頂進施工用管材（簡稱頂管），按材料分有鋼筋混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管及玻璃鋼管等。本文主要介紹目前使用最廣的鋼筋混凝土頂管。

1. 鋼筋混凝土頂管的接口形式及特點鋼筋混凝土頂管的生產(chǎn)工藝主要有離心、懸輥、芯模振動和立式振搗等，按接口形式分為雙插口管、企口管、鋼承口管（俗稱F型管）。接口形式和采用的橡膠密封圈形式見圖1。

圖1 管接口形式與橡膠密封圈形式

雙插口鋼筋混凝土管用于頂進施工時，每一個接口都需要配備一個“T”型鋼圈及兩條止水橡膠密封圈。“T”型鋼圈一般在施工現(xiàn)場安裝就位，安裝工作比較困難，同心度難以保證，因每個接口需用兩條橡膠密封圈，滲水的概率相對也較大，與用一條橡膠密封圈的其它管型相比，滲水的概率增加一倍。另外，鋼圈與混凝土管之間留有縫隙，管子向前頂進時泥砂容易擠入該縫隙，增加頂進的阻力，也容易脹壞鋼圈。

企口式鋼筋混凝土管用于頂進施工時，可以承受頂力的管壁厚度約為管壁實際厚度的一半，在施工過程中，由于單位面積上所承受的應(yīng)力過大，很容易使管子端面混凝土被壓碎。目前在上海地區(qū)，已很少采用以上兩種接口形式的管材作為頂進施工用管。

鋼承口鋼筋混凝土管是一種較理想的管型，管子端面可承受頂力的面積大，鋼承口尺寸易控制，圓度好，安裝方便，由于鋼承口的鋼套與混凝土連成一體，克服了雙插口鋼筋混凝土管在頂進時砂、土易進入鋼套環(huán)與混凝土管縫隙的缺陷。目前，在采用頂進施工的排水管道工程中，已廣泛使用鋼承口鋼筋混凝土管。

2. 原材料及鋼筋骨架要求

頂管是一種比較特殊的管材，它必須能承受預(yù)定的縱向推力，制作這樣的管材對原材料和鋼筋骨架有一定要求。

2.1 原材料

水泥宜采用42.5級以上硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；砂宜采用細度模數(shù)為3.0～2.3、含泥量小于2%、泥塊含量小于1%的河砂；石子宜采用粒徑為5～31.5mm、含泥量小于1%、泥塊含量小于3%的碎石；鋼材宜用強度等級不低于550MPa的帶肋鋼筋。

2.2 混凝土

用于頂進施工的管材管體混凝土強度等級不宜小于C40，水泥用量在400～450kg/m3。現(xiàn)介紹一個采用插入式振動工藝制作頂管的混凝土配合比，以供參考。

材料名稱	水泥	水	砂	石子	外加劑	摻合料
品種規(guī)格	P·O52.5	自來水	中砂	16～31.5	SN-Ⅱ	Ⅱ級粉煤灰
用量（kg/m3）	425	148	526	1228	7.5	75
配合比	1	0.32	1.24	2.89	1.5%	0.18

2.3 鋼筋骨架

鋼筋骨架有人工編制和機械編制兩種。機械編制的鋼筋骨架不僅質(zhì)量好，而且效率高。在設(shè)計中一般管徑在Φ1000mm以下時，采用單層鋼筋骨架；管徑在Φ1000mm以上時，則采用雙層鋼筋骨架。鋼筋骨架的兩端面需另配加強鋼筋，見圖2。

3. 常規(guī)管與特殊管

在頂管施工過程中，為滿足正常施工及日后檢查的需要，同一頂進施工工程用管材應(yīng)具有不同的結(jié)構(gòu)形式。

3.1 常規(guī)管

在頂進施工中常規(guī)使用的鋼承口管，承口鋼套采用16Mn鋼板制作，鋼套必須保證圓度、接口焊接牢固、焊疤須磨平，鋼套長度一般為260mm，其中140mm作為管材承口止水，120mm與管身聯(lián)接，用錨筋與鋼筋骨架牢固地焊接在一起。插口鋼環(huán)采用35mm×8mm型鋼，也用錨筋與鋼筋骨架焊接在一起。一般情況下，承口鋼套厚度：管徑Φ600mm～Φ800mm為6mm；管徑Φ1000mm～Φ1200mm為8mm；管徑Φ1350mm以上為10mm。鋼承口管結(jié)構(gòu)示意見圖3。
3.2 機頭管

在頂管施工中，無論是哪種方式，都須配備工具管或掘進機。但工具管或掘進機自身重量比較重，若遇到軟地基或流砂地帶，掘進機比較容易沉降，使施工軸線發(fā)生偏離。為了防止掘進機機頭沉降，常在每一頂程的前面制作幾節(jié)機頭管。一般情況下，管徑Φ600mm～Φ1000mm管材每頂程段配一節(jié)，管徑Φ1200mm以上管材配二到三節(jié)機頭管。機頭管（見圖4）與常規(guī)管材的區(qū)別在于，若配一節(jié)機頭管時，在距插口端面300mm、呈120°方位設(shè)置3塊150mm×150mm×10mm預(yù)埋鐵板，預(yù)埋鐵板與鋼筋骨架牢固地焊接在一起。若配二或三節(jié)機頭管的，前 二節(jié)在距承、插口端面300mm，呈90°方位各設(shè)置4塊200mm×200mm×10mm（大口徑設(shè)置300mm×300mm×10mm）預(yù)埋鐵板，預(yù)埋鐵板與鋼筋骨架牢固地焊接在一起，第二或第三節(jié)在距插口端面 300mm，用同樣方法設(shè)置預(yù)埋鐵板，預(yù)埋鐵板比管內(nèi)壁低2～3mm，以便施工結(jié)束后處理內(nèi)表面。
機頭管與工具管或掘進機采用槽鋼或其他材料聯(lián)接，能有效遏制工具管或掘進機的沉降。

