徐工基础工程机械:顶管机
技术名称：顶管机
1.技术所属领域及适用范围
顶管机是一种非开挖管道敷设施工的设备，可用于铺设穿越河流、公路、铁路及建筑物等各种管道的施工，广泛应用于市政工程，尤其适合铺设雨污分流及给排水管道，还可应用于油气管线套管、高压线入地、城市综合管廊、隧洞等各系统的管道工程。
2.成果来源
自主研发。根据国家统计局数据显示，我国现年建供水管网5万公里，排水管网6万公里，以发达国家排水管网>2.7m/人和现有管网铺设速度进行预估，还有30年我国才能达到发达国家水平。综合国内城镇管网建设情况，每年顶管机市场需求量预估1000台。
开挖通道有整体开挖、浅埋暗挖、人工顶管与机械顶管等工法，如今市政道路、管网、建筑物错综复杂，开挖成本大增，而人工顶管日进尺在3-6m左右，效率低下，且施工安全性低，现逐步被禁止，浅埋暗挖需要进行支护，施工效率受限，且在岩石、粘土、淤泥土等地质复杂地段，施工风险高。在这些条件的促进下，顶管机产品迎来飞跃式的发展。
3.技术现状及指标
（1）技术现状
徐工顶管机经过多年发展，已具有深厚的技术积累，成熟的微型岩石刀盘和中大口径岩石刀盘布置技术、二次偏心破碎技术、二次扭腿破碎技术、多模式泥浆循环模式、主轴密封和纠偏密封技术、低压操作台控制技术等多项技术，均已通过市场充分验证。其中，多项技术达到国际先进水平。现有产品技术在整体布局、设备施工能力、安全性能、使用经济性等多方面深入研究，提升了项目产品的综合性能，打破传统思维束缚，引领国内外顶管施工设备的技术发展趋势。
徐工中大型顶管机主要竞争优势体现在以下几个方面：
1）刀盘扭矩大，更能适应复杂地层，变频实现更高转速，施工效率更高。
2）整机结构紧凑，可以分段顶进，工作井尺寸及占地面积小，对地面交通影响小。
3）配置等推力双级油缸，长度短，行程长，回缩速度快。
4）刀盘、主顶以及送排泥均采用变频控制，设备操控性更好。
5）配有线控主顶系统，可在基坑进行管材装接作业，操作便捷。
6）操作台与电控柜、泵站均用PLC通讯，应用先进的无线视频传输系统，解决线束频繁对接接触不灵或进水失效问题，将强电与弱电系统进行分离，采用滤波、屏蔽、接地等综合手段解决变频器信号干扰问题，提升通讯操控可靠性。
（2）具体技术指标
产品型号：XDN-H系列顶管机
口径范围：DN400-DN1200
适应地层：主要适用于普通土层、砂层、砾石等地层
产品特点：
液压驱动防水性能碾压国内同行电机驱动，淹了抽干还能继续干活；
动力强劲，扭矩大转速高，施工效率高，一天一夜能干一道活；
应用分级反顶技术，始发井直径小;
复杂地层可提供施工工法支持。
产品型号：XDN-H系列顶管机
口径范围：DN400-DN1200
适应地层：主要适用于砾石、卵石、少量漂石、岩石等地层
产品特点：
液压驱动防水性能碾压国内同行的电机驱动，淹了抽干还能继续干活；
输出扭矩大、转速调节范围广，施工速度快;
可选配多种刀盘，硬岩软土沙层卵石都能干；
复杂地层可提供施工工法支持。
产品型号：XDN-R系列顶管机
口径范围：DN1200-DN4000
适应地层：主要适用于卵石、岩石等地层
产品特点：
1.主驱动电机频率100Hz，调速范围广，扭矩大转速高；
2.大通径多回路泥浆循环系统，适应各种复杂地层施工；
3.可选配远程监控系统。
产品型号：XDN-S系列顶管机
口径范围：DN800-DN4000
适应地层：主要适用于普通土层、砂层、砾石等地层
产品特点：
1、主驱动电机频率100Hz，调速范围广，扭矩大转速高;
2、刀盘转速、顶进速度、进排泥流量可调节，设备操控性好;
3、人机交互式操作台，动态显示各部件运行参数及工作状态。
4、一机双用，可实现与土压机型互换。
产品型号：XDT系列顶管机
适应地层：主要适用于普通土层、砂层、砾石等地层
产品特点：
1.刀盘扭矩大，地层适应性强，高频提速，搅拌效果好；
2.专利技术的螺机渣土密封结构，使用寿命长，维修便捷;
3.独立的中心水路及开挖面注浆管路，改良土体；
4.具备数据存储和远程监控系统。
4.应用案例
案例01
实施地点：徐州市凤鸣路污水管网体质增效工程
实施内容及成效：采用徐工XDN500H-R顶管机，设备在W9至W8标段施工，施工距离96m，管径500mm,埋深3m左右，始发井仅φ2590mm。地层包含全断面岩石、半土半石、全粘土地层，单轴抗压强度90~120Mpa，施工效率4-5m/天。地层极为复杂且软硬不均，该项目的成功完成了行业未能突破的小口径全地质施工。
