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)等先進(jìn)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)向等先進(jìn)技術(shù)，單向頂進(jìn)距離1120m，頂進(jìn)軸線精度：左右﹤±m(xù)m，上下﹤±50mm。
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﹤10mm。
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。
頂管中間線樁的設(shè)置:將經(jīng)緯儀連接到中部線控制樁上，將中間線引向坑壁，將樁打入樁內(nèi)，作為頂起時(shí)校正套管的*線樁。此外，在工作坑內(nèi)臨時(shí)設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，依照設(shè)計(jì)定制標(biāo)高和坡度控制套管頂起。吊管:套管為鋼筋混凝土套管(企口)，由提高機(jī)吊起。在空中提高約10厘米時(shí)，檢查套管是否系緊，機(jī)械制動(dòng)性能是否良好。頂管工程招標(biāo)時(shí)，確認(rèn)頂管工程前端可以安全吊裝。頂管施工時(shí)，任何人不能站在坑內(nèi)。當(dāng)套管距導(dǎo)軌不足50厘米時(shí)，操作人員可以進(jìn)入坑內(nèi)工作。當(dāng)套管放在導(dǎo)軌上時(shí)，高級(jí)技師、質(zhì)量工程師和安全工程師應(yīng)在施工前檢查中間線、標(biāo)高、坡度和所有工作是否正確。頂起:套管頂起包含挖掘、頂起、測(cè)量和糾偏。頂起應(yīng)緩慢并逐步實(shí)施。施工人員應(yīng)隨時(shí)控制導(dǎo)軌上的*線、坡度和標(biāo)高。假如有偏差，應(yīng)立刻停止頂升。 公司的目標(biāo)是以顧客和誠(chéng)實(shí)為基礎(chǔ)。公司技術(shù)力量雄厚，水下施工設(shè)備先進(jìn)齊全，公司為采購(gòu)商提供無(wú)死角優(yōu)質(zhì)、高效、高標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。公司業(yè)務(wù)全部替代北京、上海、江蘇、天津、河北、浙江、重慶、山西、遼寧、吉林、安徽、福建、河南、河北、湖南、湖北、陜西、四川、云南、黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、廣東等市區(qū)。上海龍鳴公司從我國(guó)幾家潛水公司吸取了經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。公司的目標(biāo)是以顧客為基礎(chǔ)，以誠(chéng)信為基礎(chǔ)。公司主要有雄厚的技術(shù)力量和先進(jìn)完整的水下施工設(shè)備，公司為客商提供整體的質(zhì)量、高動(dòng)力等級(jí)和品質(zhì)非常好的價(jià)格服務(wù)。近些年來(lái)，公司成功完成了公路、鐵路、市政、房建、水利、隧道、管道安裝等多項(xiàng)技術(shù)難度大、質(zhì)量要求高的施工任務(wù)，并發(fā)揮了成熟的非開(kāi)挖先進(jìn)技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)。
施工過(guò)程和技術(shù)

