顶管施工工艺

   顶管施工是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、地面建筑物以及地下管线等。它最早其始于1986年美国的北太平洋铁路铺设工程施工中。我国顶管施工据了解始于1953年的北京，后来上海也在1956年开始顶管试验。

    随着顶管不断发展，顶管施工技术已逐步发展成为一种以气压平衡、泥水平衡和土压平衡为理论基础的非开挖施工技术。顶管掘进机形式也进一步细化，可分为泥水式、泥浆式、土压式及岩石掘进机。

    目前，顶管施工技术已成为一种常规的施工方法被采用，自来水管、煤气管、动力电缆、通信电缆和发电厂循环系统等许多管道也采用了顶管施工技术。尤其是污水治理工程中顶管施工技术得到了普遍使用。长距离大口径顶管、小口径微型顶管、曲线顶管也得到了长足的发展，成为顶管家族中的骄傲。

为使读者进一步了解顶管施工技术，下面就顶管施工技术作简单的介绍。

一、工作坑和接受坑

    工作坑是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机的始发场所。接受坑是接受掘进机的场所。因此，顶管施工前必须首先在顶管线路上按设计标高修建工作坑和接受坑。工作坑和接受坑的建筑方法有钢筋砼沉井法、WMS工井法和钢板桩井等方法。根据现场的具体情况工作坑和接受坑可修建为方型、圆形、腰鼓型等。工作坑沿顶管路线前顶方向须设置予留洞口；反向加垫后靠背，圆形井壁或钢板桩井施工的一般须在井壁和后靠背之间加设后背墙。

二、顶管掘进机及其顶管施工的主要配套设备

    顶管施工的主要配套设备有主顶设备、基坑导轨、顶铁和后靠背、起重设备、注浆设备等。顶管掘进机简称顶管机，它安放在导轨上，（导轨按设计标高和坡度的要求安装在工作坑的基底上）在所顶管道的最前面，它的主要功能是取土和确保管道顶进方向的正确性，为确保顶管的顺利顶进，必须根据顶进线路上的土质情况确定顶管机的形式。 

    主顶设备也安装在工作坑的基底上，其前顶的方向与管道的线路方向一致。管材放置在顶管机和主顶设备之间，主顶设备依托后靠背将顶进时反作用力均匀的作用到工作坑井壁上。

    顶铁是顶进作业不可却少的设备，有环型、U型顶铁之分，它放置在顶管管材和主顶设备之间，起到将顶力分散并将顶力均匀作用与管材，进而保护管材并延伸主顶设备作用力的作用。

起重设备架设在工作坑上空，为的是将顶管管材运到工作坑内。

    注浆设备的采用是顶管施工的重要一环，在顶进过程通过对含有注浆孔的管道注浆使管道周壁形成环形的泥浆套，从而降低了顶进阻力，既保护了管材又使得长距离大口径顶管成为可能。

    此外，输土装置、测量系统、洞内通风和照明设施也是施工中不可忽略的环节。由于顶管施工的特殊性，对顶管施工的管材也提出了一些与明挖施工管材不同的要求，如管材接缝在顶进过程中的自密封要求，钢筋混凝土管的28天抗压强度不低于40Mp等。