❶ 頂管施工施工方案
頂管施工是一種在地下工作坑內通過頂力將管子逐漸頂入土中的方法。這種方法能夠減少大量土方開挖，節約施工用地，特別是在需要穿越建築物時更為有效。隨著城市建設的發展，頂管法在地下工程中的應用越來越廣泛。頂管所使用的管子通常為鋼筋混凝土管或鋼管，管徑范圍從700毫米到2600毫米不等。
頂管施工主要包括作業坑設置、後背修築與導軌鋪設、頂進設備布置、工作管准備、降水與排水、頂進、挖土與出土、下管與介面等步驟。根據工程特點、設計要求和施工環境的不同，頂管法可以分為對頂法、對拉法、中繼法、後頂法、牽引法和深覆土減摩頂進法等多種類型。
在採用頂管施工方案前，施工單位需要組織人員學習了解勘察報告中的地質情況，包括土壤種類、物理力學性質、含石量及粒徑分析、滲透性以及地下水位等信息。同時，必須調查清楚頂管沿線的地下障礙物情況，確保管道穿越地段上部的建築物和構築物的安全防護措施得到落實。
在施工准備階段，要編制頂管施工組織設計方案，明確安全技術措施和專項方案。同時，需要建立各類安全生產管理制度，落實有關規范和標准，明確安全生產責任制，確保責任落實到具體人員。
施工准備工作還包括對鋼筋混凝土管、鋼管及其他輔助材料的檢查和保養，確保其合格。頂管機具如油泵車、千斤頂等必須經過檢查和保養，確保完好後才能投入使用。頂管工作坑的位置、水平與縱深尺寸、支撐方法與材料平台的結構與規模等均應符合規定要求，尤其是後背在承受最大頂力時必須具有足夠的強度和穩定性。
頂進千斤頂的安裝必須符合相關規定，千斤頂個數一般以偶數為宜，且需按照理論計算或經驗選定的總頂力的1.2倍來配備。所有作業人員必須嚴格執行工程技術人員的安全技術交底，熟知地上、地下的各種建築物和構築物的位置、深度、走向及發生危害時所必須採取的勞動保護措施。
在頂管施工過程中，應注意多個事項。頂管前需制定專項安全技術方案和措施，頂管後座安裝時發現後背牆面不平或頂進時枕木壓縮不均勻，必須調整加固後方可頂進。工作坑採用機械挖上部土方時，現場應有專人指揮裝車，堆土不得損壞構築物和預埋立撐。吊裝頂鐵或鋼管時，嚴禁在扒桿回轉半徑內停留。插管及止水盤根處理必須按操作要求進行，工具管就位後應嚴格復測管子中線和前後端管底標高，確認合格後方可開封插扳管頂進。
垂直運輸設備的操作人員需對卷揚機等設備各部分進行安全檢查，確認無異常後方可作業。頂管施工期間，導軌應牢固，不得在使用中產生位移，兩導軌應順直、平行、等高，其縱坡應與管道設計坡度一致。在拼接管段前或因故障停頓時，應加強聯系，及時通知工具管頭部操作人員停止沖泥出土，防止塌方。頂進過程中，油泵操作工應嚴格注意觀察油泵車壓力，若發現壓力驟然上升，應立即停止頂進。
頂管施工過程中，一切操作人員不得在頂鐵兩側操作，以防發生崩鐵傷人事故。頂進不是連續三班作業時，應在中班下班時保持工具管頭部有足夠多的土塞。管道內的照明電信系統應採取安全電壓，每班頂管前電工要仔細檢查線路，確保安全施工。工具管中的糾偏千斤頂應絕緣良好，操作電動高壓油泵應戴絕緣手套。頂進中應有防毒、防燃、防爆、防水淹的措施，頂進長度超過50米時，應有預防缺氧、窒息的措施。
氧氣瓶與乙炔瓶（罐）不得進入工作坑內。頂管施工是一項復雜且細致的工作，需要嚴格遵守各項安全和技術規范，確保施工過程的安全和順利進行。
❷ 頂管法施工工藝
頂管法敷管的施工工藝類型很多，按照開挖工作面的施工方法，可以分為敞開式和封閉式兩種。
一、敞開式施工工藝
敞開式施工工藝一般適用於土質條件穩定，無地下水干擾，工人可以進入工作面直接挖掘而不會出現大塌方或涌水等現象。因其工作面常處於開放狀態，故也稱為開放式施工工藝。
根據工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機械開挖式、擠壓土層式掘進頂管。
1.手掘式頂管