1、導(dǎo)向孔：導(dǎo)向孔是在水平方向按預(yù)定角度并沿預(yù)定截面鉆進(jìn)的孔，包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鉆導(dǎo)向孔的同時(shí)，承包商也許會(huì)選擇并使用大口徑的鉆桿（即沖洗管）來(lái)屏蔽導(dǎo)向鉆桿。沖洗管可以起到類似導(dǎo)管的作用，還可以方便導(dǎo)向鉆桿的抽回和換鉆頭等工作。導(dǎo)向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內(nèi)的控制器（稱為彎外殼）完成。鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿是不做旋轉(zhuǎn)的，需要變換方向時(shí)若將彎外殼向右定位，鉆進(jìn)路線即向右沿平滑曲線前進(jìn)。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測(cè)向儀進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果傳導(dǎo)到地面的儀，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理和計(jì)算后，以數(shù)字的形式顯示在顯示屏上，該電子裝置主要用來(lái)監(jiān)測(cè)鉆桿與地球磁場(chǎng)的關(guān)系和傾角（鉆頭在地下的三維坐標(biāo)），將測(cè)量到的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以便確定鉆頭的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的偏差，并將偏差值控制在允許的范圍之內(nèi)，如此循環(huán)直到鉆頭按照預(yù)定的導(dǎo)向孔曲線在預(yù)定位置出土。
人工頂管施工借助于主頂油缸及管道間、中繼間等的推力，采用人工挖土掘進(jìn)的方法，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過(guò)土層一直推到井內(nèi)吊起。與此同時(shí)，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖敷設(shè)地下管道的施工方法。
人工頂管法是指，或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時(shí)采用的一種暗挖式施工方法。
在施工時(shí)，通過(guò)傳力頂鐵和導(dǎo)向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中，同時(shí)挖除并運(yùn)走管正面的泥土。當(dāng)節(jié)管全部頂入土層后，接著將二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進(jìn)，這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。
人工頂管法特別適于修建穿過(guò)已成建筑物、交通線下面的涵管或河流、湖泊。人工頂管按挖土方式的不同分為機(jī)械開(kāi)挖頂進(jìn)、擠壓頂進(jìn)、水力機(jī)械開(kāi)挖和人工開(kāi)挖頂進(jìn)等。

穿越施工現(xiàn)場(chǎng)布置圖

1． 入土點(diǎn)是定向鉆施工的主要場(chǎng)所，鉆機(jī)就布置在該側(cè)，所以施工占地比較大，DD330鉆機(jī)的小占地為30×30M，當(dāng)然也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整，DD60、DD-5的占地相應(yīng)要小得多。

2．出土點(diǎn)一側(cè)主要作為管道焊接場(chǎng)地，在出土點(diǎn)應(yīng)有一塊20×20M的場(chǎng)地作為預(yù)擴(kuò)孔、回拖時(shí)接鉆桿和安裝其他設(shè)備時(shí)使用；在出土點(diǎn)之后有一條長(zhǎng)度與穿越長(zhǎng)度相等的管線焊接作業(yè)帶。

穿越實(shí)例

大沽沙穿越鉆機(jī)場(chǎng)地布置

1998年9月到10月之間，在天津塘沽大沽沙海河，我公司僅用45天時(shí)間完成了兩條Φ219×8，一條Φ426×9，長(zhǎng)度為960米的管道穿越。

大沽沙穿越焊接場(chǎng)地（只顯示了兩條管道）
水平定向鉆穿越施工工藝流程圖

使用水平定向鉆技術(shù)穿越河流和其它障礙物的施工方法在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的運(yùn)用。水平定向鉆穿越承包商協(xié)會(huì)認(rèn)為：在工程項(xiàng)目招投標(biāo)過(guò)程中，水平定向鉆承包商應(yīng)設(shè)法獲取盡可能多的相關(guān)信息以提出完整并具競(jìng)爭(zhēng)力的報(bào)價(jià)，承包商在開(kāi)工前應(yīng)該獲得以下信息，以日后的工作可以順利進(jìn)行，并在此條件下完成工程項(xiàng)目的施工，同時(shí)足夠的施工前的各類信息還可以施工過(guò)程安全，減少對(duì)周圍環(huán)境的破壞，使工程進(jìn)行的順利。
我們的工程團(tuán)隊(duì)希望與電信、電力、污水等市政地下管網(wǎng)處理工程的同事一起創(chuàng)造和雙贏結(jié)果。與此同時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)主要有資深頂管指導(dǎo)工程師，他們運(yùn)用充足的頂管施工經(jīng)驗(yàn)，工程成為優(yōu)質(zhì)工程，為社會(huì)服務(wù)。施工準(zhǔn)備:安裝連接導(dǎo)向鉆，檢查探頭的參數(shù)是否正常，探頭的電池容量是否充足，開(kāi)洞:入射角的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性。鉆井流程中，應(yīng)保持連續(xù)鉆井至少2.5m，造斜器鉆井應(yīng)采用低鉆井速度、小泵排量、慢進(jìn)尺:將鉆具的面角調(diào)整到需求的角度，將鉆頭推入形成造斜器段，導(dǎo)航員應(yīng)跟蹤監(jiān)測(cè)鉆頭仰角的變化。按照有差別土層，頂進(jìn)應(yīng)與鉆孔相結(jié)合，以免仰角的變化過(guò)鉆桿的較小曲率半徑。應(yīng)開(kāi)展直鉆:鉆頭應(yīng)勻速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度應(yīng)盡不一定快，使導(dǎo)向孔的直線段直
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。
主油泵：32-45-50MPa；操縱臺(tái)、高壓油管。
頂鐵：彌補(bǔ)油缸行程不足，厚度﹤油缸行程
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)刀盤的泥水平衡頂管機(jī)又稱為工具管，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)
發(fā)展與使用

