頂管法施工特點

1、適用于軟土或富水軟土層；

2、無需明挖土方，對地面影響??；

3、設備少、工序簡單、工期短、造價低、速度快；

4、適用于中型管道（1.5～2m）管道施工；

5、大直徑、超長頂進、糾偏困難。

可穿越公路、鐵路、河流、地面建筑物進行地下管道施工。

6、可以在很深的地下鋪設管道。

長大距離頂管

普通頂管一般距離≤100m，無中繼環(huán)，（某些專家認為可能提高到300m），長距離頂管﹥100m，長大距離﹥1000m。

大管徑頂管

過去一般認為頂管最大直徑為3m。日本、德國等國頂管管徑可達4～5m。

微型管頂管

過去頂管管徑一般≥300mm，最小可達75mm。

頂管按管徑分類：

大口徑： ≥2000mm

中口徑：1200 ～2000mm

小口徑：500 ～1200mm

微口徑： ≤500mm

曲線頂管

S形曲線、水平與垂直兼有曲線、小曲率半徑曲線。

自動控制

自動測量、自動記錄、自動糾偏，有條件情況應列入方案比較。

構成：頂進設備、掘進機（工具管）、中繼環(huán)、工程管、排土設備等五部分組成。

1、頂進設備

主頂進系統(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。

主油泵：32-45-50MPa；操縱臺、高壓油管。

頂鐵：彌補油缸行程不足，厚度﹤油缸行程

導軌：頂管導向

中繼間——中繼油缸、中繼油泵或主油泵。

2、掘進機

按挖土方式和平衡土體方式不同分為：

手工挖土掘進機、擠壓掘進機、氣壓平衡掘進機、泥水平衡掘進機、土壓平衡掘進機。

工具管：無刀盤的泥水平衡頂管機又稱為工具管，是頂管關鍵設備，安裝在管道最前端，外形與管道相似，結構為為三段雙鉸管。

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）設水平鉸鏈和上下糾偏油缸，調上下方向（即坡度）

設垂直鉸鏈和水平糾偏油缸，調左右方向（水平曲線）、泥漿環(huán)、控制室、左右調節(jié)油缸、上下調節(jié)油缸、

操作室、吸泥管、沖泥倉、柵 格、工具管結構

3、中繼環(huán)

頂管阻力

正面——不變

側面摩擦力——隨頂進距離增大顯然，將長距離頂管分成若干段，在段與段之間設置中繼環(huán)，接力頂進設備可使后續(xù)段只克服頂進管段側面摩擦力即可。按自前至后順序開動中繼環(huán)油缸，頂進管道可實現(xiàn)長距離頂進。

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200mm。

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，分段克服側面摩擦力。

4、工程管

管道主體一般為圓形，直徑多為1.5～3m。長度2-4m。

中國管道材料類型

鋼筋砼管：C50以上，應用最多，用于短距下水道中；

鋼 管：列應用第二位，用于自來水、煤氣、

天然氣等長距離頂管；

鋼管、鋼筋砼復合管：外鋼內砼，用于超長距頂進；

鋼管、塑料復合管：外鋼內塑，用于強酸性液體

及高純水輸送。

5、排土設備

人工出土——人工挖土時。

螺旋輸送機——土壓平衡頂管機。

吸泥排泥設備——泥水平衡、泥水加氣平衡頂管機。

頂管法施工是繼盾構施工之后發(fā)展起來的地下管道施工方法，最早于1896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、水壓平衡頂管機等先進頂管機頭和工法。

中國從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﹤±150mm，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。

頂進速度最快：美國1980年，9.5小時頂進49m。

頂進距離最長：

國外首次一次最大頂進距離1200m，1970年，德國漢堡下水道混凝土頂管，直徑為2.6m。

中國創(chuàng)造混凝土頂管世界記錄：一次最大頂進距離為2050m，2001浙江嘉興污水頂管，鋼筋砼管直徑2m。

中國創(chuàng)造鋼管頂管世界記錄：一次最大頂進距離為1743m，1997年上海黃浦江上游引水工程的長橋支線頂管，鋼管直徑3.5m。

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。2100433B

為在地下修建涵洞或管道，用千斤頂將預制鋼筋混凝土管或鋼管逐漸頂入土層中，隨頂隨將土從管內挖出。這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。頂管法特別適于修建穿過已成建筑物或交通線下面的涵管 。

頂管法施工，地下管道需要穿越鐵路、道路、河流或建筑物等障礙時的施工方法。一般在管道兩端先設兩個工作井坑(出發(fā)井和接收井),在工作井坑內安排頂進設備和出土并進行卸管、接管、測量等工作。在坑底底板上設置導向基座,管段卸放就位后,由一組支承于井坑后座上的千斤頂將管段逐節(jié)頂入土中,在頂進同時頂管工具頭亦在前方挖土。當頂進的管道較長時,需加設中繼間。增設一種特殊設備,還可進行曲線頂管。按挖土方式,分機械頂進、擠壓頂進和人工挖土法頂進等。此法也可用來頂進箱涵和地道等結構物。

頂管法施工技術，是指用千斤頂將預制的鋼筋混凝士管道分節(jié)頂進，并利用最前面的工具頭進行挖土的一項地下掘進技術。以往對地下直徑較小的管道可采用頂管法施工,隨著技術進步，直徑較大的管道也可以用項管法施工，甚至可與盾構法媲美。

用千斤頂將預制的鋼筋混凝士管道分節(jié)頂進，并利用最前面的工具頭進行挖土的一項地下掘進技術。以往對地下直徑較小的管道可采用頂管法施工,隨著技術進步，直徑較大的管道也可以用項管法施工，甚至可與盾構法媲美。在上海黃浦江上游引水工程中，將直徑3.5 m 的鋼管一次項進1743 m,創(chuàng)世界之最。國外頂管技術最先進的國家是德國。