手掘式頂管機也即是非機械的開放式（或敞口式）頂管機，適用於能自穩的土體中。在頂管的前端裝有工具管，施工時，採用手工的方法來破碎工作面的土層，破碎輔助工具主要有鎬、鍬以及沖擊錘等。如果在含水量較大的砂土中，需採用降水等輔助措施。
工人可以直接進入工作面挖掘，施工人員可隨時觀察土層與工作面的穩定狀態，造價低、便於掌握，但效率低，必須將水位降低至管基以下0.5m後，方可施工。當土質比較穩定的情況下，首節管可以不帶前面的管帽，直接由首節管作為工具管進行頂管施工，也是常用的一種頂管施工方法，也稱為人工掘進頂管。手掘式頂管施工示意如圖9-1 所示。
圖9-1 手掘式頂管施工示意圖
2.擠壓式掘進頂管
擠壓式掘進頂管一般適用於大中口徑的管道，對潮濕、可壓縮的黏性土、砂性土較為適宜。該方法設備簡單、安全，又避免了挖裝土的工序，比人工挖掘提高效率 1～2倍。它是將工作面用胸板隔開後，在胸板上留有一喇叭口形的錐筒，當頂進時將土體擠入喇叭口內，土體被壓縮成從錐筒口吐出的條形土柱。待條形土柱達到一定長度後，再用鋼絲將其割斷，由運土工具吊運至地面。其結構形式如圖9-2 所示。
圖9-2 擠壓式頂
3.機械開挖式頂管
機械開挖式頂管是在工具管的前方裝有由電動機驅動的刀盤鑽進挖土，被挖下來的土體由皮帶運輸機運出，從而代替了人工操作。一般適用於無地下水干擾、土質穩定的黏性土或砂性土層。其結構形式如圖9-3 所示。
圖9-3 機械開挖式頂管
4.擠壓土層式頂管
擠密土層式頂管前端的工具管可分為錐形和管帽形，僅適用於潮濕的黏土、砂土、粉質黏土，頂距較短的小口徑鋼管、鑄鐵管，且對地面變形要求不甚嚴格的地段。這種工具管安裝在被頂管道的前方，頂進時，工具管藉助千斤頂的頂力將管子直接擠入土層里，管子周圍的土層被擠密實，常引起地面較大的變形。其結構形式如圖9-4 所示。
圖9-4 擠壓土層式頂管
二、封閉式施工工藝
封閉式施工工藝一般適用於土質不穩定、地下水位高，工人不能直接進行開挖的施工條件。為防止工作面塌方、涌水對人身造成危害，常將機頭前端的挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開，並在密封艙內充入空氣、泥漿、泥水混合物等，藉助氣壓、土壓、泥水混合物的壓力支撐開挖面，以達到穩定土層、防止塌方、涌水以及控制地面沉降的目的。
1.水力掘進頂管法
水力掘進頂管的挖土是利用高壓水槍的射流將頂進前方的土沖成泥漿，再通過泥漿管道輸送至地面儲泥場。整個工作是由裝在混凝土管前端的工具管來完成的，其結構形式如圖9-5 所示。
工具管的前端為沖泥艙。掘進時，先開動千斤頂，由刃腳將土切入沖泥艙，然後用人工操縱水槍操作把，將土沖成泥漿。泥漿經過格柵進入真空室由泥漿管吸入工作坑，再由泥漿泵排至儲泥場。沖泥艙是完全密封的，其上設有觀察孔和小密封門，用於操作和維修。
管道的掘進方向由中間部位的校正管控制。工具管的後端是氣閘室。氣閘室是作為維修人員進出高壓區時的升壓和降壓之用。當前端工具管出現故障時，維修人員可通過小密封門進入沖泥艙，為防止小密封門打開後湧入大量泥水，可先封閉氣閘室，經升壓後再進行操作，保證氣壓和泥水壓力的平衡。維修完畢後，再逐漸降壓，恢復正常掘進。
圖9-5 水力掘進頂管機示意圖
1—刃腳、2—格柵、3—水槍、4—吸氣格柵、5—水槍操作把、6—胸板、7—吸泥管進口、8—吸泥管、9—水平鉸、10—垂直鉸鏈、11—上下糾偏油缸、12—左右糾偏油缸、13—氣閘門、14—大水密門、15—小水密門
水力切削式機頭生產效率高，其沖土、排泥連續進行，可改善勞動條件，減輕勞動強度，但需耗用大量的水，且需要有較大的存泥漿場地，故在某些缺水地區受到限制。
2.土壓平衡式頂管法