水平定向鉆技術(shù)早出現(xiàn)在70年代，是傳統(tǒng)的公路打孔和油田定向鉆井技術(shù)的結(jié)合，這已成為目前廣受歡迎的施工方法，可用于輸送石油、氣、石化產(chǎn)品、水、污水等物質(zhì)和電力、光纜各類管道的施工。不僅應(yīng)用于河流和水道的穿越，同時(shí)還廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、海岸、島嶼以及密布建筑物、管道密集區(qū)等。

B、技術(shù)限制

定向鉆施工技術(shù)應(yīng)用于美國(guó)海岸地區(qū)的沖積層穿越，現(xiàn)在已經(jīng)能夠開(kāi)始在粗沙、卵石、冰磧和巖石地區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行穿越施工。長(zhǎng)的穿越施工已達(dá)6000英尺、管道直徑為18英寸。

C、優(yōu)勢(shì)

事實(shí)證明：水平定向鉆穿越是對(duì)環(huán)境影響小的施工方法。這項(xiàng)技術(shù)同時(shí)還可以為管道提供的保護(hù)層，并相應(yīng)減少了維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)不會(huì)影響河流運(yùn)輸并縮短施工期，證明是目前效率，成本的穿越施工方法。
按照偏差的大小和方向，頂鐵的一側(cè)可以楔緊，頂鐵的另一側(cè)可以楔松或留有1-3厘米的間隙。頂起開(kāi)始后，楔形側(cè)將開(kāi)始。楔形面不移動(dòng)。這一種方法特別有效，但頂起時(shí)必須嚴(yán)格把控楔緊度，管道因應(yīng)力不均勻而開(kāi)裂。非開(kāi)挖作為一種新產(chǎn)的工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在硬件設(shè)施和技術(shù)理論方面亟待深入發(fā)展。遵照非開(kāi)挖發(fā)展的戰(zhàn)略要求，建立了非開(kāi)挖技術(shù)研究所。多年來(lái)，長(zhǎng)期堅(jiān)持不懈地致力于非開(kāi)挖技術(shù)的科學(xué)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并了可喜的成果。經(jīng)過(guò)這些年工程實(shí)踐的一直探索和改進(jìn)，TL系列鉆機(jī)的性能日益提升，達(dá)到了國(guó)內(nèi)水平，得到了顧客的一致認(rèn)可。建立頂管中部線樁:在中部線控制樁上放置經(jīng)緯儀，將中間線引向坑壁并打入樁中，作為頂管時(shí)校正套管的*線樁。沿管道縱向的這些地方會(huì)導(dǎo)致額外的阻力來(lái)限制管道的偏轉(zhuǎn)。以上所述原因直接導(dǎo)致頂管頂力偏心。頂進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)頂進(jìn)*管接頭接頭處的不均勻壓縮，以計(jì)算接頭端面的應(yīng)力分布和頂進(jìn)力的偏心率。對(duì)應(yīng)地調(diào)整偏差校正范圍，以禁止管接頭的接頭壓力損失或出于偏心過(guò)大而導(dǎo)致的管接頭*的周向裂紋。頂進(jìn)方向控制可采取如下措施:(1)嚴(yán)格把控土方開(kāi)挖，均勻開(kāi)挖兩邊土體，保持左右兩邊的鋼刀角度在10厘米，普遍情況下不挖；(2)研發(fā)設(shè)計(jì)偏差?