頂管技術(shù)規(guī)程

1、頂管技術(shù)規(guī)程一、 頂管簡介 機械頂管技術(shù)是指采用頂管掘進機械成孔，然后將管道從頂進工作坑頂入以形成連續(xù)襯砌的管道的非開挖鋪設(shè)技術(shù)，按掘進機的種類可把機械頂管分為泥水式、土壓式和巖石掘進機械，隨著注漿減阻技術(shù)水平提高和設(shè)備不斷改進，現(xiàn)在通常把一次性頂進300m以上距離才稱為長距離頂管。機械頂管適應(yīng)不同的土質(zhì)，有無地下水，不同的施工條件和不同的要求，適用范圍很廣，泥水平衡頂管掘進機械和加泥式土壓平衡頂管掘進機械使用范圍最為廣泛，可以稱得上是全土質(zhì)型，即從淤泥質(zhì)土到砂礫層都能適應(yīng)（N值從050 之間，含水量20%-150%之間的土）而且不需要輔助施工措施（如降水等）。機械頂管不受地下水的影響，以土壓

2、平衡頂管機械為例：因為頂管掘進機械機頭的土倉式全封閉的，在頂進過程中土倉中土的壓力與它所處地層地下水和土壓力處于一種平衡狀態(tài)。它的排土量與掘進機所占去的土體積也處于一種平衡狀態(tài)。機械頂管采用現(xiàn)代科技手段，頂管掘進成孔處于可控制狀態(tài)，管節(jié)由工廠按國家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制加工，管節(jié)接口采用遇水膨脹楔型橡膠接口，可保證管道的工程質(zhì)量和壽命。二、 頂管施工。頂管施工工藝流程圖測量放樣基坑構(gòu)筑進洞準(zhǔn)備地面設(shè)備安裝機頭進洞工作坑設(shè)備安裝地面設(shè)備安裝注漿減摩 頂管推進中繼間安裝水平頂進頂管出洞拆除頂管設(shè)施、接口安裝1、工作原理及施工優(yōu)點國產(chǎn)的NPD型泥水平衡頂管機，設(shè)備系統(tǒng)由泥水加壓式掘進機、油壓裝置、泥水循環(huán)設(shè)備和泥

3、水處理設(shè)備及遙控設(shè)備組成。在管段的起點和終點分別設(shè)工作井和接收井。掘進機放置井下、掘進機軸線與設(shè)計管線軌跡重合。掘進后到盤切削下來的巖土在掘進機內(nèi)有泥水泵排至地面的泥水處理循環(huán)裝置，同時沉淀后的泥水在壓入掘進機內(nèi)。管子下到工作井，F(xiàn)型接口混凝土套管用橡膠帶密封好后由后方頂進裝置沿設(shè)計軌跡頂入地下，上方為遙控設(shè)備，控制掘進路線，不斷進行糾偏。本方法施工優(yōu)點為泥水頂管時總的推力較小，可以相對保證后背的安全適宜長距離的頂管施工。在施工過程中，可以有效的保持挖掘面的穩(wěn)定，對所頂管子周圍的土體擾動較小，對地面及周邊建筑物的影響較小。由于泥水輸送棄土是連續(xù)進行，所以作業(yè)時的進度比較快，日頂進約20米左右，

4、能有效的保證工期。本方法可以適應(yīng)各種地質(zhì)條件，在土質(zhì)、地下水變化大的情況下，也能有效的應(yīng)用。2、測量控制2.1針對永久性水準(zhǔn)點、導(dǎo)線建立臨時水準(zhǔn)點，將核對資料報送項目技術(shù)主管，經(jīng)項目技術(shù)主管審批合格后方可進行下一步工作。2.2施工過程中對以下工序進行測量控制：工作坑開挖時的上口開挖線、管道頂進時的軸線、高程。2.3控制點設(shè)置必須符合有關(guān)的規(guī)范和規(guī)定，在施工過程中建立測量控制系統(tǒng)，控制點設(shè)在不宜擾動、視線清楚、方便控制、易于核對處。 3、設(shè)備安裝3.1起重架：下管采用汽車吊。3.2導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌采用16號工字鋼，兩導(dǎo)軌平行，等高架在5個16號工字鋼上，兩端工字鋼固定。3.3泥水設(shè)備安裝：兩個16

5、立方一個12立方水箱及水泥分離設(shè)備等由汽車吊吊至指定位置。4、頂力計算4.1控制土壓力值P P=K0hK0靜土壓系數(shù)，按土質(zhì)取0.33土容重h覆土深度P=0.33×19×4.1 = 25.71KPa 4.2頂管機初始推力FOFO=PR2R混凝土管有效半徑FO=25.71×3.14×（1.32）2 =140.66KN 4.3一次頂進管子阻力PO=fDL f磨阻系數(shù)，按土質(zhì)取8D管外徑L頂進長度PO =8×3.14×2.64×150 =9796.8KN 4.4一次頂進總推力F1F1=F0+P0 F1=140.66KN +9796

