人工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，早于6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、水壓平衡人工頂管機等人工頂管機頭和工法。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，激光導向等技術，單向頂進距離1120m，頂進軸線精度：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581m，采用5只中繼環(huán)，上下左右偏差﹤10。頂進速度快：美國1980年，9.5小時頂進49m。頂進距離長：國外一次頂進距離1200m，1970年，德國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：一次頂進距離為1743m，1997年上海黃浦江上游引水工程的長橋支線人工頂管，鋼管直徑3.5m。
管道頂進作業(yè)施工方法有手工掘進頂管法、機械掘進頂管法和水力掘進頂管法。
1、手工掘進頂管法：手工掘進頂管法是頂管施工中簡單的一種方法，也是廣泛采用的方法。它是由人工負責管前挖土，隨挖隨頂，挖出的土方由手推車或礦車運到工作坑，然后用吊裝機械吊出坑外。這種頂進方法工作條件差，勞動強度大，僅適用于頂管不受地下水影響，距離較短的場合。
2、機械掘進頂管法：機械掘進頂管法與手工掘進頂管法大致相同，除了掘進和管內運土不同外。該法在頂進工具管里面安裝了一臺小型掘土機，把掘出來的土裝在其后的上料機上，然后通過礦車、吊裝機械，將土直接排棄到坑外。該法不受地下水的影響。可適用于較長距離的施工現場。
3、水力掘進頂管法：水力掘進頂管法是利用管端工具管內設置的高壓水槍噴出高壓水，將管前端的水沖散，變成泥漿，然后用水力吸泥機或泥漿泵將泥漿排除出去，這樣邊沖邊頂，不斷前進。這種方法優(yōu)點是效率高、成本低，缺點是頂進時方向不易控制。

人工頂管施工設備構成：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。
（1）主油泵：32-45-50MPa；操縱臺、高壓油管。
（2）頂鐵：彌補油缸行程不足，厚度﹤油缸行程
（3）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。

人工頂管施工要求：
1、人工挖孔：場地平整、平整場地、清除雜物、夯打密實。樁位處地面標高應高出原地面30cm左右,場地四周開挖排
水溝，防止地表水流入孔內。
2、測量放樣：技術人員按照設計圖紙確定孔位，經檢查無誤后，用全站儀坐標定位，埋設十字護樁，十字護樁必須用砂漿或混凝士進行加固保護，以備開挖過程中對樁位進行檢驗。
3、樁孔開挖：開挖前對既有線路道床進行支擋防護，用三根中48鋼管樁打入路基,再用鋼板支護,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、鍬進行開挖，遇硬土或大塊孤石采用錘、釬破碎,挖土順序為先挖中間后挖周邊。孔內挖出的土采用提升設備垂直運輸到地面，堆積到地點，防止污染環(huán)境。注意挖孔過程中，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、護壁施工：人工挖孔必須施作護壁，護壁采用鋼筋混凝土護壁,徑向厚度為1, 節(jié)混凝土護壁(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，即立模灌注混凝土護壁。兩節(jié)護壁之間留10~ 1空隙，以便混凝土的灌注施工。為加速混凝土的凝結，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接。為了進一步提高柱身混凝土與護壁的粘結，也為了混凝土入模方便,護壁方式可采用喇叭錯臺狀護壁。護壁混凝士的施工，可采用鋼模板。鋼模板面板的厚度不得小于4,澆注混凝士時拆上節(jié)，支下節(jié)，自上而下周轉使用。模板間用U型卡聯接，上下設兩道6~ 8號槽鋼圈頂緊;鋼圈由兩半圓圈組成，用螺栓連接，不另設支撐，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方法

人工頂管技術關鍵：
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小；
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。
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