頂管施工工法

1、頂管施工工法1.1一般規(guī)定1.1.1.1施工現(xiàn)場平面布置圖；1.1.1.2頂進(jìn)方法的選用和頂管段單元長度的確定；1.1.1.3工作坑位置的選擇及其結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計；1.1.1.4頂管機(jī)頭選型及各類設(shè)備的規(guī)格、型號及數(shù)量；1.1.1.5頂力計算和后背設(shè)計；1.1.1.6洞口的封門設(shè)計；1.1.1.7測量、糾偏的方法；1.1.1.8垂直運(yùn)輸和水平運(yùn)輸布置；下管、挖土、運(yùn)土或泥水排除的方法；1.1.1.9減阻措施；1.1.1.10控制地面隆起、沉降的措施；1.1.1.11地下水排除方法；1.1.1.12注漿加固措施；1.1.1.13安全技術(shù)措施。1.1.2管道頂進(jìn)方法的選擇，應(yīng)根據(jù)管道所處土層性質(zhì)、管

2、徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1.1.2.1在粘性土或砂性土層，且無地下水影響時，宜采用手掘式或機(jī)械挖掘式頂管法；當(dāng)土質(zhì)為砂礫土?xí)r，可采用具有支撐的工具管或注漿加固土層的措施； 1.1.2.2在軟土層且無障礙物的條件下，管頂以上土層較厚時，宜采用擠壓式或網(wǎng)格式頂管法； 1.1.2.3在粘性土層中必須控制地面隆陷時，宜采用土壓平衡頂管法；1.1.2.4在粉砂土層中且需要控制地面隆陷時，宜采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法；1.1.2.5在頂進(jìn)長度較短、管徑小的金屬管時，宜采用一次頂進(jìn)的擠密土層頂管法。1.1.3采用手掘式頂管時

3、，應(yīng)將地下水位降至管底以下不小于0.5mm處，并應(yīng)采取措施，防止其他水源進(jìn)入頂管管道。1.1.4頂管施工中的測量，應(yīng)建立地面與地下測量控制系統(tǒng)，控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護(hù)處。1.2工作坑1.2.1頂管工作坑的位置應(yīng)按下列條件選擇：1.2.1.1管道井室的位置；1.2.1.2可利用坑壁土體作后背；1.2.1.3便于排水、出土和運(yùn)輸；1.2.1.4對地上與地下建筑物、構(gòu)筑物易于采取保護(hù)和安全施工的措施；1.2.1.5距電源和水源較近，交通方便；1.2.1.6單向頂進(jìn)時宜設(shè)在下游一側(cè)。1.2.2采用裝配式后背墻時應(yīng)符合下列規(guī)定；1.2.2.1裝配式后背墻宜采用方木、型鋼或鋼板

4、等組裝，組裝后的后背墻應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；1.2.2.2后背土體壁面應(yīng)平整，并與管道頂進(jìn)方向垂直；1.2.2.3裝配式后背墻的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；1.2.2.4后背土體壁面應(yīng)與后背墻貼緊，有孔隙時應(yīng)采用砂石料填塞密實；1.2.2.5組裝后背墻的構(gòu)件在同層內(nèi)的規(guī)格應(yīng)一致，各層之間的接觸應(yīng)緊貼，并層層固定。1.2.3工作坑的支撐宜形成封閉式框架，矩形工作坑的四角應(yīng)加斜撐。頂管工作坑及裝配式后背墻的墻面應(yīng)與管道軸線垂直，其施工允許偏差應(yīng)符合表6.2.4的規(guī)定工作坑及裝配式后背墻的施工允許偏差(mm)表1.2.4 項目 允許偏差工作坑每側(cè) 寬度 不小于施工設(shè)計規(guī)定 長度裝配式后背

5、墻 垂直度 0.1%H 水平扭轉(zhuǎn)度 0.1%L注：1.H為裝配式后背墻的高度(mm)；2.L為裝配式后背墻的長度(mm)。1.2.5當(dāng)無原土作后背墻時，應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墻。1.2.6利用已頂進(jìn)完畢的管道作后背時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1.2.6.1待頂管道的頂力應(yīng)小于已頂管道的頂力；1.2.6.2后背鋼板與管口之間應(yīng)襯墊緩沖材料；1.2.6.3采取措施保護(hù)已頂入管道的接口不受損傷。1.2.7采用鋼管作預(yù)埋頂管洞口時，鋼管外宜加焊止水環(huán)，且周圍應(yīng)采用鋼制框架，按設(shè)計位置與鋼筋骨架的主筋焊接牢固；鋼管內(nèi)宜采用具有凝結(jié)強(qiáng)度的輕質(zhì)膠凝材料封堵；鋼筋骨架與井室結(jié)構(gòu)或頂管后

