玻璃鋼頂管施工技術的簡況

頂管施工是繼盾掏施工之后發展起來的一種地下玻璃鋼管道施工方法，屬于非開挖施工方法中的一種。它不需要開挖面層，就能夠穿越公路、鐵道、河流、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。目前，敷設新的煤氣、熱力、電力、給水、排水等地下管道以及地下通道，沿用以往開槽敷設方法已感到越來越困難，為了減少施工對交通和市民正�；顒拥母蓴_，避免房屋拆遷以及減少對市容和環境衛生的影響，頂管施工已成為常用的市政管道施工方法。

    頂管施工方法最早應用于1896年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施工中，其采用的是鑄鐵管，之后隨著頂管機性能的改進，頂管設計和施工技術理論也在不斷完善。1920年以后，鋼筋混凝土管和鋼管頂管取代了鑄鐵管頂管。1980年以來，發達國家的玻璃鋼夾砂管頂管發展較快，頂管多采用離心澆鑄玻璃鋼夾砂管，其中德國在技術方面比較成熟，日本在小口徑頂管方面比較先進，美國在頂管發展方面尤為顯著。據統計，自1989年以來，平均每年有38%的中小型頂管采用離心澆鑄玻璃鋼夾砂管。

    我國的玻璃鋼頂管施工雖然起步很晚，但發展速度較快。

    20 世紀50年代，我國北京和上海就有頂管施工的先例，北京首次頂管施工應用在京包鐵路路基下，采用的是鋼筋混凝土管頂管施工；上海首次頂管施工應用于穿越黃浦江江堤，采用的是鋼管頂管施工。60年代，北京和上海計劃性地開發和推廣頂管施工，取得了一定的成績。70年代，工業大口徑水下長距離頂管技術在上海首先取得成功。80年代，第一次應用中繼間獲得成功并在小口徑頂管上取得突破，之后引進了計算機控制、激光指向、陀螺儀定向等先進技術，頂管施工技術日趨成熟。近年來定長纏繞玻璃鋼夾砂管頂管技術也越來越被廣泛采用。

    目前，頂管施工中最為流行的三種工作平面平衡理論是氣壓平衡理論、泥水平衡理論和土壓平衡理論。氣壓平衡理論又有全氣壓平衡理論和局部氣壓平衡理論之分。全氣壓平衡理論應用的最早，該理論提出在所頂進的管道及挖掘面上都充滿一定壓力的空氣，以空氣的壓力來平衡地下水的壓力；而局部氣壓平衡理論則提出只在掘進機的土倉內充入一定壓力的空氣，起到平衡地下水壓力和疏干挖掘面土體中地下水的作用。土壓平衡理論提出以頂管掘進機土倉內泥土的壓力來平衡掘進機所處土層的土壓力和地下水壓力；目前，采用土壓平衡理論設計的頂管掘進機的設備比較簡單，主要原因是施工過程中土壓平衡式頂管掘進機所排出的渣土要比泥水平衡式頂管掘進機所排出的泥漿更容易處理。

    泥水平衡理論的主要觀點是提出以含有一定量黏土、且具有一定相對密度的泥水充滿頂管掘進機的泥水倉，并對它施加一定的壓力，以平衡地下水壓力和土壓力。按照該理論的闡述，泥水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水的滲透，然后再施加一定的壓力就可以平衡地下水壓力，同時也可以平衡土壓力。

    過去，頂管施工作為一種特殊的施工手段，一般情況下不輕易采用。因此，頂管常被當作穿越鐵道、公路、河流等的特殊手段，施工的距離一般較短，大多在20～30m。然而，現在頂管施工作為一種常規的施工方法已被廣泛接受，而且一次連續頂進的距離也越來越長。最長的一次連續頂進距離可達數千米，最大的頂管口徑已達4m。

    玻璃鋼夾砂頂管技術在向長距離、大口徑方向發展的同時，也向小口徑方向發展。目前最小頂管的口徑只有250mm。這類管道在電纜、供水、煤氣等工程中應用得最多。它們除了口徑小外，還有覆土淺和距離短的特點。

    曲線頂管則是近幾年頂管技術的又一重大進展，而且曲線的形狀也越來越復雜，不僅有單一曲線，也有復合曲線，如S形曲線；不僅有水平曲線，也有垂直曲線；還有水平和垂直兼而有之的復雜曲線等，曲線的曲率半徑也越來越小。

另外，玻璃剛頂管的附屬設備、管材也得到不斷改進，如主頂油缸已有二級和三級頂進油缸；測量和顯示系統也朝著自動化的方向發展，可實現自動測量、自動記錄、自動糾偏，所需的數據可以自動打印出來。這些都使頂管技術邁向了新的高峰。