下：

1)顶管机在接收前将防偏装置拆除，通过调向油缸将顶管机盾体与首节混凝土管节分离；

2)顶管机的刀盘，调向油缸等部位恢复到初始状态；

3)将洞内的中继间油缸全部拆除和闭合；

4)顶管机在起吊前盾体安装吊耳等吊具，检查起吊用钢丝绳的质量，选择满足起吊要求的设备，保证起吊工作安全，顺利进行。根据以上步骤，顶管机主机起吊后通过液压板车进行转运，在下一个施工区域进行检修、安装、调试等工作。

2地中对接贯通接收及回退

在长距离顶进过程中，具备可回退功能可以大大降低一次性顶进长度，降低可能面临的地质原因等施工风险，提高顶管施工的效率和可靠性。同时在对顶施工中，可以灵活选择对接点，使长距离顶管施工具有更大的自由度。可回退技术使单洞顶管施工长度大大增长，也极大地减少工作井的数量，同时壳体、刀盘等可以重复利用，节约施工成本，降低了对环境的影响。在超长距离管道对顶施工过程中，顶管机在洞内中部位置实现贯通，需要完成洞内回退并接收。

1)工艺原理

在超长距离顶管施工过程中，对顶施工达到预设位置或者遇到不可控因素需要在洞内回退时，首先将中继间从前至后依次拆卸和闭合，并完成洞内管线和其它物品的拆卸并运出洞外；将后配套逐节运出洞外，刀盘中心块与边块分离后，将主机的内盾和扩径盾分离；安装主机回退的轮对和回退需要的卷扬机，将主机从洞内运出至始发井；完成主机回退后，将刀盘边块和扩径盾依次拆卸并运出至始发井吊至洞外，回退工作完成。在工作井场地完成整修和组装后转场至下个施工场地。

2)主要过程

(1)中继间拆除及闭合

在掘进到指定位置后，需要第一时间准备中继间的拆卸和闭合。洞内中继间拆卸及闭合从1号中继间依次向后拆卸和闭合，拆卸一个闭合一个。没有启用并且与主机相近的中继间可以提前拆除并闭合。

中继间的拆除及闭合要在最尽可能短的时间内完成，以免管节在静止时间过长后造成摩阻力增大，从而使中继间闭合失效。中继间油缸拆卸从上至下依次拆卸，同时要及时拆卸行程传感器及控制盒等电气设备，以免在拆卸过程发生损坏。进排浆伸缩管也要同步拆卸。中继间油缸及支座拆除后，油缸卡子要复位，油管拆卸及安装时不被污染。拆除后的中继间油缸及支座可以和管路一起运出洞外。

(2)洞内管线拆除

洞内管线主要包括进排浆管路，膨润土管路，膨润土管路及阀站，信号电缆、高压电缆、及测量水管等，洞内的管线根据需要依次进行拆除，排浆管路及膨润土管路拆除后利用平板车运出洞外。

同步要清理洞内的杂物，全部清理出洞，为后续主机回退运输留出足够的通道。管线运输可以采用小的三轮车或者是自制的运输小车，提高运输效率。运输过程中要确保设备的安全，尤其是注浆阀站等控制系统及控制线路，接头要做好防护，防止进水和碰坏。

其中，测量系统应由测量人员负责拆卸并收好。控制线路由电气人员负责拆除并做好标记。

(3)后配套台车回退

顶管机后配套拖车等配套设备在主机进行分离过程中，根据现场实际情况对不使用的后配套进行回退。回退前，首先应将后配套拖车之间的连接板、管路及电缆进行拆除，拆除后的管路及线缆固定在相应台车上，并依次进行回退。回退过程中要注意台车保持平衡，防止偏重造成台车倾倒损坏设备。

(4)主机回退

主机回退主要步骤如下：主机拆卸准备工作→刀盘中心块与边块分离→扩径盾与内盾分离→内盾脱离第一个3m→内盾脱离第二个3m并正常回退。

①顶管主机拆卸准备工作

顶管机在到达掘进位置前10m，主机调向应平缓，铰接油缸差值不宜多大；顶管机到达掘进位置后，刀盘与掌子面保证有部分间隙，以免刀盘受到顶力影响拆除困难；调整主机姿态并将铰接油缸全部收回；关闭主机进、排浆液压闸阀。

停止掘进前，首先应将铰接油缸全部伸出，留出最大空间。并运行进排浆系统，将刀盘内部的石渣物料全部循环清理干净。同时将进排浆管路内部的泥渣也清理干净。完成该项工作后，将1号和2号中继间油缸持续泄压，降低向刀盘的压力，防止木垫板回弹造成刀盘与掌子面紧贴而无法拆卸刀盘。

在1号和2号中继间泄压完成后，准备拆卸刀盘边块与中心块前，将铰接油缸全部收回，使刀盘与掌子面留有足够的空间，确保刀盘边块不受力。

在主机拆除前为保证陀螺仪的完好，陀螺仪先行拆除并放置在专用储存箱内。

②刀盘中心块与边块分离

首先应拆卸下刀盘上的滚刀，以减轻机头的重量，降低后续主机内盾与扩径盾的分离难度。通过刀盘控制面板(点动模式)将刀盘1#边块转动到正上方(12#刀)，拆除7#～15#刀具，再拆除刀盘中心块与边块连接螺栓。

