人工頂管法施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來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。

直鉆:鉆機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度盡應(yīng)該能快，使導(dǎo)向孔的直段變直。研發(fā)導(dǎo)向鉆進(jìn)參數(shù)表和回拉擴(kuò)孔直徑研究發(fā)明:依照待鋪設(shè)管道的直徑和數(shù)量計(jì)算待形成孔的較小直徑，不可以過大或過小。要形成的孔的直徑太大。鋪設(shè)管道周圍地區(qū)土層的塌陷很發(fā)生路面塌陷。假如要形成的孔的直徑太小，將會(huì)減少被拉管的阻力，導(dǎo)致管子被分級(jí)擴(kuò)孔:各個(gè)擴(kuò)孔階段分別為1級(jí)φ200毫米、2級(jí)φ250毫米、***φ300毫米、4級(jí)φ400毫米、5級(jí)φ500毫米等。依據(jù)孔的研究發(fā)明直徑，從小到大實(shí)施分級(jí)，直到工藝所需要的孔直徑擴(kuò)大。孔壁加固:擴(kuò)孔時(shí)，泥漿通過擴(kuò)孔鉆頭注入孔內(nèi)。泥漿的濃度按照有差異的土壤條件而定。泥漿滲入孔壁，通過擴(kuò)孔鉆頭的擠壓和摩擦，起到維護(hù)和穩(wěn)定孔壁的特質(zhì)。成孔質(zhì)量與導(dǎo)向孔的曲線形狀和擴(kuò)孔工藝密切相關(guān)。在一般情況下，鋪設(shè)聚氯乙烯或聚乙烯管道的回拉力不應(yīng)該過5kN。假如拉回力太大，管道會(huì)破裂或變形? 管道前，不可以過套管50厘米。挖出的土應(yīng)及時(shí)運(yùn)出管道。頂起流程中，應(yīng)防范套管旋轉(zhuǎn)。頂進(jìn)暫停時(shí)，套管頭喇叭口應(yīng)切入土層。管道頂起應(yīng)連續(xù)實(shí)施。如遇套管前方有障礙物或后支架嚴(yán)重變形、頂鐵變形、管道地址偏離正常范圍、校正無效，應(yīng)暫停頂進(jìn)并及時(shí)處理。套管推入坑后，應(yīng)在套管下部和管端設(shè)置枕墊或混凝土。施工準(zhǔn)備:安裝連接導(dǎo)向鉆頭，檢查探頭發(fā)出的各項(xiàng)參數(shù)是否正常，探頭的電池容量是否充足，并開孔:為確保入射角的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性，應(yīng)在同一時(shí)間保持連續(xù)鉆孔至少2.5m，鉆孔速度低。造斜器鉆進(jìn)應(yīng)采用小泵量、慢進(jìn)尺:將鉆頭的工具面角度調(diào)整到需求的角度，將鉆頭推入造斜器段，導(dǎo)航員跟蹤監(jiān)測(cè)鉆頭仰角的變化，并依據(jù)不一樣土層將頂起與鉆進(jìn)相結(jié)合。
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)械開挖頂進(jìn)、擠壓頂進(jìn)、水力機(jī)械開挖和人工開挖頂進(jìn)等。
沿管道縱向的這些地方會(huì)導(dǎo)致額外的阻力來限制管道的偏轉(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)中心管接頭接頭處的不均勻壓縮，以計(jì)算接頭端面應(yīng)力分布和頂推力偏心。相應(yīng)的調(diào)整偏差校正范圍，可以避免管接頭的接頭壓力損失或出于偏心過大而導(dǎo)致的管接頭中心的周向裂紋。頂進(jìn)方向控制可采取如下措施:(1)嚴(yán)格把控土方開挖，均勻開挖側(cè)向土體，保持左右兩邊的鋼刀角度在10厘米，基本情況下不挖；(2)研發(fā)設(shè)計(jì)偏差?？梢酝ㄟ^調(diào)整糾偏千斤頂?shù)姆纸M操作實(shí)施糾偏，逐步糾偏，不可急于完成。要不然，將有左右偏差，(3)通過挖掘?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，偏差校正通過使用土壤自身的阻力開展，(4)通過使用承壓壁的頂鐵實(shí)施調(diào)整，并換承壓壁的頂鐵。

施工過程和技術(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。

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。



http://www.footygag.com