6、.8KN =9937.46KN 4.5考慮注漿減摩效果后實際總推力FF=F1減摩系數(shù)0.8F=0.8×9947.46=7949.968KN 4.6工作井后背墻：根據(jù)管道直徑選擇墻寬4m，高2m，墻厚40cm，內(nèi)襯雙層鋼筋網(wǎng)片，外側(cè)以預(yù)制鋼后背為模板，兩側(cè)支模，內(nèi)澆混凝土，混凝土強度采用C30，頂稿選用200T，行程為3.5m千斤頂，每臺設(shè)備配置4臺。5、管道接口及其它：F型鋼承口砼管接口采用柔性接口。6、洞口止水本工程采用橡膠密封，其作用是保證后端有一定的密封性，在注漿有一定的壓力的情況下保證漿液不從后端流出，確保泥漿作用。7、管道頂進與糾偏 7.1在工作井內(nèi)精確的測放軸線，穩(wěn)置導(dǎo)軌

7、，按照軌道和管道中心線高程，進行穩(wěn)置主頂油缸架，油缸中心線和管道中心線在同一垂直面內(nèi)。設(shè)置后背鐵，后背鐵采用4米×4米×0.3米鋼質(zhì)后背鐵，后背鐵受力面平直，具有足夠的強度和剛度。后背鐵安裝要緊靠工作井后背砼，與工作井底板充分接觸，并與管道中心線垂直。7.2機頭入洞。安裝機頭，保證機頭頂進軸線的準(zhǔn)確，在導(dǎo)軌前設(shè)置引軌，引軌一段與軌道連接。機頭開頂前，在機頭尾部壓放配重鐵，機頭入洞2/5后，及時連接第一節(jié)管進行陪重，隨著頂進，機頭后3-4節(jié)砼管節(jié)需要用30專用絲杠連成整體，連接點為四個，與注漿孔錯開，以確保機頭不沉。7.3初始頂進。初始頂進階段緩慢進行，不可進行糾偏，要始終注

8、意觀察掘進機與導(dǎo)軌的接觸情況是否正常，如不正常必須停止頂進，分析原因再決定是否繼續(xù)頂進。7.4正常頂進。在正常頂進中，泥水倉的進水閥和排泥閥均打開，調(diào)節(jié)好進、排泥水的流量，使泥水倉保持一定的壓力，平衡地下水的壓力。停止頂進時，先關(guān)閉頂進系統(tǒng)，然后關(guān)閉刀盤驅(qū)動系統(tǒng)，再關(guān)停排泥系統(tǒng)。7.5管節(jié)止轉(zhuǎn)的方法和措施。頂管時，機頭在刀盤及出土機的作用下，可能會發(fā)生旋轉(zhuǎn)。對機頭的旋轉(zhuǎn)主要采用加壓重塊的方法，先在機頭兩側(cè)做好放壓重塊的架子，并均衡放置重塊，當(dāng)機頭右轉(zhuǎn)時，將右側(cè)壓重塊搬向左邊，反之將左側(cè)壓重塊搬向右邊。7.6采用泥水平衡頂管施工，由泥水平衡掘進機進行破土及輸送泥土。進漿管、排泥管均采用DN100

9、鋼管，用快速接頭進行連接。通過排泥泵把泥水排到泥水分離設(shè)備進行泥水分離處理。在正常頂進中要始終觀察刀盤扭矩，控制在允許范圍內(nèi)。7.7頂進速度控制在0.5-1.0米/小時。頂進測量開始5米時，即對中心線及高程測量一次，隨著頂進，每掘進10米測量一次。管道頂進過程中，頂管中心和高度由激光導(dǎo)向儀進行測量，其糾偏精度由激光導(dǎo)向儀發(fā)射到掘進機測量用的靶盤隨時進行控制，確保偏差度不超過±8cm。頂進管道允許偏差（mm）項目允許偏差軸線位置80管道內(nèi)底高程D1500+70-90相鄰管間錯口鋼筋混凝土管道15%壁厚且不大于20注：D為管道內(nèi)7.8泥水管理及注漿減阻土壤的性質(zhì)決定泥水管理的難度與所頂管