图1：徐工XDN500-H顶管机 图2：切削断面
图3：切削岩石 图4：顺利出洞
案例（2）
实施地点：包头市希望园区再生水管线工程
实施内容及成效：采用徐工XDN1200H顶管机，顶管施工总长度为1900m分段顶进，该工程穿越流沙、粘泥、砂砾复合地层，且地下水丰富。每根管（3m）顶进时间一般不超过1小时，最快施工效率3米/40分钟。
图1：顺利贯通 图2：铺设管道 图3：砂层
案例（3）
(1）实施地点：引江济淮工程，合肥派河截污导流项目。
（2）实施内容及成效：采用徐工XDN2000-S顶管机，施工管材规格为DN2400,采用连续缠绕玻璃夹砂管，为安徽省内首次采用的新型管材顶管工程，顶管段总长2827m，地层为重粉质壤土、粉质黏土，覆土埋深10.6-12.2m，其中#6-#5工作井，全长1187.5m，为全国首次2400mm大直径新型管材一次顶进最长顶段区间，平均日进尺＞20m，最高日进尺49m。
图1、徐工XDN2000-S顶管机始发 图2、始发顶进
图3、顶进过程 图4、顺利贯通
案例04
（1）实施地点：滇中引水（昆明主城东南片区输水、净配水）工程，本次施工段分为昆明第八自来水厂扩建及厂外管网建设两部分，工程建设内容主要包括昆明第八水厂扩建工程以及管网工程。
（2）实施内容及成效：徐工XDN1500-R顶管机先后贯通480m、240m和450m。其中480m是全线第一个长距离硬岩顶管工程，地层以中风化灰岩、红粘土为主，硬度＞50MPa，沿线包含较多溶洞、回填土地层。徐工顶管机以超预期的施工效率，取得日进尺15m的成绩，在450m的施工过程中，局部岩石硬度＞100Mpa，徐工顶管机不负众望，实现工程的顺利贯通，累计施工距离1Km。
图1、徐工XDN1500-R顶管机始发 图2、始发顶进
图3、顶进过程 图4、顺利贯通
案例05
(1）实施地点：青岛市西海岸新区西部城区及沿线民生采暖项目
（2）实施内容及成效：采用徐工XDN1500-S、XDN1650-R、XDN2200-S、XDN2400-R等多台顶管机设备进行管道铺设，保障民生冬季采暖，施工路段紧邻居民小区、小学，地下管线错综复杂，地质情况多变，徐工XDN-S系列顶管机在沙砾、黏泥地层保持平均半小时掘进2米的施工效率；XDN-R系列顶管机在中风化岩石地层实现了40分钟2.5米的施工速度，得到用户高度评价。
图1、徐工XDN2400-R现场组装 图2、始发顶进
图3、顶进过程 图4、顺利出洞
案例06
(1）实施地点：郑州17号线地铁出入口通道
（2）实施内容及成效：郑州17号线地铁出入口通道，地质以粉质粘土、砂土为主，施工穿越机场道路及城际高铁，通道上方存在高压燃气管道，沉降控制要求严。XDT50×70矩形顶管机先后贯通55m、 48m、 52m共计3段。
图1、徐工XDT50X70顶管机始发 图2：顶进过程 图3、顺利贯通
徐工基础工程机械事业部
邮编：221000，通讯地址: 徐州经济开发区驮蓝山路36号
联系人: 张力， 联系电话：0516-87892635，
传真：0516-87892635
技术持有单位简介
徐工基础工程机械事业部，是徐工五大支柱产业之一。企业聚焦桩工机械、非开挖机械、煤矿机械、矿隧机械、资源钻采机械的研发制造销售以及工法技术支持、工程施工等全价值链活动，为客户提供综合解决方案。企业加速智改数转工作，建成千亩基础工程机械智能制造新基地，聚力打造世界一流的基础工程机械产业集群。企业为国家级高新技术企业、制造业单项冠军示范企业等。
目前徐工非开挖机械位居全球第一，桩工机械位居全球第一阵营；掘进机、凿岩台车、深井钻机等产品跃居国内市场前列。企业紧紧围绕国际化主战略，落地营销渠道本地化，服务、备件当地化，产品开发适应化，销售、租赁、大修同步化“四化建设”，多类产品已出口至80多个国家和地区。
2014年，徐工基础瞄准城市排水排污地下管网工程市场，将多年非开挖技术积累和顶管技术融合贯通，自主研发MARS系列微型硬岩泥水平衡顶管机，是国内首家生产制造顶管机的厂家，其破岩能力达到300Mpa，产品性能达到国际领先水平。公司不断聚焦技术创新和品质改善，开发了系列土层顶管机、岩石破碎顶管机、螺旋顶管机、矩形顶管机及相关配套产品摇管机等，管径覆盖范围￠300mm-￠4000mm，满足粘土、软岩、岩石、砾石、卵石等多种复杂地层施工。
