1、淤泥質(zhì)黏土：此種軟土的形成是在較弱的海浪岸流及潮汐的水動(dòng)力作用下逐漸形成的。土的顏色多呈灰色或黑灰色，光潤油滑且有腐爛植物的氣味，多呈軟塑或半流塑狀態(tài)。其天然含水量很大，一般都大于30%，飽和度一般大于90%，液限一般在35-60%之間，軟土的天然重度較小，約在15-19KN/m立方米之間�？紫侗榷即笥�1，因其天然含水量高、孔隙比大，就帶來(lái)了軟土地基變形大，強度低的特點(diǎn)。

　　2、砂性土：由于曾受到海水的沖擊，部分地區沉積層含有海水所搬運的大量沉積物，其中主要為細砂及粉砂。由于含黏土的成分較少，我們可稱(chēng)之為砂性土。砂性土的土顆粒較一般的黏土大，一般在20μ以上，土顆粒之間的凝聚力較小，呈單粒結構�？紫侗容^大，很容易在水動(dòng)力的作用下產(chǎn)生流沙現象。

　　3、黃土：凡以風(fēng)力搬運沉積又沒(méi)有經(jīng)過(guò)次生擾動(dòng)的、無(wú)層理的黃色粉質(zhì)、含碳酸鹽類(lèi)并具有肉眼可見(jiàn)的、大孔的土狀沉積物成為黃土（也稱(chēng)原生黃土），其它成因的、黃色的、又常具有層理和夾有砂、礫石層的土狀沉積物稱(chēng)之為黃土狀土（也稱(chēng)次生黃土）。

　　4、強風(fēng)化巖：強風(fēng)化巖是指風(fēng)化很強的巖石，此種土質(zhì)的組織結構已大部分破壞，礦物成分已顯著(zhù)變化，含有大量黏土質(zhì)黏土礦物。風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體被切割成碎塊，干時(shí)可用手折斷或捏碎，浸水或干濕交替時(shí)可較迅速地軟化或崩解。用鎬或鍬可挖掘，干鉆可鉆進(jìn)。

　　5、微風(fēng)化及中風(fēng)化巖： 微風(fēng)化巖是指巖質(zhì)新鮮，表面稍有風(fēng)化跡象的巖石，強度大于50Mpa，硬度很高的巖石。在此地層中頂進(jìn)較困難，而且一般頂進(jìn)距離超過(guò)100米時(shí)需要更換刀頭。中風(fēng)化巖較軟，其組織結構部分破壞。礦物成分發(fā)生變化，用鎬難挖掘。

　　以上介紹了常見(jiàn)的幾種土質(zhì)，從N值為3-40的土質(zhì)都有。這就需要針對不同的土質(zhì)情況選用不同類(lèi)型的頂管掘進(jìn)機。