土壓平衡就是將刀盤切削下來的土、砂中注入流動性和不透水性的「作泥材料」，然後在刀盤強制轉動、攪拌下，使切削下來的土變成流動性的、不透水的特殊土體使之充滿密封艙，並保持一定壓力來平衡開挖面的土壓力。此法的密封艙設置在工具管的前方，工作人員可在密封艙外，通過操作電控開關來控制刀盤切削和頂進速度。螺旋輸送器的出土量和頂進速度，應與刀盤的切削速度相配合，以保持密封艙內的土壓力與開挖面的土壓力始終處於平衡狀態。
土壓平衡式頂管法常用於含水量較高的黏性、砂性土以及地面隆陷值要求控制較嚴格的地區。其結構形式如圖9-6 所示。
圖9-6 土壓平衡式頂管機示意圖
1—大刀盤；2—大刀盤驅動裝置；3—前殼體；4—加泥（水）裝置回轉接頭；5—糾偏油缸組；6—刀盤驅動電動機；7—螺旋輸送機驅動電動機；8—帶式螺旋輸送機；9—頂管操縱台；10—後殼體；11—螺旋輸送機出土門裝置
3.泥水平衡式頂管法
泥水平衡頂管常用於控制地面變形小於3cm，工作面位於地下水位以下，滲透系數大於 1 0～1cm/s的黏性土、砂性土、粉砂質土的作業條件。其特點是挖掘面穩定，地面沉降小，可以連續出土，但因泥水量大，棄土的運輸和堆放都比較困難。
此法和土壓平衡式頂管法一樣，都是在前方設有密封艙、刀盤、螺旋輸送器等設備。施工時，隨著工具管的推進，刀盤不停地轉動，進泥管不斷地進泥水，而拋泥管則不斷地將混有棄土的泥水拋出密封艙。在密封艙內，常採用護壁泥漿來平衡開挖面的土壓力，即保持一定的泥水壓力，以此來平衡土壓力和地下水壓力。
管道頂進方法的選擇，應根據管道所處土層的性質、管徑、地下水位、附近地上與地下建築物、構築物和各種設施等因素確定。本章將重點介紹手掘式頂管法的施工工藝。
三、頂管機類型的選擇
管道頂進方法的選擇，應根據管道所處土層性質、管徑、地下水位、附近地上與地下建（構）築物和各種設施等因素，經技術經濟比較後確定，並應符合下列規定：
（1）在黏性土或砂性土層，且無地下水影響時，宜採用手掘式或機械挖掘式頂管法；當土質為砂礫土時，可採用具有支撐的工具管或注漿加固土層的措施。
（2）在軟土層且無障礙物的條件下，管頂以上土層較厚時，宜採用擠壓式或網格式頂管法。
（3）在黏性土層中必須控制地面隆陷時，宜採用土壓平衡頂管法。
（4）在粉砂土層中且需要控制地面隆陷時，宜採用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法。
（5）在頂進長度較短、管徑小的金屬管時，宜採用一次頂進的擠密土層頂管法。
合理選擇頂管機的型式，是整個工程成功的關鍵。頂管機選型可參照表9-1。
表9-1 頂管機選型可參照表
註：表中所指地層變形量指D＝2.4m，H＝1.5D的頂管。
❸ 頂管施工施工方案
頂管施工工藝頂管法施工是在地下工作坑內，藉助頂進設備的頂力將管子逐漸頂入土中，並將阻擋管道向前頂進的土壤，從管內用人工或機械挖出。這種方法比開槽挖土減少大量土方，並節約施工用地，特別是要穿越建築物時，採用此法更為有利。隨著城市建設的發展，頂管法在地下工程中普遍採用。頂管法所用的管子通常採用鋼筋混凝土管或鋼管，管徑一般為700-2600MM,頂管施工主要包括：作業坑設置、後背（又稱後座）修築與導軌鋪設、頂進設備布置、工作管准備、降水與排水、頂進、挖土與出土、下管與介面等。
1．10．1頂管法施工的分類目前頂管法施工可分為對頂法、對拉法、中繼法、後頂法、牽引法、深覆土減摩頂進法等。在地下工程採用頂管法施工時，可按照地下工程的特點、設計要求、技術標准、有關規程，工程環境的實際情況、施工的力量和經濟效益採取不同的頂管法施工。
1．10．2頂管法施工准備工作確定採用頂管施工方案前：
（1）、施工單位應組織有關人員，對勘察、設計單位所提供的頂管施工沿線的工程地質及水文情況，以及地質勘察報告進行學習了解;尤其是對土壤種類、物理力學性質、含石量及其粒徑分析、滲透性以及地下水位等的情況進行熟悉掌握。
（2）調查清楚頂管沿線的地下障礙物的情況，對管道穿越地段上部的建築物、構築物所必須採取的安全防護措施。
