頂管法施工是繼盾構(gòu)法施工之后發(fā)展起來(lái)的一種非開(kāi)挖施工工藝。近年來(lái)，越來(lái)越多的頂管機(jī)在地下空間開(kāi)發(fā)中被廣泛運(yùn)用，頂管機(jī)主要包括土壓平衡式、泥水平衡式、氣壓平衡式頂管機(jī)，不同頂管機(jī)適合的地層不同，其在施工參數(shù)的控制精細(xì)度上也存在差異，應(yīng)根據(jù)不同工程地質(zhì)條件選擇適合的頂管掘進(jìn)機(jī)。
土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)施工先由始發(fā)井中的頂進(jìn)設(shè)備推動(dòng)工具管前進(jìn)，利用刀盤切削掌子面的土體，切削后的松散土體落入土艙內(nèi)，利用攪拌棒的轉(zhuǎn)動(dòng)將其攪拌成具有一定可流動(dòng)性的半固體狀態(tài)，形成一定的土壓力；再通過(guò)螺旋運(yùn)輸機(jī)輸出土體。
土壓平衡頂管機(jī)的工作原理是以工具管內(nèi)土倉(cāng)壓力平衡開(kāi)挖面處地層的地下水壓力和土層壓力的施工原理。通過(guò)控制出土量或頂管機(jī)的頂進(jìn)速度，控制密封土艙內(nèi)的土壓力值，可通過(guò)土壓計(jì)測(cè)得，使此土壓力值與掌子面前方的靜止土壓力和地下水壓力之和保持平衡；或者向密封倉(cāng)內(nèi)注入符合設(shè)計(jì)要求配合比的混合料，達(dá)到充滿泥倉(cāng)的泥土混合體平衡地下水壓和正面土壓的目的，從而保證掌子面的穩(wěn)定，防止地表產(chǎn)生過(guò)大的沉降或隆起。
頂管法施工過(guò)程
頂管法施工技術(shù)是一門復(fù)雜綜合性的技術(shù)，需要多工種協(xié)調(diào)配合實(shí)施。土壓平衡頂管機(jī)主要由機(jī)頭、后頂設(shè)備、電氣控制系統(tǒng)和螺旋輸送機(jī)構(gòu)成。其中機(jī)頭是一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)圓筒，主要進(jìn)行切削頂進(jìn)面的土體和維持開(kāi)挖面平衡的工作。后頂設(shè)備的主要組成部分為底座、油缸組、液壓動(dòng)力泵和頂進(jìn)機(jī)等，是頂管機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)各個(gè)管節(jié)不間斷頂進(jìn)的工作。電氣控制系統(tǒng)是頂管機(jī)的中樞系統(tǒng)，負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。螺旋運(yùn)輸機(jī)也是土壓平衡式頂管機(jī)一個(gè)重要組成部分，是頂管機(jī)的運(yùn)輸系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)將切削下的土體輸送出隧道，通過(guò)控制螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)出土量，以達(dá)到置換地下空間的目的。
頂管法施工過(guò)程是在上述各組成部分有機(jī)協(xié)調(diào)配合下完成的隧道開(kāi)挖。頂管法施工工藝流程：首先主油缸的千斤頂頂推工具管穿過(guò)始發(fā)井的穿墻洞把工具管壓入土體中→進(jìn)入工具管中的土體以人工和皮帶機(jī)裝車，用小車運(yùn)出管道，然后利用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊出工作井→當(dāng)千斤頂達(dá)到最大伸長(zhǎng)距離時(shí)，全部縮回，放入頂鐵，千斤頂繼續(xù)頂進(jìn)→如此反復(fù)不斷加入頂鐵，工具管不斷進(jìn)入土層深部，當(dāng)工具管和第一段管節(jié)幾乎全部頂進(jìn)土體后，吊除全部頂鐵→然后將第二段管節(jié)吊入工作井，安裝上止水設(shè)施，頂接在第一段管節(jié)后面，繼續(xù)頂進(jìn)→如此循環(huán)往復(fù)施工下去，直到頂出接收井穿墻洞。
頂管法施工是一個(gè)復(fù)雜的工藝，過(guò)程中伴隨著各種糾偏和控制措施。隨著頂管法施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新和機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，頂管法施工技術(shù)在城市地下空間建設(shè)中將變的越來(lái)越完善。
