頂管工作原理

頂管施工是繼盾構施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間，以期實現非開挖敷設地下管道的施工方法。

頂管是一項不容易施工好的工程，也是一種不太為人知的工程。

非開挖工程技術徹底解決了管道埋設施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個潔凈、舒適和美好的環(huán)境。

非開挖技術是近幾年才開始頻繁使用的一個術語，它涉及的是利用少開挖，即工作井與接收井要開挖，以及不開挖，即管道不開挖技術來進行地下管線的鋪設或更換，頂管直徑DN400—4500。通過工作井把要埋設的管子頂入土內，一個工作井內的管子可在地下穿行2000米以上，并且還能曲線穿行，以繞開一些地下管線或障礙物。

它的技術要點在于糾正管子在地下延伸的偏差。特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設。具有經濟、高效，保護環(huán)境的綜合功能。這種技術的優(yōu)點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和環(huán)境的影響；不影響管道的段差變形；省時、高效、安全，綜合造價低。

該技術在我國沿海經濟發(fā)達地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天然氣石油管道、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、海峽和地面任何建筑物。采用該技術施工，能節(jié)約一大筆征地拆遷費用、減少對環(huán)境污染和道路的堵塞，具有顯著的經濟效益和社會效益。

頂管施工最突出的特點就是適應性問題。針對不同的地質情況、施工條件和設計要求，選用與之適應的頂管施工方式，如何正確地選擇頂管機和配套輔助設備，對于頂管施工來說將是非常關鍵的 。

世界上的頂管技術已經發(fā)展到了十分成熟的階段，各種各樣的頂管方式方法出現。但是，萬變不離其宗，頂管施工技術的原理都是一樣的。一般都是垂直地面做工作井，然后用高壓液壓千斤頂，將水泥或者鋼制管道涂抹潤滑介質頂入地下，各種技術的差別就在于運輸管道內挖掘出來的泥土，石頭等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先進的還有遙控的。

在頂管施工中最為流行的有三種平衡理論：

氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。

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。

當地下管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物,不能開挖地面時常采用此法。將測量控制點引入頂管施工的深坑中,以控制管道的深度和方向?？觾仍O置頂管設備,管段放入后,用經緯儀或激光導向儀指示頂管方向,進行施工。2100433B