頂管技術已成為城市地下管道非明挖施工的主要手段，在給排水、污水治理、通信、電力管道等領域得到了廣泛的運用；隨著城市綜合管廊建設，很多架空線改地下電纜；經常出現高壓電纜穿越道路的情況；另外限于城市密集的建筑物，很多地方不具備開挖施工條件，因此頂管施工技術應用越來越多。
頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機后，埋設在兩坑之間。
頂管機的工作原理
圖頂管工作原理
頂管施工法是先在工作井內設置支座和安裝主千斤頂，所需鋪設的管道緊跟在工
具管后，在主千斤頂推力的作用下工具管向土層內掘進，掘出的泥土由土泵或螺旋輸送機排出或以泥漿的形式通過泥漿泵經管道排出.推進一節(jié)管道后，主千斤頂縮回，吊裝上另一節(jié)管道，繼續(xù)頂進。如此往復，直至管道鋪設完畢。管道鋪設完畢后，工具管從接收井吊至地面。
工作井和接受井維護結構形式應根據水文地質條件、臨近建（構）筑物
地上與地下管線情況，結構受力及施工安全等要求合理選型。當工作井埋置較淺、地下水位較高時，宜選用鋼板樁或smw工法；在頂管埋深較深區(qū)域，工作井宜采用沉井或地下連續(xù)墻。
圖某頂管施工現場
頂管施工介紹
（1）頂管按管子直徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指直徑2m以上的頂管；中口徑頂管多為1.2～1.8m；小口徑頂管直徑為500～1000mm；微型頂管的直徑通常在400mm以下，最小的只有75mm。目前頂管施工的最大管徑3.6m。
（2）按一次頂進的長度（指頂進工作井和接收井之間的距離）分：普通距離頂管和長距離頂管。頂進距離長短的劃分目前尚無明確規(guī)定，過去多指100m左右的頂管。目前，1km以上的頂管已屢見不鮮，可把500m以上的頂管稱為長距離頂管。頂管包括直線頂管和曲線頂管。
（3）按平衡原理理論分：頂管機可分為泥水平衡式項管機、土壓平衡式頂管機、多功能頂管機等；
（4）頂管材質有：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、其他管材的頂管。
（5）頂管機型式的選擇是根據工程地質、水文地質條件、管道斷面尺寸等因
素確定，因此，一般不能任意將在其他管道施工用的頂管機重復使用。
頂管關鍵技術
1沉降控制
由于頂管施工穿越路徑通常為公路鐵路、房屋、地下管線等下方，對地面沉降的控制顯得尤為重要。
在推進過程中，頂管引起地層移動的因素主要有：頂管掘進機開挖面引起的土體變化；掘進機糾偏引起的土體變化；掘進機后面管道外周因注漿填充引起的土體變化；管道在頂進中與地層摩擦而引起的地層變化；管道接縫及中繼間接縫中泥水流失而引起的地層變化。上述的各種因素所引起的地層變化導致土體向開挖面及管道外周移動，從而引起地面沉降。
主要控制措施：對管道頂進軸線兩側及周圍建筑物沉降進行實時監(jiān)測，依據監(jiān)測數據及時調整進漿壓力、頂進速度等。
圖某頂管工程管道頂進軸線的沉降
圖某頂管工程周邊建筑物沉降
2洞口土體加固及封門
2.1洞口土體加固
在頂管機頂出洞口時，如果洞口土體強度不夠，大量土體和地下水將涌入工作坑，將導致洞口周圍地表大面積沉降，塌陷。影響大時將無法繼續(xù)施工，管道覆土降低造成管頭上翹或偏移。
不論是松散的砂土還是飽和含水軟粘土，自身均缺少自立性和防水性，一旦出現臨空面時，土體將產生大量的滑坡坍塌，出現涌水、涌泥等。
要使頂管出洞進洞安全可靠，需要對洞口土體進行加固處理。加固方法包括：高壓旋噴樁技術、攪拌樁技術、注漿技術和凍結技術等。
2.2封門
