人工頂管法施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來(lái)的地下管道施工方法，早于6年美國(guó)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(guó)推廣應(yīng)用；近20年，日本研究開(kāi)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(kāi)始試用。1986年上海穿越黃浦江輸水鋼質(zhì)管道，應(yīng)用計(jì)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(guó)1980年，9.5小時(shí)頂進(jìn)49m。頂進(jìn)距離長(zhǎng)：國(guó)外一次頂進(jìn)距離1200m，1970年，德國(guó)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(zhǎng)橋支線人工頂管，鋼管直徑3.5m。
人工頂管施工要求：
1、人工挖孔：場(chǎng)地平整、平整場(chǎng)地、清除雜物、夯打密實(shí)。樁位處地面標(biāo)高應(yīng)高出原地面30cm左右,場(chǎng)地四周開(kāi)挖排
水溝，防止地表水流入孔內(nèi)。
2、測(cè)量放樣：技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)圖紙確定孔位，經(jīng)檢查無(wú)誤后，用全站儀坐標(biāo)定位，埋設(shè)十字護(hù)樁，十字護(hù)樁必須用砂漿或混凝士進(jìn)行加固保護(hù)，以備開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)樁位進(jìn)行檢驗(yàn)。
3、樁孔開(kāi)挖：開(kāi)挖前對(duì)既有線路道床進(jìn)行支擋防護(hù)，用三根中48鋼管樁打入路基,再用鋼板支護(hù),擋住既有道床，以免道床流失影響道床穩(wěn)定。采用從上到下逐層用鎬、鍬進(jìn)行開(kāi)挖，遇硬土或大塊孤石采用錘、釬破碎,挖土順序?yàn)橄韧谥虚g后挖周邊。孔內(nèi)挖出的土采用提升設(shè)備垂直運(yùn)輸?shù)降孛妫逊e到地點(diǎn)，防止污染環(huán)境。注意挖孔過(guò)程中，不要將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩擦力。
4、護(hù)壁施工：人工挖孔必須施作護(hù)壁，護(hù)壁采用鋼筋混凝土護(hù)壁,徑向厚度為1, 節(jié)混凝土護(hù)壁(原地面以下1m)徑向厚度為2,宜高出地面20-30cm,使其成為井口圍圈，以阻擋井上土石吸其它物體滾入井下傷人，并且便于擋水和定位。每挖掘1.0m深時(shí)，即立模灌注混凝土護(hù)壁。兩節(jié)護(hù)壁之間留10~ 1空隙，以便混凝土的灌注施工。為加速混凝土的凝結(jié)，可摻入速凝劑。模板不需光滑平整,以利于與樁體混凝土的聯(lián)接。為了進(jìn)一步提高柱身混凝土與護(hù)壁的粘結(jié)，也為了混凝土入模方便,護(hù)壁方式可采用喇叭錯(cuò)臺(tái)狀護(hù)壁。護(hù)壁混凝士的施工，可采用鋼模板。鋼模板面板的厚度不得小于4,澆注混凝士時(shí)拆上節(jié)，支下節(jié)，自上而下周轉(zhuǎn)使用。模板間用U型卡聯(lián)接，上下設(shè)兩道6~ 8號(hào)槽鋼圈頂緊;鋼圈由兩半圓圈組成，用螺栓連接，不另設(shè)支撐，以便澆注混凝土和下節(jié)挖土操作。人工挖孔樁允許偏差和檢驗(yàn)方法

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(guò)大：千斤頂、管段、后座材料。
（1）主油泵：32-45-50MPa；操縱臺(tái)、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(wú)刀盤(pán)的泥水平衡頂管機(jī)又稱(chēng)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(cāng)（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(cāng)、柵 格、工具管結(jié)構(gòu)。

人工頂管技術(shù)關(guān)鍵：
1、頂力問(wèn)題：增加中繼環(huán)和泥漿潤(rùn)滑。
中繼環(huán)間距20—200m，越靠近工具管間距越小；
泥漿作用：潤(rùn)滑、減沉。泥漿材料：膨潤(rùn)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(gè)壓漿孔。
壓漿原則：先壓后頂，隨頂隨壓，及時(shí)補(bǔ)漿。
2、方向控制：計(jì)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(cāng)）、泥水平衡、土壓平衡頂管機(jī)應(yīng)用。

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(jiǎn)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(chē)或礦車(chē)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(dòng)強(qiáng)度大，僅適用于頂管不受地下水影響，距離較短的場(chǎng)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(tái)小型掘土機(jī)，把掘出來(lái)的土裝在其后的上料機(jī)上，然后通過(guò)礦車(chē)、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(zhǎng)距離的施工現(xiàn)場(chǎng)。
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(shí)方向不易控制。
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