6、背的連接筋、螺栓、連接擋板錨筋，應(yīng)位置準(zhǔn)確，聯(lián)接牢固。1.2.8矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求：B = D1 + S L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 式中B矩形工作坑的底部寬度(m)；D1管道外徑(m)；S操作寬度(mm)，可取2.43.2m；L矩形工作坑的底部長度(m)；L1工具管長度(m)。當(dāng)采用管道第一節(jié)管作為工具管時，鋼筋混凝土管不宜小于0.3m；鋼管不宜小于0.6m；L2管節(jié)長度(m)；L3運(yùn)土工作間長度(m)；L4千斤頂長度(m)；L5后背墻的厚度(m)。1.2.9工作坑深度應(yīng)符合下列公式要求：H1 = h1 + h2 + h3H2 = h1 + h3 式

7、中H1頂進(jìn)坑地面至坑底的深度(m)；H2接受坑地面至坑底的深度(m)；h1地面至管道底部外緣的深度(m)；h2管道外緣底部至導(dǎo)軌底面的高度(m)；h3基礎(chǔ)及其墊層的厚底。但不應(yīng)小于該處井室的基礎(chǔ)及墊層厚度(m)。1.2.10頂管完成后的工作坑應(yīng)及時進(jìn)行下步工序，經(jīng)檢驗后及時回填。1.3設(shè)備安裝1.3.1導(dǎo)軌應(yīng)選用鋼質(zhì)材料制作，其安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：1.3.1.1兩導(dǎo)軌應(yīng)順直、平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計坡度一致；1.3.1.2導(dǎo)軌安裝的允許偏差應(yīng)為：軸線位置：3mm頂面高程：0+3mm兩軌內(nèi)距：±2mm1.3.1.3安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應(yīng)經(jīng)常檢查校核。1.3

8、.2千斤頂?shù)陌惭b應(yīng)符合下列規(guī)定：1.3.2.1千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點(diǎn)應(yīng)在管道中心的垂直線上；1.3.2.2當(dāng)千斤頂多于一臺時，宜取偶數(shù)，且其規(guī)格宜相同；當(dāng)規(guī)格不同時，其行程應(yīng)同步，并應(yīng)將同規(guī)格的千斤頂對稱布置；1.3.2.3千斤頂?shù)挠吐窇?yīng)并聯(lián)，每臺千斤頂應(yīng)有進(jìn)油、退油的控制系統(tǒng)。1.3.3油泵安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)符合下列規(guī)定：1.3.3.1油泵宜設(shè)置在千斤頂附近，油管應(yīng)順直、轉(zhuǎn)角少；1.3.3.2油泵應(yīng)與千斤頂相匹配，并應(yīng)有備用油泵；油泵安裝完畢，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)；1.3.3.3頂進(jìn)開始時，應(yīng)緩慢進(jìn)行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn)；1.3.3.4頂進(jìn)中若發(fā)

9、現(xiàn)油壓突然增高，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，檢查原因并經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)；1.3.3.5千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。1.3.4分塊拼裝式頂鐵的質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：1.3.4.1頂鐵應(yīng)有足夠的剛度；1.3.4.2頂鐵宜采用鑄鋼整體澆鑄或采用型鋼焊接成型；當(dāng)采用焊接成型時，焊縫不得高出表面，且不得脫焊；1.3.4.3頂鐵的相鄰面應(yīng)互相垂直；1.3.4.4同種規(guī)格的頂鐵尺寸應(yīng)相同；1.3.4.5頂鐵上應(yīng)有鎖定裝置；1.3.4.6頂鐵單塊放置時應(yīng)能保持穩(wěn)定。1.3.5頂鐵的安裝和使用應(yīng)符合下列規(guī)定：1.3.5.1安裝后的頂鐵軸線應(yīng)與管道軸線平行、對稱，頂鐵與導(dǎo)軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油