洞口封門是土體加固的輔助措施。封門起著防止水滲漏和擋土的作用，頂管工具管在進洞或出洞時需首先穿越工作井或接收井井壁上的封門，這就要求封門能夠方便地拆除或打開。根據工程地質和水文地質情況及選用工具管的類型，封門在工作井施工時，均應能支撐側向的水土壓力。
采用沉井施工時，工作井和接收井的臨時封門可采用外鋼封門、內鋼封門、磚砌封門、鋼筋混凝土封門、型鋼封門或以上幾種的組合形式。
鋼板樁外封門是應用比較廣泛的一種封門形式。在沉井制作完成準備下沉前，在井壁洞口外側設置密排鋼板樁，并固定在其上部，使鋼板樁與沉井一起下沉，鋼板樁抵抗側向土壓力，側向水壓力可以在洞口內做砌塊加外粉刷來抵抗。通常，在埋深比較淺時，鋼板樁通常采用普通槽鋼；當深度超過10m以上時，要考慮采用拉森鋼板樁。
圖外鋼封門
3洞口止水
洞口止水裝置的設計對頂管能否順利地進出洞、保證頂進過程中洞口的密封的可靠性至關重要，這通常是頂管施工的薄弱環(huán)節(jié)，應引起重視。
工作井、接收井的穿墻孔應設置止水裝置。止水裝置可采用盤根止水和橡膠板止水，也可采用組合式止水。砂土、粉土土層宜采用盤根止水，黏性土土層宜采用橡膠止水，長距離或承壓水土層中宜采用組合止水。
圖盤根止水
圖橡膠板止水
4注漿減阻
泥漿減阻技術是頂管施工關鍵技術之一，泥漿主要起到潤滑減緩頂管阻力作用，另一方面又可以起到穩(wěn)定周邊土層的作用。泥漿減阻效果不好，會導致頂力增加，嚴重會導致工作井承受不了較大頂力井壁破壞，頂力增加會使中繼站數量增加，施工速度減慢，成本增加。出洞口注漿可以防止頂管機被土裹握情況出現。
注入的泥漿又稱觸變泥漿，由彭潤土、高分子聚凝劑、氧化鎂/片堿、水按一定比例配制。不同的土質采用不同配方，觸變泥漿性能指標要求見下表。
頂進施工前應做觸變泥漿配合比試驗。泥漿應充分攪拌使其水化，泥漿攪拌完成宜放置24h后再行使用。
注漿間距，通?；炷凉苋?~5管節(jié)，每組注漿孔在同一截面上設2~4個，管底不宜設置注漿孔。在掘進機尾部應設置一組主注漿孔；在每個中繼站處應設注漿孔。
頂進施工中，減阻泥漿的用量主要取決于管道周圍空隙的大小及周圍土層特性，由于泥漿的流失及地下水等的作用，泥漿的實際用量要比理論用量大得多。通常，對于黏性土和粉土不應大于理論注漿量的1.5~3倍，對于中粗砂層應大于理論注漿量的3倍以上。
由于頂進距離長，一次壓漿無法到位，需要設置泥漿接力站，接力輸送。
圖注漿施工示意圖
非開挖工程技術徹底解決了管道埋設施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個潔凈、舒適和美好的環(huán)境。
非開挖技術是近幾年才開始頻繁使用的一個術語，它涉及的是利用少開挖，即工作井與接收井要開挖，以及不開挖，即管道不開挖技術來進行地下管線的鋪設或更換，它的技術要點在于糾正管子在地下延伸的偏差。特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設。具有經濟、高效，保護環(huán)境的綜合功能。這種技術的優(yōu)點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不破壞環(huán)境；不影響管道的段差變形；省時、高效、安全，綜合造價低。
該技術在我國沿海經濟發(fā)達地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天然氣石油管道、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、海峽和地面任何建筑物。采用該技術施工，能節(jié)約一大筆征地拆遷費用、減少對環(huán)境污染和道路的堵塞，具有顯著的經濟效益和社會效益。