　　對于淤泥質(zhì)黏土，由于其土質(zhì)較軟，切削容易，因此我們可以選用以下所介紹的各種掘進(jìn)機，對此我們先介紹多刀盤(pán)土壓平衡式頂管機。多刀盤(pán)土壓平衡頂管掘進(jìn)機把通常的全斷面切削刀盤(pán)改成四個(gè)獨立的切削攪拌刀盤(pán)，所以它尤其適用于軟粘土層的頂管。如果在泥土倉中注入些粘土，它也能用于砂層的頂管。另外，由于此機采用了先進(jìn)的土壓平衡原理，因此，采用此機進(jìn)行頂管施工后，對地面及地下的建筑物、構造物、埋設物的影響較小。用它可以安全地穿越公路、鐵路、河川、房屋以及各種地下公用管線(xiàn)。其最小復土深度可以相當于一倍管外徑左右。從無(wú)數的施工實(shí)例證明，用此機進(jìn)行頂管施工作業(yè)，不僅安全、可靠，而且施工進(jìn)度快、效率高。與單刀盤(pán)土壓平衡掘進(jìn)機相比，此機具有價(jià)格低廉、結構緊湊、操作容易、維修方便和質(zhì)量輕等特點(diǎn)。另外，它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量較多的泥漿。它與泥水式頂管施工相比，最大的特點(diǎn)是排出的土或泥漿一般都不需要再進(jìn)行泥水分離等二次處理。施工占地小，對周?chē)�環(huán)境污染也很少。它與手掘式及其他形式的頂管施工相比較，又具有適應土質(zhì)范圍廣和不需要采用任何其他輔助施工手段的優(yōu)點(diǎn)。如采用輸土泵的方式出土，頂進(jìn)效率也很高，平均24小時(shí)可頂進(jìn)15-20米。但是它的缺點(diǎn)也很明顯，由于不是全斷面切削，切削不到的部分只能通過(guò)擠壓進(jìn)入機頭，因此迎面頂力較大，只適合于軟土地質(zhì)情況下施工，如需穿越建筑物、構造物、埋設物等對地面沉降要求很小的情況可采用刀盤(pán)可伸縮式泥水平衡掘進(jìn)機，此種機頭的刀盤(pán)是一個(gè)直徑比掘進(jìn)機前殼體略小的具有一定剛度的圓盤(pán)。圓盤(pán)中還嵌有切削刀和刀架。刀盤(pán)和切削刀架之間可以同步伸縮，也可以單獨伸縮。而且，不論刀盤(pán)停在哪一個(gè)位置上，切削刀架都可以把刀盤(pán)的進(jìn)泥口關(guān)閉。刀盤(pán)加壓裝置是安裝在主軸中的油缸，刀架伸縮油缸則安裝在刀盤(pán)加壓裝置的上方。刀盤(pán)可伸縮式掘進(jìn)機的工作原理如下：刀盤(pán)前土壓力過(guò)小時(shí)，它就往前伸；刀盤(pán)前土壓力過(guò)大時(shí)，它就往后退。刀盤(pán)前伸時(shí)，應減小進(jìn)泥口開(kāi)度并加快推進(jìn)速度；刀盤(pán)后退時(shí)，應加大進(jìn)泥口開(kāi)度并降低頂速。這樣，就可使刀盤(pán)前的土壓力控制在設定的范圍內。使用此種掘進(jìn)機地面隆沉極小，優(yōu)秀的操作人員可使地面隆沉控制在10mm以?xún)�。由于采用了泥水作為運輸介質(zhì)，在頂進(jìn)的過(guò)程中無(wú)需停頓出泥，因此它的頂速也很快，24小時(shí)可頂進(jìn)20-30米。缺點(diǎn)也很明顯：由于進(jìn)泥口開(kāi)度限制，在含有直徑大于6cm礫石的土層中無(wú)法施工。

　　對于易產(chǎn)生流沙現象的砂性土可根據其含水量及其標準貫入度選用不同類(lèi)型的掘進(jìn)機，當標準貫入度較小時(shí)可選用多刀盤(pán)土壓平衡式掘進(jìn)機，當標準貫入度較大時(shí)，除多刀盤(pán)土壓平衡式掘進(jìn)機以外的以上各種掘進(jìn)機都適應此種土質(zhì)。

　　對于地質(zhì)為黃土的情況下我們可采用單刀盤(pán)土壓平衡式掘進(jìn)機和偏心破碎泥水式掘進(jìn)機。單刀盤(pán)土壓平衡頂管掘進(jìn)機有以下優(yōu)點(diǎn)：1.適用的土質(zhì)范圍非常廣。2.施工后地面沉降小。3.棄土的處理比較簡(jiǎn)單。4.可在復土層僅為管外徑0.8倍的淺土層中施工。5.有完善的土體改良系統和具有良好的土體改良功能。6.開(kāi)口率達100％，土壓力更切合實(shí)際。

