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顶管法施工

1、技术介绍

顶管施工就是非开挖施工方法，是一个不开挖或少开挖管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生顶力，克服管道和周围土壤摩擦力，将管道按设计坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层以后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。

非开挖工程技术根本处理了管道埋设施工中对城市建筑物破坏和道路交通堵塞等难题，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、地下管线复杂城市是很关键，它将为城市发明一个洁净、舒适和美好环境。

非开挖技术是近几年才开始频繁使用一个术语，它包含是利用少开挖，即工作井和接收井要开挖，和不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线铺设或更换，顶管直径DN800—4500。经过工作井把要埋设管子顶入土内，一个工作井内管子可在地下穿行1500米以上，而且还能曲线穿行，以绕开部分地下管线或障碍物。

它技术关键点在于纠正管子在地下延伸偏差。尤其适适用于大中型管径非开挖铺设。含有经济、高效，保护环境综合功效。这种技术优点是：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影响；不影响管道段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。

该技术在中国沿海经济发达地域广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等多种管道非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采取该技术施工，能节省一大笔征地拆迁费用、降低对环境污染和道路堵塞，含有显著经济效益和社会效益。

2、技术原理

顶管施工是继盾构施工以后而发展起来一个地下管道施工方法，它不需要开挖面层，而且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物和多种地下管线等。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。和此同时，也就把紧随工具管或掘进机后管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道施工方法。

3、现实状况分析

经过多年发展，顶管技术在中国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速增加势头，不管在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大进步，在一些方面甚至达成了世界领先水平。

上海隧道股份在江苏省常州完成了长2050m、直径2m钢筋水泥管顶管工程，是现在已完成中国最长顶管工程。8月～12月嘉兴市污水处理排海工程一次顶进2050m超长距离钢筋混凝土顶管，因为选择了合理顶管机具型式、成功地处理了减阻泥浆利用和轴线控制等技术难题，用约5个月完成全部顶进施工，发明了新顶管施工统计。全长3600m、管径为1.8米钢管从23至25米深地下于9月成功横穿黄河，不管从顶进长度、埋深、地质条件，还是钢管直径在中国尚属首次。其中最长一段在黄河主河床上，长达1259米，还要穿越较厚砾砂层和黄河主河槽，既是中国西气东输项目标关键工程，也是现在世界上复杂地质条件下大直径钢管一次性顶进距离最长顶管工程。

上虞市污水处理工程中，玻璃纤维夹砂管首次成功地应用于顶管。在无锡长江引水工程中中铁十局十企业采取国产设备直径2200mm钢管双管同时顶进2500米。以上工程均标志着我国顶管施工水平达成一个新高度，和世界优异水平日益靠近。然而和国外发达国家，如日本、德国等优异机械设备及施工技术水平相比，中国仍然有着显著差距。

4、发展方向

伴随中国经济连续稳定地增加，城市化进程深入加紧，中国地下管线需求量也在逐年增加。加之大家对环境保护意识增强顶管技术将在中国地下管线施工中起到越来越关键地位和作用。非开挖技术发展必将向规模化、规范化、国际化方向发展。

在中国经济高速增加支持下，顶管技术发展将面临前所未有机遇，在加紧引进国外优异技术基础上，努力消化创新，加强研发和人才培养，其前景是很乐观。纵观中国外顶管技术发展，发展方向将是多元化和多样化。

在顶管直径方面，除了向大口径管顶进发展以外，也向小口径管顶进发展。现在顶管技术最小顶进管口径只有75mm，最大已达成5m(德国)，大口径顶管有替换小型盾构趋势。在适应性方面，发展宽范围、全土质型顶管机是肯定趋势，适应范围将大为延伸，从N值为极小土到N值为五十多砾石，直至轴压强度达两百MPa岩石。将微电子技术、工业传感技术、实时控制技术和现代化控制理论和机械、液压技术综合利用于顶管机械上是顶管技术发展趋势。数字化、信息化、智能型顶管机研制将得到更多关注，纠偏精度、自动化程度也将得到大力提升。在很快未来，部分全自动、高精度掘进机会成为施工机械主流。顶管用途伴随相关技术发展也将继续扩，从现在关键用于管道铺设将发展为管道