顶管(pipe jacking)

将需埋设的地下管道在工作坑内直接顶入土层中的暗挖式施工方法。可用于在软土地区施工地下管道穿越铁路、公路、湖泊河流及建筑物等。顶管按顶进方向不同分为水平顶进和垂直顶进；按挖土方式不同，分为机械开挖顶进，挤压顶进，水力机械开挖顶进和人工开挖顶进；按顶进长度分为一般顶管和长距离顶管。一般顶管的顶进距离通常不超过100m，适用于城市排水工程施工。长距离顶管的顶进距离长达数百米甚至上千米，一般用于穿越江、河、湖、海底部的工程施工。长距离顶管常以中继接力分段顶进。顶管常用的为钢筋混凝土管和钢管。根据工作坑(井)尺寸和起吊设备能力确定每节管子长度。钢管接头通常在工作坑(井)内焊接。钢筋混凝土管接头一般采用带有钢外套环的平接式，外套环可以固定在管的一端，也可以不固定。接头采用环形防水密封圈形式。顶管法施工设备有顶进设备(如千斤顶、后座、顶铁和导轨等)、出土设备(根据挖土方式而定，如吸泥机、切削盘等)和其他设备(如中继接力环、泥浆配制供给设备等)。

顶管施工前开挖工作坑(井)，并在工作坑内做后座(后背)和安设导向设施。工作坑是进行卸管、接管、安设顶进设备和出土等的工作场所。管节卸入工作坑后，通过传力顶铁和导向轨道，用支承在基坑后座上的液压千斤顶将管节顶入土层中，同时在管内取土。当第一节管段被顶入土层后，第二节管段接在其后继续被推顶并取土，只要千斤顶的顶力足够克服顶管时产生的摩阻力，整个顶进过程就可按此重复进行。顶管施工如图所示。当顶进距离较长时，可采取中继接力环、管外减阻和灵活控制导向的顶进工具管(顶头)等技术措施。顶进工具管安装在管道前端，起导向和出土作用。中继接力环是在顶进距离增大，其原有顶力设备将达到极限值时再增加的接力设施，它是由许多布置成环形的千斤顶组成的可移动顶进设备，安装在两段管道之间。当千斤顶工作时，后面的管段成为后座，前面的管段就向前顶进。泥浆套是采用在管壁外压注触变泥浆，以形成一定厚度的泥皮来实现减少管外壁与土体间的摩阻力。

顶管法施工具有对地面干扰小的优点，又具有能在江河、湖海底施工的特点而被普遍采用。多功能工具管的出现和中继接力等技术的形成，促进了顶管法施工技术的发展。美国在不用中继接力环的情况下顶进距离达到588m，德国在使用中继接力环的情况下创造出1210m的长距离顶管记录。上海宝山钢铁总厂3条直径为3m、长约180m的进水钢管管道采用泥浆套顶管法施工。1986年上海顶进穿越黄浦江的煤气管道的直径为2.4m、总长69cim，是当时国内顶进距离最长的顶管工程。1981年英国研制出蚯蚓式顶管新技术，日本将遥控技术应用到顶管法中，通过闭路电视和各种仪表进行遥控操作。由于顶管施工技术的不断发展，又出现了许多特种顶管方法，例如平列式顶管、垂直顶管，大型箱涵顶进等。