10、污；1.3.5.2更換頂鐵時，應(yīng)先使用長度大的頂鐵；頂鐵拼裝后應(yīng)鎖定；1.3.5.3頂鐵的允許聯(lián)接長度，應(yīng)根據(jù)頂鐵的截面尺寸確定。當(dāng)采用截面為20cm×30cm頂鐵時，單行順向使用的長度不得大于1.5m；雙行使用的長度不得大于2.5m，且應(yīng)在中間加橫向頂鐵相聯(lián)；1.3.5.4頂鐵與管口之間應(yīng)采用緩沖材料襯墊，當(dāng)頂力接近管節(jié)材料的允許抗壓強(qiáng)度時，管端應(yīng)增加U形或環(huán)形頂鐵；1.3.5.5頂進(jìn)時，工作人員不得在頂鐵上方及側(cè)面停留，并應(yīng)隨時觀察頂鐵有無異常跡象。1.3.6采用起重設(shè)備下管時應(yīng)符合下列規(guī)定：1.3.6.1正式作業(yè)前應(yīng)試吊，吊離地面10cm左右時，檢查重物捆扎情況和制動性能，確認(rèn)

11、安全后方可起吊；1.3.6.2下管時工作坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，當(dāng)管節(jié)距導(dǎo)軌小于50cm時，操作人員方可近前工作；1.3.6.3嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。1.4頂進(jìn)1.4.1開始頂進(jìn)前應(yīng)檢查下列內(nèi)容，確認(rèn)條件具備時方可開始頂進(jìn)。1.4.1.1全部設(shè)備經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)；1.4.1.2工具管在導(dǎo)軌上的中心線、坡度和高程應(yīng)符合第6.3.1條的規(guī)定；1.4.2拆除封門時應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.2.1采用鋼板樁支撐時，可拔起或切割鋼板樁露出洞口，并采取措施防止洞口上方的鋼板樁下落；1.4.2.2采用沉井時，應(yīng)先拆除內(nèi)側(cè)的臨時封門，再拆除井壁外側(cè)的封板或其他封填措施；1.4.2.3在不穩(wěn)定土層中頂管時，封門拆除后應(yīng)將工具

12、管立即頂入土層。1.4.3工具管開始頂進(jìn)510m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為：軸線位置3mm，高程0+3mm。當(dāng)超過允許偏差時，應(yīng)采取措施糾正。在軟土層中頂進(jìn)混凝土管時，為防止管節(jié)飄移，可將前35節(jié)管與工具管聯(lián)成一體。1.4.4采用手工掘進(jìn)頂管法時，應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.4.4)：圖6.4.4超挖示意圖片:a最大超挖量；b允許超挖范圍1.4.4.1工具管接觸或切入土層后，應(yīng)自上而下分層開挖；工具管迎面的超挖量應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定；1.4.4.2在允許超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進(jìn)時，管下部135o范圍內(nèi)不得超挖；管頂以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖應(yīng)根據(jù)具體情況確定，并制定安全保護(hù)措施；1.4.4.3

13、在對頂施工中，當(dāng)兩管端接近時，可在兩端中心先掏小洞通視調(diào)整偏差量。1.4.5頂管的頂力可按下式計算，亦可采用當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗公式確定：P=fD12h+(2h+ D1)tg2(45°-/2)+/D1L+PF 式中P計算的總頂力(kN)；管道所處土層的重力密度(kN/m3)；D1管道的外徑(mm)；H管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m)；管道所處土層的內(nèi)摩擦角(o)；管道單位長度的自重(kH/m)；L管道的計算頂進(jìn)長度(m)；f頂進(jìn)時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數(shù)，其取值可參看下表；頂進(jìn)管道與其周圍土層的摩擦系數(shù)土類 濕 干 粘土、亞粘土 0.20.3 0.40.5 砂土、亞砂土 0.30.

14、4 0.50.6 PF 頂進(jìn)時，工具管的迎面阻力(kN)，其取值，宜按不同頂進(jìn)方法參看下表 頂進(jìn)工具管迎面阻力(PF)的計算公式 頂進(jìn)方法 頂進(jìn)時，工具管迎面阻力(PF)的計算公式(kN) 手工掘進(jìn) 工具管頂部及兩側(cè)允許超挖 0 工具管頂部及兩側(cè)不允許超挖 · Dav · t · R 注：Dav工具管刃腳或擠壓喇叭口的平均直徑(m)；t工具管刃腳厚度或擠壓喇叭口的平均寬度(m)；R手工掘進(jìn)頂管法的工具管迎面阻力，或擠壓、網(wǎng)格擠壓頂管法的擠壓阻力。前者可采用500kN/m2，后者可按工具管前端中心處的被動土壓力計算(kN/m2)；a網(wǎng)格截面參數(shù)，可取0.61.0。1

