工具管是頂管的關鍵機具，它的主要作用是：掘進、防坍、出泥和導向，不同的工具管有不同的特性。所以應當依據工程的特點、地質情況和設計要求選擇工具管。

工具管分為：簡易工具管、擠壓式工具管、三段兩鉸工具管、土壓平衡式工具管、泥水平衡式工具管，機械挖掘式工具管。現就簡易工具管、土壓平衡式工具管、泥水平衡式工具管作一簡單介紹。

 (1)簡易工具管。它的工作原理是刃口起切土作用并保護鋼筋混凝土管，另外還起導向作用,它主要適用于我國北方地下水位較低，卵石、礫石較多的地質情況。簡易工具管雖然是***早的工具管，但由于該工具管形式存在時間較久，掌握該施工方法的人較多,從而演變和發展出很多種適合實際施工的改造工具管。如擠壓式、網格式和氣壓平衡工具管就是由簡易工具管經過實踐改造而制成的。因此，簡易工具管由于改造方法多，適應性強的特點而被

廣泛采用。如遇“上軟下硬”截面土質，可在簡易工具頭上部焊接格柵或擋板抵抗上部流砂，以挖鏟或風鎬破碎下部硬土和巖石，使簡易工具管變成為網格式工具管；如遇淤泥質土，可將工具頭前焊接喇叭口，使其成為擠壓式機頭，減少土體塌方造成施工事故。

 (2)土壓平衡式工具管。該工具管采用全封閉的機械化掘進方式，是由盾構機演變而來,我國***早采用的是引進日本伊勢基公司的DK式土壓平衡大刀盤工具管。這種掘進機掘進速度快,施工安全，適用土層廣，棄土方便，在我國南方珠江三角洲及上海等土質較軟、地質變化較大的地區得到廣泛使用。它的工作原理是在工具管的前端刀盤不斷轉動，工具管頂進，開挖石鉆削泥土進攪拌艙，被攪拌成軟塑狀態的物質土，還可以加入水、粘土或其它物質，使較硬土體塑化。通過攪拌對具有一定塑性和流動性的棄土，由螺旋輸送機排出攪拌艙。但也有它的不足，土壓平衡機頭機械化程度較高，須由熟練的技術工人操作，操作不當，就會因壓力過大而造成機頭上部土體隆起,或因壓力過小而造成土體塌陷。再就是由于質量要求較高，很多零配體的生產質量，國內目前尚難達到要求，只能從日本進口，因此造價較高，難以迅速推廣。

 (3)泥水平衡式工具管。它是土壓平衡工具管的互補機型，它的工作原理是刀盤不斷轉動,進泥管不斷供泥水,排泥管不斷將有棄土的泥水排出艙，泥水平衡工具管適用于滲透系數小于lO-3cm/s的砂性土，它的施工速度快，可連續出土。在我國的南方和北方都能使用，其缺陷是工作井的出泥較難。

綜上所述，三種工具管各有不同優缺點：簡易工具管適用于地下水較低的土質，可改變性大，經濟適用，相信在相當長一段時間里還將是頂管施工使用的主要工具頭。

土壓平衡式工具管因其對硬土及巖石的強大切削功能，及其全封閉的工作艙,使該種工具管的安全性提高,在將來將取代簡易工具管成為頂管中主要采用機頭形式。

泥水平衡式工具管也因其在砂體中頂進速度快和安全的優勢，被珠江三角洲等地下水位高、砂土較多的地區廣泛采用。