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(shè)工程中應(yīng)用，已有百年歷史。20世紀(jì)60年代在世界各國推廣應(yīng)用；近20年，日本研究開發(fā)土壓平衡、水壓平衡人工頂管機(jī)等人工頂管機(jī)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(yīng)用計算機(jī)控制，激光導(dǎo)向等技術(shù)，單向頂進(jìn)距離1120m，頂進(jìn)軸線精度：左右﹤±，上下﹤±50。1981年浙江鎮(zhèn)海穿越甬江管道，直徑2.6m，單向頂進(jìn)581m，采用5只中繼環(huán)，上下左右偏差﹤10。頂進(jìn)速度快：美國1980年，9.5小時頂進(jìn)49m。頂進(jìn)距離長：國外一次頂進(jìn)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(jìn)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(jìn)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。
人工頂管施工設(shè)備構(gòu)成：頂進(jìn)設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)（工具管）、中繼環(huán)、工程管、排土設(shè)備等五部分組成。
1、頂進(jìn)設(shè)備：主頂進(jìn)系統(tǒng)——主油缸：2～8只，行程1～1.5m，頂力300～1000t/只；單只千斤頂頂力不能過大：千斤頂、管段、后座材料。
（1）主油泵：32-45-50MPa；操縱臺、高壓油管。
（2）頂鐵：彌補(bǔ)油缸行程不足，厚度﹤油缸行程
（3）導(dǎo)軌：頂管導(dǎo)向：中繼間——中繼油缸、中繼油泵或主油泵。
2、掘進(jìn)機(jī)按挖土方式和平衡土體方式不同分為：手工挖土掘進(jìn)機(jī)、擠壓掘進(jìn)機(jī)、氣壓平衡掘進(jìn)機(jī)、泥水平衡掘進(jìn)機(jī)、土壓平衡掘進(jìn)機(jī)。
工具管：無刀盤的泥水平衡頂管機(jī)又稱為工具管，是頂管關(guān)鍵設(shè)備，安裝在管道前端，外形與管道相似，結(jié)構(gòu)為為三段雙鉸管。
作用：破土、定向、糾偏、防止塌方、出泥等功能。
組成：沖泥倉（前）、操作室（中）、控制室（后）設(shè)水平鉸鏈和上下糾偏油缸，調(diào)上下方向（即坡度）設(shè)垂直鉸鏈和水平糾偏油缸，調(diào)左右方向（水平曲線）、泥漿環(huán)、控制室、左右調(diào)節(jié)油缸、上下調(diào)節(jié)油缸、操作室、吸泥管、沖泥倉、柵 格、工具管結(jié)構(gòu)。

管道頂進(jìn)作業(yè)施工方法有手工掘進(jìn)頂管法、機(jī)械掘進(jìn)頂管法和水力掘進(jìn)頂管法。
1、手工掘進(jìn)頂管法：手工掘進(jìn)頂管法是頂管施工中簡單的一種方法，也是廣泛采用的方法。它是由人工負(fù)責(zé)管前挖土，隨挖隨頂，挖出的土方由手推車或礦車運(yùn)到工作坑，然后用吊裝機(jī)械吊出坑外。這種頂進(jìn)方法工作條件差，勞動強(qiáng)度大，僅適用于頂管不受地下水影響，距離較短的場合。
2、機(jī)械掘進(jìn)頂管法：機(jī)械掘進(jìn)頂管法與手工掘進(jìn)頂管法大致相同，除了掘進(jìn)和管內(nèi)運(yùn)土不同外。該法在頂進(jìn)工具管里面安裝了一臺小型掘土機(jī)，把掘出來的土裝在其后的上料機(jī)上，然后通過礦車、吊裝機(jī)械，將土直接排棄到坑外。該法不受地下水的影響。可適用于較長距離的施工現(xiàn)場。
3、水力掘進(jìn)頂管法：水力掘進(jìn)頂管法是利用管端工具管內(nèi)設(shè)置的高壓水槍噴出高壓水，將管前端的水沖散，變成泥漿，然后用水力吸泥機(jī)或泥漿泵將泥漿排除出去，這樣邊沖邊頂，不斷前進(jìn)。這種方法優(yōu)點(diǎn)是效率高、成本低，缺點(diǎn)是頂進(jìn)時方向不易控制。

人工頂管施工設(shè)備：
1、中繼環(huán)——頂管阻力——正面不變——側(cè)面摩擦力——隨頂進(jìn)距離顯然，將長距離頂管分成若干段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)，接力頂進(jìn)設(shè)備可使后續(xù)段只克服頂進(jìn)管段側(cè)面摩擦力即可。按自前至后順序開動中繼環(huán)油缸，頂進(jìn)管道可實(shí)現(xiàn)長距離頂進(jìn)。
中繼環(huán)：在中繼環(huán)成環(huán)形布置若干中繼油缸，油缸行程200。中繼環(huán)油缸工作時，后面的管段成了后座，將前面相鄰管段推向前方，分段克服側(cè)面摩擦力。
2、工程管：管道主體一般為圓形，直徑多為1.5～3m。長度2-4m。
管道材料類型：
（1）鋼筋砼管：C50以上，應(yīng)用多，用于短距下水道中；
（2）鋼 管：列應(yīng)用第二位，用于自來水、煤氣、天然氣等長距離頂管；
（3）鋼管、鋼筋砼復(fù)合管：外鋼內(nèi)砼，用于超長距頂進(jìn)；
（4）鋼管、塑料復(fù)合管：外鋼內(nèi)塑，用于強(qiáng)酸性液體及高純水輸送。

人工頂管技術(shù)關(guān)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??；
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(shè)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(shè)有孔管。環(huán)向——周圈均勻設(shè)3-4個壓漿孔。
壓漿原則：先壓后頂，隨頂隨壓，及時補(bǔ)漿。
2、方向控制：計算機(jī)控制、激光導(dǎo)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(jī)應(yīng)用。
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