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頂管施工發展過程世界上 個有據可查的關于頂管技術的記錄是在1892年， 的頂管施工作業是在1896～1900年間由美國北太平洋鐵路公 司(Northern Pacific Railroad Company)完成。我國頂管施工技術 起步較晚，自從1954年(也有認為是1953年的，無確切記載)在北京進行的 例頂管施工以來，我國從國外引進頂管技術已經正好半個世紀了，早期發展較慢，是以人工手掘式為主，設備非常簡陋，也無專門的從業人員，直至 1964年前后上海首次使用機械式頂管，上海的一些單位并進行了大口徑機械式頂管的各種試驗和相關的一些理論研究。當時，口徑在2m的鋼筋混凝土管的一次推進距離可達 120m，同時也開始利用中繼間的相關技術。在此以后，又進行了多種口徑、不同形式的機械頂管試驗，其中土壓式居多。由于當時的頂管掘進機的設計還停留在比較原始的階段，既沒有完整的設計施工理論和工藝作指導，也不考慮具體的地層條件，所以當時的頂管掘進機還不夠完善。土壓式頂管機當時分為上部出土和下部出土兩種，但都沒有引入土壓力的概念。其中，也搞了一些水沖頂管的試驗 。 1967年前后，上海已研制成功人不必進入管子的小口徑遙控土壓式機械頂管機，口徑有700mm-1050mm多種規格。在他們的施工實例中，有穿過鐵路、公路的，也有在一般道路下施工的。這些掘進機，全部是全斷面切削，采用皮帶輸送機出土。同時，已采用了液壓糾偏系統，并且糾偏油缸伸出的長度已用數字顯示。1978年前后，上海又研制成功適用于軟粘土和淤泥質粘
土的擠壓法頂管，這種方法要求的覆土厚度較大(大于2倍的管外徑)，但施工效率比普通手掘式頂管提高1倍以上。上世紀80年代以來發展更為迅速，頂管施工技術無論在理論上，還是在施工工藝方面，都有了長足的發 展。1984年前后，我國的北京、上海、南京等地先后開始引進國外先進的機械式頂管設備，使我國的頂管技術上了一個新臺階。尤其是在上海市政公司引進了日本伊勢機(ISEKI)公司的800mm 直徑的Telemale頂管掘進機之后，國外的頂管理論、施工技術和管理經驗也進入中國，如土壓平衡理論、泥水平頂管的各種試驗和相關的一些理論研究。當時，口徑在2m的 管的一次推進距離可達120m，后在1988和1992年研制成功我國 臺多刀盤土壓平衡掘進機(DN2720mm)和 臺加泥式土壓平衡式掘進機(DN1440mm)，均取得了較令人滿意的效果。與此同時，對頂管技術的理論研究的關注逐年增強，開始出現了比較專業的技術人員，90年代后，以當時的頂管掘進機還不夠完善。2000年后， 等高校對頂管技術方面進行了不少專項課題研究，也取到了不少成果。在1998年，中國非開挖技術協會成立，標志著我國的頂管行業開始進入規范化發展。2002年中國非開挖技術協會批準成立北京、上海、廣州和武漢四個非開挖技術研究中心，非開挖管線技術列入科技的研究進一步深入。
發展方向
隨著我國經濟持續穩定地增長，城市化進程的進一步加快，我國的地下管線的需求量也在逐年增加。加之人們對環境保護意識的增強頂管技術將在我國地下管線的施工中起到越來越重要的地位和作 用。非開挖技術的發展必將向規模化、規范化 、國際化的方向發展。
在我國經濟高速增長的支持下，頂管技術的發展將面臨前所未有的機遇，在加快引進國外先進技術的基本上，努力消化創新，加強研發和人才培養， 其前景是非常樂觀的。縱觀國內外頂管技術的發展，發展方向將是多元化和多樣化。 在頂管直徑方面，除了向大口徑管的頂進發展以外，也向小口徑管的頂進發展。目前頂管技術 小頂進管的口徑只有75mm， 的已達到5m(德國)，大口徑頂管有取代小型盾構的趨勢。在適應性方面，發展寬范圍、全土質型頂管機是必然趨勢，適應范圍將大為延伸，從N值為 小的土到N 值為五十多的礫石，直至軸壓強度達兩百 MPa的巖石。將微電子技術、工業傳感技術、實時控制技術和現代化控制理論與機械、液壓技術綜合運用于頂管機械上是頂管技術的發展趨勢。數字化、信息化、智能型頂管機的研制將得到更多的關注，糾偏精度、自動化程度也將得到大力提高。在不久的將來，一些全自動、高精度的掘進機會成為施工機械的主流。頂管的用途隨著相關技術的發展也將繼續擴 ，主要用于管道鋪設將發展管道鋪設、涵頂進、地下人行通道管棚式施工等多用途型。 頂管截面形狀基本上都是圓形，今后的發展趨勢是圓形、矩形、圓拱形、多邊形等，以適應箱涵頂進等各種工程的需要，故截面形狀多元化是必然趨勢。頂管施工形式主要為土壓式、泥水加壓式，以后的發展將在進一步吸收國外技術的基礎上，應用管套式、氣泡式等等各種形式的頂管施工技術。隨著高精度長距離測量技術進一步的發展應運，通風系統的完善，中繼間技術、注漿減摩技術的進步，排渣系統的發展、刀盤切削系統、推進系統、出土輸送系統、供電液壓系統、監控系統、測量導向系統，等一系列技術的突破，現有的一次性頂進距離將不斷刷新，各種復雜曲線頂管也將陸續出現。 目前我國已成立北京、上海、廣州和武漢四個非開挖技術研究中心，我國國際非開挖技術協會單位會員已突破100個，數量居世界第4、亞洲第1。形成了行業協會、科研單位、研究中心和設備生產和施工企業組成的強大的陣營，而且每年不斷有很多人不斷加入到從事頂管等非開挖工作的行列，我國的頂管技術的必將迎來一個嶄新的階段。