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整糾偏千斤頂?shù)姆纸M操作實(shí)施糾偏，逐步糾偏，不能急于完成。要不然，將有左右偏差，(3)通過(guò)挖掘?qū)嵤┢钚Ｕ?，挖掘越多一?cè)的阻力越小，挖掘越少一側(cè)的阻力越大，偏差校正通過(guò)使用土壤自身的阻力開(kāi)展，(4)通過(guò)使用承壓壁的頂鐵實(shí)施調(diào)整，并換承壓壁的頂鐵。
頂管中間線樁的設(shè)置:將經(jīng)緯儀連接到中部線控制樁上，將中部線引向坑壁，將樁打入樁內(nèi)，作為頂起時(shí)校正套管的*線樁。此外，在工作坑內(nèi)臨時(shí)設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，依照研究發(fā)明標(biāo)高和坡度控制套管頂起。吊管:套管為鋼筋混凝土套管(企口)，由提高機(jī)吊起。在空中提高約10厘米時(shí)，檢查套管是否系緊，機(jī)械制動(dòng)性能是否良好。頂管工程招標(biāo)時(shí)，確認(rèn)頂管工程前端可以安全吊裝。頂管施工時(shí)，任何人不能站在坑內(nèi)。當(dāng)套管距導(dǎo)軌不到50厘米時(shí)，操作人員可以進(jìn)入坑內(nèi)工作。當(dāng)套管放在導(dǎo)軌上時(shí)，高級(jí)技工、質(zhì)量工程師和安全工程師應(yīng)在施工前檢查*線、標(biāo)高、坡度和所有工程是否正確。頂起:套管頂起包含開(kāi)挖、頂起、測(cè)量、糾偏等過(guò)程。頂起應(yīng)緩慢并逐步實(shí)施。施工人員應(yīng)隨時(shí)控制導(dǎo)軌上的中部線、坡度和標(biāo)高。假如有偏差，應(yīng)立刻停止頂升。我們的工程團(tuán)隊(duì)希望與電信、電力、污水等市政地下管網(wǎng)處理工程的同事一起創(chuàng)造和雙贏結(jié)果。在同一時(shí)間，我們團(tuán)隊(duì)具體有資深頂管指導(dǎo)工程師，他們運(yùn)用足夠的頂管施工經(jīng)驗(yàn)，工程成為優(yōu)質(zhì)工程，為社會(huì)服務(wù)。施工準(zhǔn)備:安裝連接導(dǎo)向鉆，檢查探頭的參數(shù)是否正常，探頭的電池容量是否充足，開(kāi)洞:入射角的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性。鉆井進(jìn)程中，應(yīng)保持連續(xù)鉆井至少2.5m，造斜器鉆井應(yīng)采用低鉆井速度、小泵排量、慢進(jìn)尺:將鉆具的面角調(diào)整到需求的角度，將鉆頭推入形成造斜器段，導(dǎo)航員應(yīng)跟蹤監(jiān)測(cè)鉆頭仰角的變化。依據(jù)不相同土層，頂進(jìn)應(yīng)與鉆孔相結(jié)合，以免仰角的變化過(guò)鉆桿的較小曲率半徑。應(yīng)開(kāi)展直鉆:鉆頭應(yīng)勻速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度應(yīng)盡一定能快，以使導(dǎo)向孔的直段直


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