③扩径盾与内盾脱离

扩径盾与主机前盾脱离前，首先拆除与首节管的防扭装置。

按图纸拆除主机和扩径盾之间相应的螺栓及结构件，并在扩径盾和主机尾部底下位置安装木板，在脱离时可以使主机顺利从扩径盾内滑出。所有拆除后的螺栓在结构面分开后，将螺栓安装到原来位置或者整理收集存入库房内。

④内盾回退第一个3m

主机与扩径盾体结构件螺栓拆除后，通过混凝土管上预埋的吊点，利用手拉葫芦将主机与扩径盾脱离开一定距离，然后在内盾尾部安装回退轮对。

用手拉葫芦将主机向后拉大约3m的位置，在前一节混凝土管上的葫芦向后回拖时，下一节混凝土上的葫芦必须准备好。同时安装好刀盘位置的行走轮。

⑤内盾回退第二个3m并正常回退

用葫芦将主机再向后拉大约3m的位置，主机已经全部进入混凝土管节中，可以实现正常回退。正常回退过程时，通过在管节上安装卷扬机，与盾尾的行走轮对上吊点连接回退。每隔150m安装固定一次卷扬机，分步回退，直至回退至洞外。

⑥刀盘边块及扩径盾拆卸和回退

在刀盘边块拆除前在前三节混凝土管安装吊点，为刀盘边块转运作好准备工作。

刀盘边块在拆除时先临时固定于掌子面上，将扩径前盾进行收缩给拆除预留足够空间，刀盘拆除的顺序为上边块、左右边块及下边块。拆卸平台就位后将上边块连接螺栓拆除，拆除后的边块运到后部利用混凝土土管上的吊点转至平板车上运到洞外。

扩径盾主要结构分为前扩径盾、前扩径盾转接环、尾盾及尾盾转接环，拆除时依次从前扩径盾开始向后拆除，除前盾及尾盾分块拆除外，转接环需要分块氧焊拆除。

在拆除扩径盾前，必须将扩径盾定位销全部拆除并做好记录，扩径盾分块进行编号。

根据以上步骤，顶管机主机组装完成后通过液压板车进行转运，在下一个施工区域进行检修、安装、调试等工作。

在实际应用时，在使用超长距离小断面硬岩顶管铺设装置时，顶管铺设装置主要包括主机系统、泥水系统、润滑泥浆系统、顶进系统和导向系统五部分，将顶管机3通过汽车吊一次性吊装至井内的顶进轨道5上，并通过主顶进装置将其顶到始发密封的位置；操作室安装在工作井的侧上方，便于操作手观察井内状况，根据洞门位置及轴线参数确定轨道安装位置，然后轨道调整就位并通过焊接的方式将其与井底预埋件连成整体，最后用水泥砂浆，将轨道地面与井底板之间的间隙填充密实，按要求钢制后背板是垂直于轨道轴线的，轨道安装完毕后，将钢制后背板安装就位并通过与井壁预埋件焊接或锚栓固定的方式，将其固定在竖井混凝土反力墙上，间隙用水泥砂浆填充密实，顶进轨道5采用厚壁型H175型钢，管节放置在顶进轨道5正上方，主顶油缸支座安装在钢制后背板上并固定牢固，然后将顶进油缸安装并固定于支座上，油缸安装完毕后，通过液压管路将其与地面控制室内的液压源连接成套，在结合使用到破碎装置7，启动破碎装置对井内进行石岩破碎，破碎后的泥浆经过泥水系统排出，泥水系统包括泥水输送和泥水处理部分，泥水处理部分通常由一套泥水分离设备和一台压滤机组成，根据渣场、道路等位置合理确定泥水分离、压滤机的位置并将其安装就位，然后预制管路将泥水分离和压滤机连接成套时，连接相关的电缆、管路等，泥水输送部分由供浆泵、排浆泵、泥水管道及必要的管件组成。首先确定地面供浆泵和竖井内的排浆泵的位置并将其安装就位，然后预制泥水管道将供浆泵、排浆泵、顶管机、泥水处理设备连接成套，泥浆制备部分由制浆机、注浆泵、管路及必要的管件组成。确定安装位置时除了要考虑原材料进场存放外，还得考虑尽可能靠近工作井。确定制浆机、注浆泵的安装位置后，将其安装就位，然后通过管路将其与洞内的润滑减阻泥浆注浆设施连接成套，泥水型顶管施工掘进过程中，洞门密封起到阻止泥水、地下水及膨润土进入工作井的作用，为施工提供良好的工作环境。同时，良好的密封性可以使管壁与围岩之间填充的膨润土建立起一定的压力，支撑土体并提供良好的润滑环境，有效提高顶进的施工效率，复合式刀具12通过刀具轴座10内部的内螺纹1001与螺纹连接柱11螺纹活动安装，便于拆卸，刀具上设置有加强筋1201和耐磨层1202，可以提高刀具的耐磨性能，从而延长刀具的使用寿命。

