顶管工作原理

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

顶管是一项不容易施工好的工程，也是一种不太为人知的工程。

非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。

非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN400—4500。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行2000米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。

它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。这种技术的优点是：不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。

该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。

顶管施工最突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说将是非常关键的 。

世界上的顶管技术已经发展到了十分成熟的阶段，各种各样的顶管方式方法出现。但是，万变不离其宗，顶管施工技术的原理都是一样的。一般都是垂直地面做工作井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢制管道涂抹润滑介质顶入地下，各种技术的差别就在于运输管道内挖掘出来的泥土，石头等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先进的还有遥控的。

在顶管施工中最为流行的有三种平衡理论：

气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。

长大距离顶管

普通顶管一般距离≤100m，无中继环，（某些专家认为可能提高到300m），长距离顶管﹥100m，长大距离﹥1000m。

大管径顶管

过去一般认为顶管最大直径为3m。日本、德国等国顶管管径可达4～5m。

微型管顶管

过去顶管管径一般≥300mm，最小可达75mm。

顶管按管径分类：

大口径： ≥2000mm

中口径：1200 ～2000mm

小口径：500 ～1200mm

微口径： ≤500mm

曲线顶管

S形曲线、水平与垂直兼有曲线、小曲率半径曲线。

自动控制

自动测量、自动记录、自动纠偏，有条件情况应列入方案比较。

当地下管道穿越铁路、公路、河流或建筑物,不能开挖地面时常采用此法。将测量控制点引入顶管施工的深坑中,以控制管道的深度和方向。坑内设置顶管设备,管段放入后,用经纬仪或激光导向仪指示顶管方向,进行施工。2100433B