人工頂管法施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的地下管道施工方法，早于6年美國北太平洋鐵路鋪設工程中應用，已有百年歷史。20世紀60年代在世界各國推廣應用；近20年，日本研究開發(fā)土壓平衡、水壓平衡人工頂管機等先進人工頂管機頭和工法。
從50年代從北京、上海開始試用。
1986年上海穿越黃浦江輸水鋼質(zhì)管道，應用計算機控制，激光導向等先進技術，單向頂進距離1120m，頂進軸線精度：左右﹤±m(xù)m，上下﹤±50mm。
1981年浙江鎮(zhèn)海穿越甬江管道，直徑2.6m，單向頂進581m，采用5只中繼環(huán)，上下左右偏差﹤10mm。
頂進速度快：美國1980年，9.5小時頂進49m。
頂進距離長：
國外一次頂進距離1200m，1970年，德國漢堡下水道混凝土人工頂管，直徑為2.6m。
創(chuàng)造混凝土人工頂管世界記錄：一次頂進距離為2050m，2001浙江嘉興污水人工頂管，鋼筋砼管直徑2m。
創(chuàng)造鋼管人工頂管世界記錄：一次頂進距離為1743m，1997年上海黃浦江上游引水工程的長橋支線人工頂管，鋼管直徑3.5m。

頂管施工工藝流程
1、機頭選型：
根據(jù)地質(zhì)報告，并結(jié)合本公司的施工經(jīng)驗，頂管機頭決定采用氣壓平衡網(wǎng)格（水沖）式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中，通過氣壓平衡正面土壓穩(wěn)定機頭，減少外部土體對周圍地面的影響。
2、頂進設備及頂進工藝
（1）主頂：
采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂，千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環(huán)將反力均勻作用于工作井，前端頂進分壓環(huán)，頂鐵將頂力傳至管節(jié)。分壓環(huán)制作具有足夠的剛性，與管端面接觸相對平整，無變形。
（2）中繼間：
在長距離頂進過程中，當頂進阻力過容許總頂力時，無法一次達到頂進距離時，須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度過100米時，考慮在機頭后設置一只中繼間，并采用觸變泥漿注漿工藝。
中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接，后殼體與后接管連接，前后殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)。
每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂，千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂?shù)男谐虨?8厘米，用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結(jié)構(gòu)進行精，其在使用過程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同，可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。
當管道頂通以后，拆除千斤頂及各種輔件，外殼與管節(jié)內(nèi)壁之間的間隙用細石混凝土填充。
穿越施工現(xiàn)場布置圖

1． 入土點是定向鉆施工的主要場所，鉆機就布置在該側(cè)，所以施工占地比較大，DD330鉆機的小占地為30×30M，當然也可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況作相應調(diào)整，DD60、DD-5的占地相應要小得多。

2．出土點一側(cè)主要作為管道焊接場地，在出土點應有一塊20×20M的場地作為預擴孔、回拖時接鉆桿和安裝其他設備時使用；在出土點之后有一條長度與穿越長度相等的管線焊接作業(yè)帶。

穿越實例

大沽沙穿越鉆機場地布置

1998年9月到10月之間，在天津塘沽大沽沙海河，我公司僅用45天時間完成了兩條Φ219×8，一條Φ426×9，長度為960米的管道穿越。

大沽沙穿越焊接場地（只顯示了兩條管道）
水平定向鉆穿越施工工藝流程圖

使用水平定向鉆技術穿越河流和其它障礙物的施工方法在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的運用。水平定向鉆穿越承包商協(xié)會認為：在工程項目招投標過程中，水平定向鉆承包商應設法獲取盡可能多的相關信息以提出完整并具競爭力的報價，承包商在開工前應該獲得以下信息，以日后的工作可以順利進行，并在此條件下完成工程項目的施工，同時足夠的施工前的各類信息還可以施工過程安全，減少對周圍環(huán)境的破壞，使工程進行的順利。