3.3 注漿孔管

注漿減摩是頂管施工中非常重要的一個環(huán)節(jié)，尤其是在長距離和曲線頂管中，它是頂管成功與否一個極其重要的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)�，F(xiàn)在的頂管施工都離不開潤滑漿，只有當所頂進的管道的外壁與土體之間有著一個很好的漿套把管子包裹起來，才能有較好的潤滑和減摩作用。

為了滿足頂進施工中減摩注漿的需要，在生產(chǎn)管材時就必須設(shè)置注漿孔，注漿孔的位置為管徑Φ1200mm以下呈120°方位，每節(jié)3個；管徑Φ1350mm以上呈90°方位，每節(jié)4個。設(shè)置在管的插口端，介于管身與管子接頭密封面之間，見圖5。
正常頂進施工中，需配置注漿孔管節(jié)與不配置注漿孔管節(jié)的比例為1:2至1:3，也有可能根據(jù)用戶要求配置。

有必要時，在注漿孔管內(nèi)增加內(nèi)螺紋長度，設(shè)置一個塑料單向閥，防止?jié)櫥瑒┑沽鳌?br />
3.4 中繼間管

隨著頂進施工技術(shù)的不斷成熟，長距離頂進施工工程也越來越多，但鋼筋混凝土管受其抗壓強度的限制，不可能完全滿足長距離頂進的要求，所以在長距離頂進施工時常采用中繼間。中繼間是安裝在一次頂進管子的某個部位，把這段一次頂進的管道分成若干個推進區(qū)間。在頂進過程中，先由若干個中繼間按先后次序把管子推進一小段距離以后，再由主頂油缸推進最后一個區(qū)間的管子，這樣不斷地重復，一直到把管子從工作坑頂?shù)浇邮湛拥囊环N頂管施工手段。管子頂通后，中繼間需按先后次序拆除其內(nèi)部油缸以后再合攏。

在生產(chǎn)中繼間管時，首先必須考慮其工作油缸的設(shè)置位置，其次須考慮在頂進過程中重復幾次頂進對管端面混凝土的影響，再須考慮頂進完成后管接口的合攏。

中繼間前特殊管，應(yīng)根據(jù)施工單位油缸行程長度，確定管材留置油缸位置，原承口鋼套相應(yīng)加長。鋼套與管子鋼筋骨架用錨筋聯(lián)接，且考慮到中繼間在施工過程中油缸不斷地伸縮工作，對管子承口端面的混凝土影響較大，容易造成管子端面損壞，在制作前特殊管時，管子承口端面須設(shè)置一個10mm厚度的鋼制承口端板，端板外側(cè)與鋼套焊接，這樣能有效地保證管子承口端面不容易被損壞。

有前特殊管必須配置后特殊管，施工結(jié)束后，管子接口需合攏就位，但由于前特殊管鋼套加長，合攏時鋼套會碰到后特殊管外壁，須在后特殊管上預(yù)留位置，確保合攏時鋼套不碰管子外壁。另外，與前特殊管節(jié)一樣，考慮到油缸不斷地伸縮工作對管子插口端面混凝土的影響，故在制作時，在管子插口端面也須設(shè)置一個10mm厚的鋼制插口端板，見圖6。
3.5 檢查井管

在長距離頂進施工過程中，往往會碰到因管道檢查維護的需要而設(shè)置的檢查井，一般50～80m設(shè)置一個，而在施工中，檢查井越多施工工作坑和接收坑就會增加，工程造價隨之增加，施工工期相應(yīng)延長。目前在頂進施工中，往往會采用幾段連接起來一起施工。一般情況下，在管材外壁包一層10mm厚的鋼板，待頂進結(jié)束后，施工單位在管節(jié)中心處開孔，設(shè)置檢查井，這樣施工雖比較麻煩，但能縮短工期。

現(xiàn)在已有施工單位為了方便施工，要求制作用于檢查井的特殊管，由于在制作時，需要按設(shè)計要求預(yù)先開好預(yù)留孔，無論預(yù)留孔是方還是圓，管體結(jié)構(gòu)都會發(fā)生變化，會降低管體承受施工頂力的能力，所以在制作時，需對預(yù)留孔洞處做特殊加固處理，以保證管體結(jié)構(gòu)能承受施工頂力的需要。檢查井的結(jié)構(gòu)型式示意見圖7。
3.6 糾偏管

在頂進施工中，除了直線頂進外，還有因地理地形的原因，需要曲線頂進施工。一般的曲線頂進，是利用掘進機在頂進過程中向某一個方向造成人為的軸線偏差；也有是按計算的數(shù)據(jù)，調(diào)整每一個管口的張角，使所頂?shù)墓茏釉诜�合設(shè)計要求的前提下進行頂進。

在制管過程中，可在管承口端面處設(shè)置存放糾偏油缸用盒，在管插口端面設(shè)置油缸活塞承載板。油缸盒位置可根據(jù)施工單位的要求設(shè)置，可設(shè)置在一個側(cè)面，也可按管水平方向呈90°位置設(shè)置。油缸活塞承載板須與油缸盒在同一個軸線上，油缸盒的寬度根據(jù)管壁厚度相應(yīng)調(diào)整。見圖8。
4. 結(jié)語

綜上所述，隨著施工技術(shù)的不斷革新，管材的形式也需要不斷的改變，以上6種管型在上海地區(qū)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。隨著頂進施工技術(shù)的發(fā)展，各種形式的管材將會不斷出現(xiàn)，以滿足各種不同用途的需要。