顶管法施工基本原理及施工过程

       顶管法施工是继盾构法施工之后发展起来的一种非开挖施工工艺。近年来，越来越多的顶管机在地下空间开发中被广泛运用，顶管机主要包括土压平衡式、泥水平衡式、气压平衡式顶管机，不同顶管机适合的地层不同，其在施工参数的控制精细度上也存在差异，应根据不同工程地质条件选择适合的顶管掘进机。

      土压平衡顶管掘进机施工先由始发井中的顶进设备推动工具管前进，利用刀盘切削掌子面的土体，切削后的松散土体落入土舱内，利用搅拌棒的转动将其搅拌成具有一定可流动性的半固体状态，形成一定的土压力；再通过螺旋运输机输出土体。

     土压平衡顶管机的工作原理是以工具管内土仓压力平衡开挖面处地层的地下水压力和土层压力的施工原理。通过控制出土量或顶管机的顶进速度，控制密封土舱内的土压力值，可通过土压计测得，使此土压力值与掌子面前方的静止土压力和地下水压力之和保持平衡；或者向密封仓内注入符合设计要求配合比的混合料，达到充满泥仓的泥土混合体平衡地下水压和正面土压的目的，从而保证掌子面的稳定，防止地表产生过大的沉降或隆起。

顶管法施工过程

     顶管法施工技术是一门复杂综合性的技术，需要多工种协调配合实施。土压平衡顶管机主要由机头、后顶设备、电气控制系统和螺旋输送机构成。其中机头是一个钢结构圆筒，主要进行切削顶进面的土体和维持开挖面平衡的工作。后顶设备的主要组成部分为底座、油缸组、液压动力泵和顶进机等，是顶管机的动力系统，主要负责各个管节不间断顶进的工作。电气控制系统是顶管机的中枢系统，负责机械设备的协调运转。螺旋运输机也是土压平衡式顶管机一个重要组成部分，是顶管机的运输系统，它负责将切削下的土体输送出隧道，通过控制螺旋输送机的转数来调节出土量，以达到置换地下空间的目的。

      顶管法施工过程是在上述各组成部分有机协调配合下完成的隧道开挖。顶管法施工工艺流程：首先主油缸的千斤顶顶推工具管穿过始发井的穿墙洞把工具管压入土体中→进入工具管中的土体以人工和皮带机装车，用小车运出管道，然后利用卷扬机吊出工作井→当千斤顶达到最大伸长距离时，全部缩回，放入顶铁，千斤顶继续顶进→如此反复不断加入顶铁，工具管不断进入土层深部，当工具管和第一段管节几乎全部顶进土体后，吊除全部顶铁→然后将第二段管节吊入工作井，安装上止水设施，顶接在第一段管节后面，继续顶进→如此循环往复施工下去，直到顶出接收井穿墙洞。

     顶管法施工是一个复杂的工艺，过程中伴随着各种纠偏和控制措施。随着顶管法施工技术的不断创新和机械制造业的发展，顶管法施工技术在城市地下空间建设中将变的越来越完善。