（3）編制工程項目頂管施工組織設計方案，其中必須制訂有針對性、實效性的安全技術措施和專項方案。
（4）建立各類安全生產管理制度，落實有關的規范、標准，明確安全生產責任制，明確安全生產責任制，職責、責任落實到具體人員。
1．10．3物資、設備的施工准備工作（1）採用的鋼筋混凝土管、鋼管、其他輔助材料均須合格。
（2）頂管前必須對所用的頂管機具（如油泵車、千斤頂等）進行檢查，保養完好後方能投入使用。
（3）頂管工作坑的位置、水平與縱深尺寸、支撐方法與材料平台的結構與規模、後背的結構與安裝、坑底基礎的處理與導軌的安裝、頂進設備的選用及其在坑底的平面布置等均應符合規定要求。尤其是後背（承壓壁）在承受最大頂力時，必須具有足夠的強度和穩定性，必須保證其平面與所頂鋼管軸線垂直，其傾斜允許誤差+-5MM /M
（4）在頂進千斤頂安裝時必須符合有關規定、規程要求，尤其是要按照理論計算或經驗選定的總頂力的1.2倍來配備千斤頂。千斤頂的個數，一般以偶數為宜
（5）開挖工作坑的所有作業人員都應嚴格執行工程技術人員的安全技術交底，熟知地上、地下的各種建築物、構築物的位置、深度、走向及可能發生危害所必須採取的勞動保護措施
1.10.4頂管法施工應注意事項（1）頂管前，根據地下頂管法施工技術要求，按實際情況，制定出符合規范、標准、規程的專項安全技術方案和措施
（2）頂管後座安裝時，如發現後背牆面不平或頂進時枕木壓縮不均勻，必須調整加固後方可頂進
（3）頂管工作坑採用機械挖上部土方時，現場應有專人指揮裝車，堆土應符合有關規定，不得損壞任何構築物和預埋立撐;工作坑如果採用混凝土灌注樁連續牆，應嚴格執行有關項的安全技術規程操作；工作坑四周或坑底必須有排水設備及措施；工作坑內應設符合規定的和固定牢固的安全梯，下管作業的全過程中，工作坑內嚴禁有人
（4）吊裝頂鐵或鋼管時，嚴禁在扒桿回轉半徑內停留；往工作坑內下管時，應穿保險鋼絲繩，並緩慢地將管子送入導軌就位，以便防止滑脫墜落或沖擊導軌，同時坑下人員應站在安全形落
（5）插管及止水盤根處理必須按操作要求，尤其待工具管就位（應嚴格復測管子的中線和前、後端管底標高，確認合格後）並接長管子，安裝水力機械、千斤頂、油泵車、高壓水泵、壓漿系統等設備全部運轉正常後方可開封插扳管頂進
（6）垂直運輸設備的操作人員，在作業前要對卷揚機等設備各部分進行安全檢查，確認無異常後方可作業，作業時精力集中，服從指揮，嚴格執行卷揚機和起重作業有關的安全操作規定
（7）安裝後的導軌應牢固，不得在使用中產生位移，並應經常檢查校核；兩導軌應順直|、平行、等高，其縱坡應與管道設計坡度一致。
（8）在拼接管段前或因故障停頓時，應加強聯系，及時通知工具管頭部操作人員停止沖泥出土，防止由於沖吸過多造成塌方。並應在長距離頂進過程中，加強通風。
（9）當因吸泥蓮蓬頭堵塞、水力機械失效等原因，需要打胸板上的清石孔進行處理時，必須採取防止冒頂塌方的安全措施。
（10）頂進過程中，油泵操作工應嚴格注意觀察油泵車壓力是否均勻漸增，若發現壓力驟然上升，應立即停止頂進，待查明原因後方能繼續頂進。（
11）管子的頂進或停止，應以工具管頭部發出信號為准。遇到頂進系統發生故障或在拼管子前20MIN ，即應發出信號給工具管頭部的操作人員，引起注意。
（12）頂進過程中，一切操作人員不得在頂鐵兩側操作，以防發生崩鐵傷人事故。
（13）如頂進不是連續三班作業，在中班下班時，應保持工具管頭部有足夠多的土塞；若遇土質差、因地下水滲流可能造成塌方時，則應將工具管頭部灌滿以增大水壓力。
（14）管道內的照明電信系統應採取安全電壓，每班頂管前電工要仔細檢查各種線路是否正常，確保安全施工。
（15）工具管中的糾偏千斤頂應絕緣良好，操作電動高壓油泵應戴絕緣手套。
（16）頂進中應有防毒、防燃、防爆、防水淹的措施，頂進長度超50M時，應有預防缺氧、窒息的措施。
（17）氧氣瓶與乙炔瓶（罐）不得進入坑內。