按照偏差的大小和方向，頂鐵的一側(cè)可以楔緊，頂鐵的另一側(cè)可以楔松或留有1-3厘米的間隙。頂起開始后，楔形側(cè)將開始。楔形面不移動。這一種方法特別有效，但頂起時必須嚴格把控楔緊度，管道因應力不均勻而開裂。非開挖作為一種新產(chǎn)的工程技術產(chǎn)業(yè)，在硬件設施和技術理論方面亟待深入發(fā)展。遵照非開挖發(fā)展的戰(zhàn)略要求，建立了非開挖技術研究所。多年來，長期堅持不懈地致力于非開挖技術的科學研究和產(chǎn)品開發(fā)，并了可喜的成果。經(jīng)過這些年工程實踐的一直探索和改進，TL系列鉆機的性能日益提升，達到了國內(nèi)水平，得到了顧客的一致認可。建立頂管中部線樁:在中部線控制樁上放置經(jīng)緯儀，將中間線引向坑壁并打入樁中，作為頂管時校正套管的線樁。沿管道縱向的這些地方會導致額外的阻力來限制管道的偏轉(zhuǎn)。以上所述原因直接導致頂管頂力偏心。頂進施工時，應隨時監(jiān)測頂進管接頭接頭處的不均勻壓縮，以計算接頭端面的應力分布和頂進力的偏心率。對應地調(diào)整偏差校正范圍，以禁止管接頭的接頭壓力損失或出于偏心過大而導致的管接頭的周向裂紋。頂進方向控制可采取如下措施:(1)嚴格把控土方開挖，均勻開挖兩邊土體，保持左右兩邊的鋼刀角度在10厘米，普遍情況下不挖；(2)研發(fā)設計偏差。可以通過調(diào)整糾偏千斤頂?shù)姆纸M操作實施糾偏，逐步糾偏，不能急于完成。要不然，將有左右偏差，(3)通過挖掘?qū)嵤┢钚Ｕ诰蛟蕉嘁粋?cè)的阻力越小，挖掘越少一側(cè)的阻力越大，偏差校正通過使用土壤自身的阻力開展，(4)通過使用承壓壁的頂鐵實施調(diào)整，并換承壓壁的頂鐵。
我們的工程團隊希望與電信、電力、污水等市政地下管網(wǎng)處理工程的同事一起創(chuàng)造和雙贏結(jié)果。與此同時，我們團隊主要有資深頂管指導工程師，他們運用充足的頂管施工經(jīng)驗，工程成為優(yōu)質(zhì)工程，為社會服務。施工準備:安裝連接導向鉆，檢查探頭的參數(shù)是否正常，探頭的電池容量是否充足，開洞:入射角的準確性和協(xié)調(diào)性。鉆井流程中，應保持連續(xù)鉆井至少2.5m，造斜器鉆井應采用低鉆井速度、小泵排量、慢進尺:將鉆具的面角調(diào)整到需求的角度，將鉆頭推入形成造斜器段，導航員應跟蹤監(jiān)測鉆頭仰角的變化。按照有差別土層，頂進應與鉆孔相結(jié)合，以免仰角的變化過鉆桿的較小曲率半徑。應開展直鉆:鉆頭應勻速旋轉(zhuǎn)，進給速度應盡不一定快，使導向孔的直線段直
管道前，切勿過套管50厘米。挖出的土應及時運出管道。頂起進程中，應防范套管旋轉(zhuǎn)。頂進暫停時，套管頭喇叭口應切入土層。管道頂起應連續(xù)實施。如遇套管前方有障礙物或后支架嚴重變形、頂鐵變形、管道所處地點偏離正常范圍、校正無效，應暫停頂進并及時處理。套管推入坑后，應在套管和管端的下部放置枕墊或混凝土。公司承擔各類別建筑結(jié)構(gòu)改造、梁柱切割拆除、高架橋改造、水下切割拆除、水下切割拆除鋼筋混凝土墻等工作。公司業(yè)務全部替代北京、上海、江蘇、天津、河北、浙江、重慶、山西、遼寧、吉林、安徽、福建、河南、河北、湖南、湖北、陜西、四川、云南、黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、廣東等市區(qū)。混凝土的切割和拆除不受施工現(xiàn)場、環(huán)境保護、工期和安全原因等條件的約束。
頂管中間線樁的設置:將經(jīng)緯儀連接到中部線控制樁上，將中部線引向坑壁，將樁打入樁內(nèi)，作為頂起時校正套管的線樁。此外，在工作坑內(nèi)臨時設置兩個水準點，依照研究發(fā)明標高和坡度控制套管頂起。吊管:套管為鋼筋混凝土套管(企口)，由提高機吊起。在空中提高約10厘米時，檢查套管是否系緊，機械制動性能是否良好。頂管工程招標時，確認頂管工程前端可以安全吊裝。頂管施工時，任何人不能站在坑內(nèi)。當套管距導軌不到50厘米時，操作人員可以進入坑內(nèi)工作。當套管放在導軌上時，高級技工、質(zhì)量工程師和安全工程師應在施工前檢查線、標高、坡度和所有工程是否正確。頂起:套管頂起包含開挖、頂起、測量、糾偏等過程。頂起應緩慢并逐步實施。施工人員應隨時控制導軌上的中部線、坡度和標高。假如有偏差，應立刻停止頂升。我們的工程團隊希望與電信、電力、污水等市政地下管網(wǎng)處理工程的同事一起創(chuàng)造和雙贏結(jié)果。在同一時間，我們團隊具體有資深頂管指導工程師，他們運用足夠的頂管施工經(jīng)驗，工程成為優(yōu)質(zhì)工程，為社會服務。施工準備:安裝連接導向鉆，檢查探頭的參數(shù)是否正常，探頭的電池容量是否充足，開洞:入射角的準確性和協(xié)調(diào)性。鉆井進程中，應保持連續(xù)鉆井至少2.5m，造斜器鉆井應采用低鉆井速度、小泵排量、慢進尺:將鉆具的面角調(diào)整到需求的角度，將鉆頭推入形成造斜器段，導航員應跟蹤監(jiān)測鉆頭仰角的變化。依據(jù)不相同土層，頂進應與鉆孔相結(jié)合，以免仰角的變化過鉆桿的較小曲率半徑。應開展直鉆:鉆頭應勻速旋轉(zhuǎn)，進給速度應盡一定能快，以使導向孔的直段直
在市政工程中，頂管施工技術一直以來比較受歡迎，進行這一技術有人工頂管和機械頂管兩種方式，兩種方法各有優(yōu)缺點，下面就這個問題我們來進行簡單的剖析