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施工工藝
1、機頭選型:
根據地質報告，并結合本公司的施工經驗，頂管機頭決定采用氣壓平衡網格(水沖)式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中，通過氣壓平衡正面土壓穩定機頭，減少外部土體對周圍地面的影響。
2、頂進設備及頂進工藝
(1)主頂:
采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂，千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環將反力均勻作用于工作井，前端頂進分壓環，頂鐵將頂力傳至管節。分壓環制作具有足夠的剛性，與管端面接觸相對平整，無變形。
(2)中繼間:
在長距離頂進過程中，當頂進阻力超過容許總頂力時，無法一次達到頂進距離時，須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時，考慮在機頭后設置一只中繼間，并采用觸變泥漿注漿工藝。
中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接，后殼體與后接管連接，前后殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內。
每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂，千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28厘米，用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進行精加工，保證其在使用過程中不發生變形。中繼間殼體外徑與管節外徑相同，可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。
當管道頂通以后，拆除千斤頂及各種輔件，外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。
(3)接口:
管節接口主要由外套環(鋼套環)橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環在加工處至現場運輸吊裝過程中不能變形，接口不損壞，以確保管節在對接過程中，橡膠帶不移位、不翻轉，確保管節的密封性。同時，鋼環套在進場前還必須做好防腐處理。
橡膠止水帶應保持清潔、無油污，并存放在陰暗處，防止老化。施工中，將橡膠止水帶用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處，并粘貼牢固，在管節對接前涂無腐蝕性潤滑油以減少摩阻，防止止水帶翻轉、移位和斷裂。
軟木襯墊采用多層膠合板(厚度1cm左右)，將其夾于前后管節鋼套環間，以均勻管節間的相互作用力，減少接口損壞。管道頂通后，管道須作內接口處理，將管節間的膠合板鑿至同樣深度(深度2~3cm即可)，并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。
(4)注漿工藝:
在長距離(大于100米)管道頂進過程中，必須采用注漿工藝，利用觸變泥漿套減少頂進過程中管壁與土體之間的磨擦力，并填充流失的土體，減少土體變形、沉降和隔水。
觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成，配合比為1:8。觸變泥漿經攪拌后存入儲漿箱，通過注漿機經管道輸送至混凝土管注漿孔，注入土體形成泥漿套。
方法/步驟3:3、中繼間:
在長距離頂進過程中，當頂進阻力超過容許總頂力時，無法一次達到頂進距離時，須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時，考慮在機頭后設置一只中繼間，并采用觸變泥漿注漿工藝。
中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接，后殼體與后接管連接，前后殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內。
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