　　對于地質(zhì)為強風(fēng)化巖的情況下我們可采用偏心破碎泥水式掘進(jìn)機。此機種與普通泥水掘進(jìn)機的最大不同點(diǎn)是其頭部。殼體內的泥土倉是一個(gè)前面大、后面小的喇叭口，喇叭口的內壁是用耐磨焊條堆焊的一圈環(huán)形焊縫。安裝在殼體泥土倉內的是一個(gè)前面小、后面大的錐體，錐上也堆有一環(huán)環(huán)形焊縫。切削刀呈輻條形焊接在該錐體上，且略微向前傾斜。刀盤(pán)的正面焊有堅固而且耐磨的切削刀頭，所有這些構成一個(gè)刀盤(pán)。這樣，在掘進(jìn)機工作時(shí)，刀盤(pán)一邊旋轉切削土砂的同時(shí)還一邊作偏心運動(dòng)把石塊軋碎。被軋碎的石塊只有比泥土倉與泥水倉聯(lián)接的間隙小才能進(jìn)入掘進(jìn)機的泥水倉，然后從排泥管中被排出。另外，由于刀盤(pán)運動(dòng)過(guò)程中，泥水倉和泥土倉中的間隙也不斷的由最小變到最大這樣循環(huán)變化著(zhù)，因此，它除了有軋碎小塊石頭的功能以外還始終能保證進(jìn)水泵的泥水能通過(guò)此間隙到達泥土倉中，從而保證了掘進(jìn)機不僅在砂土中，即使在黏土中也能正常工作。一般情況下，刀盤(pán)每分鐘能旋轉4——5轉，每當刀盤(pán)旋轉一圈時(shí)，偏心的軋碎動(dòng)作達20-23次。由于此機型有以上這些特殊的構造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘進(jìn)機中最大的，破碎的最大粒徑可達掘進(jìn)機直徑的40%——45%之間，破碎的卵石強度可達200Mpa.此機型的第一個(gè)特點(diǎn)就是它幾乎是全土質(zhì)的掘進(jìn)機。它可以在N值從0——15的黏土，N值1——50的砂土以及N值10——50的礫石層等所有土質(zhì)中使用，而且推進(jìn)速度不會(huì )有太大的變化。它的第二個(gè)特點(diǎn)是破碎粒徑大，可達掘進(jìn)機直徑的40%——45%之間。它的第三個(gè)特點(diǎn)是施工精度高，施工后的偏差極小。它的第四個(gè)特點(diǎn)是由于有偏心運動(dòng)，進(jìn)土的間隙又比較小，即使用清水作為進(jìn)水，也能保持挖掘面的穩定。它的第五個(gè)特點(diǎn)是可以進(jìn)行長(cháng)距離頂進(jìn)，也可用于曲率半徑比較小的曲線(xiàn)頂進(jìn)。它的第六個(gè)特點(diǎn)是施工速度快，每分鐘可進(jìn)尺100mm——180mm之間。它的第七個(gè)特點(diǎn)是結構緊湊、維修保養簡(jiǎn)單、操作方便。無(wú)論在工作坑中安裝還是在接收井中拆除都很方便。

　　如頂進(jìn)管道軸線(xiàn)附近可能存在大的石塊，樁基礎等不明障礙物。我們采用排障方便、成本低廉的敞開(kāi)式掘進(jìn)機。地下水位較高的話(huà)可采取井點(diǎn)降水等輔助施工方法。另外，對于含水量較少并且N值大于18的黃土和強風(fēng)化巖，也可采用敞開(kāi)式掘進(jìn)機頂進(jìn)。敞開(kāi)式掘進(jìn)機在類(lèi)似于農田對地面沉降要求不嚴格的情況下也可采用。此種機型的缺點(diǎn)是頂速慢、遇到流沙土層難以控制出土量，因此沉降也是大于以上幾種頂管掘機的。

　　網(wǎng)格水沖式掘進(jìn)機具有土壓式以及泥水式頂管機的優(yōu)點(diǎn)，這種掘進(jìn)機頭在遇到障礙物時(shí)工人可進(jìn)入泥水倉排除障礙物，而且由于采用水力出泥，頂進(jìn)速度也不受出泥速度的影響，因此當土質(zhì)條件較好時(shí)是一種經(jīng)濟實(shí)用的掘進(jìn)機。但這種掘進(jìn)機也有它的局限性，首先要求土質(zhì)比較軟，土體的孔隙比要小，而且要求有足夠的清水作為水源，泥漿處理以及用電量都很大，使用成本較高。當遇到沙土層時(shí)，由于沙土的透水系數很大，用于平衡正面土壓力的氣壓很容易從沙土的間隙泄露，因此也就很難做到平衡，因此在沙土中頂進(jìn)沉降很難控制。

　　中風(fēng)化巖以及弱風(fēng)化巖條件下如果地下水含量較高就只能采用巖盤(pán)頂管機了。該機型的刀頭類(lèi)似于牙輪鉆，可以在巖石中頂進(jìn)，也是一種全土質(zhì)的機型，但該機種的造價(jià)很高，而且目前在國內是一項空白。

頂管網(wǎng)