10、子直徑比和土質(zhì)有關(guān)。盡管本工程是粘性土質(zhì)，砼管直徑比不大，但仍需控制泥漿壓力及泥漿的調(diào)配。減少管子周邊摩擦阻力，確保頂管順利完成，同時起到控制泥漿的流失，防止地面沉降。砼套管設(shè)注漿孔，按120度分布，在管頂與覆土之間進行填充漿液。注漿程序，必須遵守“先注后頂，隨頂隨注”的原則。管道在頂進過程中不允許停止注漿，若因故停止注漿，必須先停止頂管，在停止注漿。7.9為防止覆土沉降，進行漿液置換。砼套管設(shè)注漿孔，按120度分布。配制1：2水泥砂漿由一側(cè)注漿孔注入，另一側(cè)注漿孔溢出，在管頂與覆土之間進行填充。7.10加強頂管中心軸線上方地面的沉降觀測，觀測點沿頂管軸線方向布置，起始段50m范圍內(nèi)，每隔10

11、m布點，以后每30m布點。監(jiān)測頻率為每天一次，路面沉降達(dá)到1cm為報警值，其他管線沉降報警值為0.5cm。為加強對路面地下重要管線安全和及時發(fā)現(xiàn)頂管施工過程中可能造成的路基空洞不密實等安全隱患，通過頂管前后對路面雷達(dá)圖像對比，綜合評定頂管施工對道路結(jié)構(gòu)的影響。頂進過程中地面沉降控制范圍項目允許變化范圍（MM）地面隆起的最大極限+10地面沉降的最大極限-107.11掘進機出洞管道頂進施工完成后，為了方便出洞順利，需對出洞口土體進行加固，所經(jīng)管道兩側(cè)及上部寬500mm、長5m范圍內(nèi)土體進行加固，防止掘進機出洞時產(chǎn)生叩頭現(xiàn)象，在洞的下部用低標(biāo)號混凝土澆注一塊托板，把掘進機托住，或用倒鏈提起。7.12

12、鋼筋混凝土管應(yīng)帶注漿孔，頂管完后做注漿處理，砼管施工完畢。 三、 工作井 1. 工作井、接收井凈空尺寸 1.1工作井最小長度 按頂管機長度確定，工作井的最小內(nèi)凈長度可按下列公式計算： Ll1l3k 式中 L工作井的最小內(nèi)凈長度 （m） l1頂管機下井時最小長度(m) l3千斤頂長度(m)，一般可取2.5米 k后座和頂鐵的厚度及安裝富余量，可取1.6米 1.2工作井最小寬度 淺工作井內(nèi)凈寬度可按下列公式計算： BD1(2.02.4) 式中 B工作井的內(nèi)凈寬度（m） D1管道的外徑（m） 深工作井內(nèi)徑寬度可按下列公式計算： B3D1(2.02.4) 1.3工作井深度確定 工作井底板面深度應(yīng)按下列公

13、式計算： HHSD1h 式中 H工作井底板面最小深度（m）HS管頂覆土層厚度（m） h管底操作空間（m） 鋼管可取h0.70.8m玻璃纖維增強塑料夾砂管和鋼筋混凝土管等可取 h0.40.5m2. 工作井、接收井施工豎井施工工序分四步施工。即：施工準(zhǔn)備、井圈施工、井身開挖、豎井封底。2.1鎖口圈梁 工作坑鎖口圈梁寬300mm、深300mm鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鎖口圈梁施工程序： 測量放線-挖槽-墊層混凝土-養(yǎng)護-縱向預(yù)留鋼筋-綁扎鎖口圈梁鋼筋-安裝豎井井架及梯道預(yù)埋件-支搭鎖口圈梁模板-養(yǎng)護-拆模為了頂管工作井下部鋼梁能與鎖口圈梁連接，鎖口圈梁向下預(yù)留鋼筋接頭。 2.2頂管工作井井身開挖頂管工作井井身

14、采用分段開挖，分階段支護，隨挖隨支護，每一循環(huán)挖深0.8m左右，開挖后焊接錨桿，焊接縱向鋼筋及安裝及鋼筋網(wǎng)，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度250mm。施工程序：測量放線-井身開挖-安裝鋼架-焊接縱向鋼筋及安裝鋼筋網(wǎng)-噴混凝土至設(shè)計厚度-下一循環(huán)工序。2.3護壁錨噴混凝土施工頂管工作井井壁支護鋼隔柵噴射混凝土支護方法，井壁為250mm厚，C20噴射混凝土。2.4封底，井身開挖及支護至設(shè)計標(biāo)高后，現(xiàn)澆200mm厚C20混凝土封底，井底預(yù)留集水坑。2.5豎井開挖過程中，隨開挖隨對周邊井壁進行回填注漿，保證井壁背后土體穩(wěn)定。頂管留洞尺寸為套管直徑，洞口處加設(shè)加強筋，周圍抹平。 四、管材選用及管件構(gòu)造要求1.管材選用頂管材質(zhì)應(yīng)根據(jù)管道用途、管材特性及當(dāng)?shù)鼐唧w情況確定。2.鋼管頂管用鋼材宜選用Q235B。頂管管材的規(guī)格和性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700的要求。管壁厚度應(yīng)采用計算厚度加腐蝕厚度