　　從名字上我們可以了解到，這兩種方法的個不同之處就是施工方式的差異。一個是人工進行的，一個是機械進行的。

　　人工頂管施工加注重工人在整個施工過程中的作用，機械頂管則著重依賴機械等的幫助，所以人工頂管的勞動強度相對較大，工人進行施工的時候也存在較大的安全風險。另外，使用這種方法還形成地面下沉，工作效率也比較低，還需要全面降水。但是，這種方法具有挖土保護和糾偏功能，這是它的優(yōu)點。

機械頂管施工的施工效率相對較高，勞動強度也不大，安全性也高，但是它的造價比較高，這是部分工程不選擇它的主要原因。

　　頂管法是借助頂推設備將工具管或掘進機從工作坑（始發(fā)井）內(nèi)穿過土層一直推到坑（到達井）內(nèi)，依靠安裝在管道頭部的鉆掘系統(tǒng)不斷地切削土屑，由出土系統(tǒng)將切削的土屑排出，邊頂進，邊切削，邊輸送，將管道逐段向前鋪設，與此同時，把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩坑之間的一種非開挖施工技術。

人工頂管技術關鍵
1、頂力問題：增加中繼環(huán)和泥漿潤滑。
中繼環(huán)間距20—200m，越靠近工具管間距越小；
泥漿作用：潤滑、減沉。泥漿材料：膨潤土泥漿，穩(wěn)定、失水少。
注入孔設置：軸向——工具管相鄰3-4節(jié)為有孔管，之后每隔2-5節(jié)設有孔管。環(huán)向——周圈均勻設3-4個壓漿孔。
壓漿原則：先壓后頂，隨頂隨壓，及時補漿。
2、方向控制：計算機控制、激光導向或三段雙鉸管。
3、正面土體控制：局部加壓（沖泥倉）、泥水平衡、土壓平衡頂管機應用。
頂管設備
千斤頂1000t：行程200mm，6.5萬元/只，一般兩只。
油管20元/m，15KW電動泵1.5萬元。
千斤頂500t：行程200mm，1.8萬元/只，一般兩只。
7.5KW電動泵1.5萬元。

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