人工顶管法施工是继盾构施工之后发展起来的地下管道施工方法，早于6年美国北太平洋铁路铺设工程中应用，已有百年历史。20世纪60年代在世界各国推广应用；近20年，日本研究开发土压平衡、水压平衡人工顶管机等人工顶管机头和工法。从50年代从北京、上海开始试用。1986年上海穿越黄浦江输水钢质管道，应用计算机控制，激光导向等技术，单向顶进距离1120m，顶进轴线精度：左右﹤±，上下﹤±50。1981年浙江镇海穿越甬江管道，直径2.6m，单向顶进581m，采用5只中继环，上下左右偏差﹤10。顶进速度快：美国1980年，9.5小时顶进49m。顶进距离长：国外一次顶进距离1200m，1970年，德国汉堡下水道混凝土人工顶管，直径为2.6m。创造混凝土人工顶管世界记录：一次顶进距离为2050m，2001浙江嘉兴污水人工顶管，钢筋砼管直径2m。创造钢管人工顶管世界记录：一次顶进距离为1743m，1997年上海黄浦江上游引水工程的长桥支线人工顶管，钢管直径3.5m。
人工顶管施工要求：
1、人工挖孔：场地平整、平整场地、清除杂物、夯打密实。桩位处地面标高应高出原地面30cm左右,场地四周开挖排
水沟，防止地表水流入孔内。
2、测量放样：技术人员按照设计图纸确定孔位，经检查无误后，用全站仪坐标定位，埋设十字护桩，十字护桩必须用砂浆或混凝士进行加固保护，以备开挖过程中对桩位进行检验。
3、桩孔开挖：开挖前对既有线路道床进行支挡防护，用三根中48钢管桩打入路基,再用钢板支护,挡住既有道床，以免道床流失影响道床稳定。采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇硬土或大块孤石采用锤、钎破碎,挖土顺序为先挖中间后挖周边。孔内挖出的土采用提升设备垂直运输到地面，堆积到地点，防止污染环境。注意挖孔过程中，不要将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。
4、护壁施工：人工挖孔必须施作护壁，护壁采用钢筋混凝土护壁,径向厚度为1, 节混凝土护壁(原地面以下1m)径向厚度为2,宜高出地面20-30cm,使其成为井口围圈，以阻挡井上土石吸其它物体滚入井下伤人，并且便于挡水和定位。每挖掘1.0m深时，即立模灌注混凝土护壁。两节护壁之间留10~ 1空隙，以便混凝土的灌注施工。为加速混凝土的凝结，可掺入速凝剂。模板不需光滑平整,以利于与桩体混凝土的联接。为了进一步提高柱身混凝土与护壁的粘结，也为了混凝土入模方便,护壁方式可采用喇叭错台状护壁。护壁混凝士的施工，可采用钢模板。钢模板面板的厚度不得小于4,浇注混凝士时拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U型卡联接，上下设两道6~ 8号槽钢圈顶紧;钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注混凝土和下节挖土操作。人工挖孔桩允许偏差和检验方法

人工顶管技术关键：
1、顶力问题：增加中继环和泥浆润滑。
中继环间距20—200m，越靠近工具管间距越小；
泥浆作用：润滑、减沉。泥浆材料：膨润土泥浆，稳定、失水少；
注入孔设置：轴向——工具管相邻3-4节为有孔管，之后每隔2-5节设有孔管。环向——周圈均匀设3-4个压浆孔。
压浆原则：先压后顶，随顶随压，及时补浆。
2、方向控制：计算机控制、激光导向或三段双铰管。
3、正面土体控制：局部加压（冲泥仓）、泥水平衡、土压平衡顶管机应用。

人工顶管施工设备：
1、中继环——顶管阻力——正面不变——侧面摩擦力——随顶进距离显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。
中继环：在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。
2、工程管：管道主体一般为圆形，直径多为1.5～3m。长度2-4m。
管道材料类型：
（1）钢筋砼管：C50以上，应用多，用于短距下水道中；
（2）钢 管：列应用第二位，用于自来水、煤气、天然气等长距离顶管；
（3）钢管、钢筋砼复合管：外钢内砼，用于超长距顶进；
（4）钢管、塑料复合管：外钢内塑，用于强酸性液体及高纯水输送。

人工顶管施工设备构成：顶进设备、掘进机（工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。
1、顶进设备：主顶进系统——主油缸：2～8只，行程1～1.5m，顶力300～1000t/只；单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。
（1）主油泵：32-45-50MPa；操纵台、高压油管。
（2）顶铁：弥补油缸行程不足，厚度﹤油缸行程
（3）导轨：顶管导向：中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。
2、掘进机按挖土方式和平衡土体方式不同分为：手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。
工具管：无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键设备，安装在管道前端，外形与管道相似，结构为为三段双铰管。
作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。
组成：冲泥仓（前）、操作室（中）、控制室（后）设水平铰链和上下纠偏油缸，调上下方向（即坡度）设垂直铰链和水平纠偏油缸，调左右方向（水平曲线）、泥浆环、控制室、左右调节油缸、上下调节油缸、操作室、吸泥管、冲泥仓、栅 格、工具管结构。
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