我国顶管施工法的起步较晚,初期发展较慢,近期发展速度很快。在我国,首次使用是1953年在北京西郊行政区污水管工程,当时是在京包铁路的路基下进行的钢筋混凝土管道的顶管穿越施工,开创了目内应用顶管技术的历史。
1964年前后,上海一些单位已进行了大口径机械式顶管的各种试验。当时,直径2000mnm钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m。同时,也开创了使用中继问的先河。
1967年,上海市市政公司研制挤压式顶管获得成功。
20l纪70年代,为适应大直径管道穿越江河的需要,我国开始发展长距离顶进技术。1978年,上海市基础工程公司成功研制了三段双铰式工具管,解决了百米顶管技术的关键问题。
1979年北京朝阳区草场地地区顶进了内径为2500mm,外径是2980mm的混凝土管并穿越京张铁路,使该地区顶管工程的管道直径超过2m,1981年,在北京市的南城污水工程中,一次顶进直径为1950mm的混凝土管202.31m。同年上海市在穿越甬江的顶管工程中第一次采用了中继间技术,采用5只中继环,使顶进距离达到58lm,管道外径为2.6m。
1984年,北京、上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备,从而使我国的顶管技术上了一个新台阶。尤其是上海市市政公司引进了日本伊势机公司的内径800mm Telemnale顶管掘进机(具有机械平衡土压力和泥水平衡地下水压力的双重平衡和电视遥控功能)以后,随之也引进了一些顶管理论、施工技术和管理经验。随后,诸如土压平衡理论、泥水平衡理论、管接口形式和制管新技术都慢慢地流行起来,这些技术及相关资料等对迅速改变我国顶管技术领域的落后面貌发挥了极大作用。至此,一大批大直径长距离的顶管工程如雨后春笋般涌现。
1987年,在上海市南市水厂过江顶管工程中开始采用计算机监控、激光陀螺仪等先进技术,将直径3000tntn的钢管一次顶进1120m,创千米顶管纪录,顶进轴线精度:左右小于150mm,上下小于50mm,标志着我国的顶管技术处于国际领先地位,奠定了我国超长距离顶管施工技术基础。该项施工技术通过上海市科委和建委组织的专家鉴定,确认为处于世界领先地位。紧接着,1988年上海研制成功我国第一台φ2720mm多刀盘土压平衡掘进机,先后在虹漕路、浦建路等许多工地使用,取得了令人满意的效果,该类机种到目前为止,已有4.6km的累计顶进长度的业绩。
20世纪90年代我国的顶管技术基本处于世界先进水平。1990年由上海市市政工程研究所负责,上海市隧道工程设计院和上海市第二市政工程公司参加研制的我国第一台泥水土压平衡遥控掘进机通过鉴定,认为达到同期国外同类产品水平。1992年,上海研制成功国内第一台加泥式φ1440mm土压平衡捅进机,用于广东省汕头市金砂东路的繁忙路段施工,施工结束所测得的最终地面最大沉降仅有8mm,该点位于出洞洞口前上方,其余各点的沉降均小于4mtn.该类型的掘进机日前已成系列,最小的为φ1440mm,最大的为ψ3540mm,该机中的φ1650mm机种荣获了1995年上海市科技成果三等奖。
20世纪80~90年代,我国完成了6条千米以上的超长管道的顶进,这些超长距离顶管工程的出现,标志着我国顶管技术的应用进入世界领先国家行列。这6条管线包括:
①汕头市自来水厂过海输水顶管工程,钢管直径2.0m,采用!台3段双铰型工具管和10只屮继环,一次顶进1140r,1989年4月完成;
②上海奉贤开发区污水排海顶管工程,钢筋混凝土管直径1.6r.采用一只双铰型工具管和20只中继环,一次顶进151lm,管道顶向杭州湾深水水域,创造了顶管一次顶进长度的世界纪录;
③厦门污水排海顶管工程,钢管直径1.8m,采用一台3段双铰型工具管和11只中继间,一次顶进1050m,管道顶向海域,1995年11刀完成,开创了软弱土层中超长距离顶管施工纪录;
④深圳妈湾污水排海顶管工程,钢管直径2.4m,采用一台3段双铰型工具管和32只中继间,一次顶进1609mn,顶管施工于1995年12月完成,该工程首次应用组合密封屮继环,并获得成功,解决了高水头复杂地层中的关键设备应用问题;
⑤上海上游引水工程中陇酉支线顶管,钢管直径2.2m,采用一台3段双铰型工具管和10只中继间,一次顶进1290m,管道穿越民房、铁路等大片地面建筑,工程于1996年1I月完成;
⑥上海上游引水工程中长桥支线顶管工程,钢管直径3.5m,采用一台3段双铰型工具管和18只中继间,次顶进1743m,管道穿越大片住宅区,工程于1997年4月完成,该工程解决了超长距离顶管中又一关键技术高压供电技术,将3300V的高压电成功引入管道,解决了数公里顶管的供电问题,该工程还解决了输送距离可达数公里的顶管排泥问题,为超长距离的顶管顶进创造了条件。
进入21世纪,2001年上海市嘉兴污水处理排海顶管工程,采用直径为2m的钢筋混凝土顶管,单次顶进2060m。2008年无锡长江引水工程,单次顶进2500m,采用直径为2.2m的钢管顶进。2011年上海市青草沙水源地原水工程严桥支线工程,采用钢筋混凝土顶管,直径已达到3.6m。
最近20年,随着城市建设和改造项目的增多,顶管工程在我国各个城市都得到了广泛的应用。顶管施工技术无论在施工理论,还是在施工工艺方面,都有了突飞猛进的发展,各种新方法、新工艺不断出现,这也带动了顶管技术在我国的发展。同时有关顶管工程的理论也逐步发展起来。