手掘式顶管机施工原理分析

在顶管施工中，施工的方法和形式有很多，但就开挖面的不同可分为敞开式和密闭式，其中敞开式包括人工手掘式和挤压式，而密闭式可根据顶管机平衡地下水及土压力的形式的不同将顶管施工原理分为泥水平衡顶管、土压平衡顶管两大类。手掘式顶管施工是最早发展起来的一种顶管施工的方式。由于它在特定的土质条件下和采用一定的辅助施工措施后便具有施工操作简便、设备少、施工成本低、施工进度快等优点，所以至今仍被采用。

手掘式顶管机，即非机械的开放式(或敞口式)顶管机，在施工时，采用手工的方法来破碎工作面的土层，破碎辅助工具主要有镐、锹及冲击锤等。破碎下来的泥土或岩石可以通过传送带、手推车或轨道式的运输矿车来输送。最简单的手掘式顶管机只有顶进工具管，即只有一个钢质的圆柱形外壳加上楔型的切削刃口、液压纠偏油缸、一个传压环及一个用来导正和密封第一节顶进管道的盾尾。 顶进作业应在地下水位降至基底以下0.5~1.0m进行，并应避开雨季施工，必须在雨季施工时，应做好防洪及防雨排水工作。

手掘式顶管机的工作原理是通过传动设备的推力达到顶进和挖掘的目的：而通过手动纠偏装置，可以确保管道的顶进精度，避免了以往人工挖掘中无法安全自动纠偏的局面。其构成则是特制的钢结构，具有重量轻、结构简单、组装方便，机动灵活的特点。手掘式顶管机主要由切土刃角、纠偏装置、承插口等组成。所用的工具管有一段式和两段式。一段式工具管与混凝土管之间的结合不太可靠，常会产生渗漏现象；发生偏斜时纠偏效果不好；千斤顶直接顶在其后的混凝土管上，第一节管容易损坏。因此，现多用两段式，前后两段之间安装有纠偏油缸，后壳体与后面的正常管节连接在一起。

手掘式顶管机与人工手掘顶管相比，为施工人员提供了一个更安全的作业环境，也为提高作业效率提供了可能。