手掘式顶管机也即是非机械的开放式（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、锹以及冲击锤等。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、一个传压环以及一个用来导正和密封第一节顶进管道的盾尾。

小型顶管机

　　手掘式顶管机的结构形式主要决定于对土压力的平衡方法，主要分为2种类型：

　　1、工作面压力自然平衡

　　当施工地层不含地下水，并且工作面比较稳定或土体在自然情况下能够实现自支撑时，一般都要采用压力自然平衡方式。

　　2、工作面压力半自然平衡

　　对于工作面压力半自然平衡法，工作面被分成几个部分，可以采用网格式半自然平衡法（网格式顶管机），或者通过挡板采用机械方式平衡工作面，将工作面进行分割，目的是减小土体的长度，亦即减小滑移基面的大小。根据顶管机直径的大小，网格可以作为工作人员的工作平台，对于直径较小的顶管机，可以作为所谓的“沙板”。

　　“沙板”半自然平衡的作用原理：

　　隔板的宽度b至少应等于隔板之间的距离m和土体的自然滑移角的余切的乘积（对于干的无粘性地层，其自然滑移角等于摩擦角），即是b=m²ctgφ

　　另外，工作平台还必须能够提供一个合适的工作空间。

　　当顶管机的直径大于2500mm时，无论地层稳定与否，都推荐建立工作台板（或网格），以便在许多不同的位置可以同时开展工作，提高施工效率和施工的经济性。

　　根据工作面的进入方式以及多种多样的可选择的手掘式施工工具，在无需采用辅助措施的情况下，手掘式顶管机既可应用于不含水的松软地层，也可应用于不含水的硬地层。在含水地层中施工时，则必须采用辅助施工措施（如降水等）。在地层不能降水或不允许降水的情况下，可以采用封闭式的气压平衡顶管机（SM-T3）来施工。