综上，借助于本发明的上述技术方案，通过顶管机、液压推杆、破碎装置的设置，在使用过程中，借助于顶管机主顶和中继间油缸、液压推杆等的推力，把掘进中的顶管机及其随后的管节，按设计要求从一定深度的工作井开始顶到预设的工作井或位置，在此基础上，再采用复合式刀盘，配置强有力的破碎装置，将开挖下来的石渣破碎后通过泥水循环系统运至洞外，同时，运用长距离精确导向技术、触变泥浆减阻技术、应力监测、地中对接等关键技术，结合精准调向、管壁外侧沉渣清理等有效手段实现超长距离小断面硬岩顶管的施工，通过刀具轴座、内螺纹、螺纹连接柱、复合式刀盘、加强筋、耐磨层的设置，在使用过程中，复合式刀具通过刀具轴座内部的内螺纹与螺纹连接柱形成螺纹活动安装，便于拆卸更换，同时刀具上设置有加强筋和耐磨层，可以提高带锯的耐磨性能，加强筋可以提高刀具盘的结构强度，从而延长刀具的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)顶部固定连接有支撑架(2)，所述支撑架(2)顶部固定安装有顶管机(3)，所述顶管机(3)正表面设置连接有液压推杆(4)，所述顶管机(3)正前方设置连接有顶进轨道(5)，所述顶进轨道(5)上表面设置连接有管节(6)，所述顶进轨道(5)一侧设置连接有破碎装置(7)，所述破碎装置(7)顶部设置连接有旋转轴(8)，所述旋转轴(8)顶部设置连接有刀具盘(9)。

2.根据权利要求1所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，其特征在于，所述刀具盘(9)正表面设置连接有刀具轴座(10)，所述刀具轴座(10)内部设置连接有内螺纹(1001)，所述刀具轴座(10)内部设置连接有螺纹连接柱(11)，且与刀具轴座(10)构成螺纹可拆卸结构。

3.根据权利要求2所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，其特征在于，所述螺纹连接柱(11)顶部设置连接有复合式刀具(12)，所述复合式刀具(12)表面设置连接有加强筋(1201)和耐磨层(1202)。

4.根据权利要求3所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，其特征在于，所述工作井的尺寸的大小要结合顶管机(3)的设计与工程线路部署确定，根据施工顶进时管节(6)安装数量确定工作的长度一般情况下，工作井为圆形或者长方形，且工作井为长方形结构，长12.5m，宽8m，可以满足一次安装3节管节(6)，同时考虑到部分工作井要求双向顶进，且线路存在一定的夹角，为了兼顾洞门密封及后背墙布置，减少工作井改造工作量并满足施工最小尺寸要求，个别工作井设置为内径12.5m的圆形工作井。

5.根据权利要求4所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，其特征在于，所述顶管机(3)在掘进时铰接油缸压力值，一般控制在1600KN～1800KN，是是保证设备正常掘进并处在安全范围内，中继间顶力设计值为13000KN，主顶顶力设计值为21000KN，考虑到同时可以安装3节管(两组顶铁)的情况下，主顶油缸及顶铁在工作井内的安全性，经实践，最大顶力不宜超过14000KN为宜。

6.根据权利要求5所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，其特征在于，所述顶管机(3)在掘进时，开挖断面为3236mm，混凝土管节(6)外侧直径为3170mm，所以混凝土管节与开挖轮廓线存在33mm的超挖间隙。

7.根据权利要求6所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，其特征在于，所述在对顶施工过程中，两台设备每50m进行一次贯通测量，在距离对接区50m、30m、15m、5m位置时分别进行一次轴线测量，其中先到达预定位置的顶管机还需测量首节管道的轴线，为对面顶管机(3)施工提供精确数据支持。

8.一种超长距离小断面硬岩顶管铺设施工工艺，其特征在于，采用权利要求1所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设装置，包括以下步骤：

步骤1、前期准备，包括临时场地建设、根据地基承载力确定基础的施工方式、地面附属设施安装；

步骤2、顶管机安装调试；

步骤3，顶管机始发；

步骤4、顶进；

步骤5、顶力控制；

步骤6，测量导向及纠偏；

步骤7、管道贯通；

步骤8、主机接收。

9.根据权利要求8所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设施工工艺，其特征在于，在超长距离顶管施工过程中，对顶施工达到预设位置或者遇到不可控因素需要在洞内回退时，首先将中继间从前至后依次拆卸和闭合，并完成洞内管线和其它物品的拆卸并运出洞外；将后配套逐节运出洞外，刀盘中心块与边块分离后，将主机的内盾和扩径盾分离；安装主机回退的轮对和回退需要的卷扬机，将主机从洞内运出至始发井；完成主机回退后，将刀盘边块和扩径盾依次拆卸并运出至始发井吊至洞外，回退工作完成。

10.根据权利要求9所述的超长距离小断面硬岩顶管铺设施工工艺，其特征在于，顶管机设备安装采用分体式始发。