15、.4.6采用鋼筋混凝土管時，其接口處理應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.6.1管節(jié)未進(jìn)入土層前，接口外側(cè)應(yīng)墊麻絲、油氈或木墊板，管口內(nèi)側(cè)應(yīng)留有1020mm的空隙；頂緊后兩管間的孔隙宜為10 15mm；1.4.6.2管節(jié)入土后，管節(jié)相鄰接口處安裝內(nèi)脹圈時，應(yīng)使管節(jié)接口位于內(nèi)脹圈的中部，并將內(nèi)脹圈與管道之間的縫隙用木楔塞緊。1.4.6采用T形鋼套環(huán)橡膠圈防水接口時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.6.1混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔、平整，無砂眼、氣泡；接口尺寸符合規(guī)定；1.4.6.2橡膠圈的外觀和斷面組織應(yīng)致密、均勻，無裂縫、孔隙或凹痕等缺陷；安裝前應(yīng)保持清潔，無油污，且不得在陽光下直曬；1.4.6.3鋼套環(huán)接口無疵點(diǎn)，焊

16、接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直，且應(yīng)按設(shè)計規(guī)定進(jìn)行防腐處理；1.4.6.4木襯墊的厚度應(yīng)與設(shè)計頂力相適應(yīng)。1.4.7采用橡膠圈密封的企口或防水接口時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.7.1粘結(jié)木襯墊時凹凸口應(yīng)對中，環(huán)向間隙應(yīng)均勻；1.4.7.2插入前，滑動面可涂潤滑劑；插入時，外力應(yīng)均勻；1.4.7.3安裝后，發(fā)現(xiàn)橡膠圈出現(xiàn)位移、扭轉(zhuǎn)或露出管外，應(yīng)拔出重插。1.4.8頂管結(jié)束后，管節(jié)接口的內(nèi)側(cè)間隙應(yīng)按設(shè)計規(guī)定處理；設(shè)計無規(guī)定時，可采用石棉水泥、彈性密封膏或水泥砂漿密封。填塞物應(yīng)抹平，不得凸入管內(nèi)。1.4.9工具管進(jìn)入土層后的管端處理應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.9.1進(jìn)入接收坑的工具管和管端下部應(yīng)設(shè)枕墊；1

17、.4.9.2管道兩端露在工作坑中的長度不得小于0.5m，且不得有接口；1.4.9.3鋼筋混凝土管道端部應(yīng)及時澆筑混凝土基礎(chǔ)。1.4.10在管道頂進(jìn)的全部過程中，應(yīng)控制工具管前進(jìn)的方向，并應(yīng)根據(jù)測量結(jié)果分析偏差產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢，確定糾偏的措施。1.4.11管道頂進(jìn)過程中，工具管的中心和高程測量應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.11.1采用手工掘進(jìn)時，工具管進(jìn)入土層過程中，每頂進(jìn)30cm，測量不應(yīng)少于一次；管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時，每頂進(jìn)100cm，測量不應(yīng)少于一次，糾偏時應(yīng)增加測量次數(shù)；1.4.11.2全段頂完后，應(yīng)在每個管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程；有錯口時，應(yīng)測出相對高差；1.4.11.3測量記

18、錄應(yīng)完整、清晰。1.4.12糾偏時應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.12.1應(yīng)在頂進(jìn)中糾偏；1.4.12.2應(yīng)采用小角度逐漸糾偏；1.4.12.3糾正工具管旋轉(zhuǎn)時，宜采用挖土方法進(jìn)行調(diào)整 。1.4.13管道頂進(jìn)應(yīng)連續(xù)作業(yè)。管道頂進(jìn)過程中，遇下列情況時，應(yīng)暫停頂進(jìn)，并應(yīng)及時處理；1.4.13.1工具管前方遇到障礙；1.4.13.2后背墻變形嚴(yán)重；1.4.13.3頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象；1.4.13.4管位偏差過大且校正無效；1.4.13.5頂力超過管端的允許頂力；1.4.13.6油泵、油路發(fā)生異常現(xiàn)象；1.4.13.7接縫中漏泥漿。1.4.14當(dāng)管道停止頂進(jìn)時，應(yīng)采取防止管前塌方的措施。1.4.15頂進(jìn)管道的施工質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：1.4.15.1管內(nèi)清潔，管節(jié)無破損；1.4.15.2允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定；頂進(jìn)管道允許偏差(mm)項目 允許偏差 軸線位置 50 管道內(nèi)底高程 D<1500 +30 -40