顶管施工技术及验收规范试行模板.doc

1 总则 101 为统一全国顶管施工技术要求，做到技术优异，经济合理，安全可靠，确保施工质量，使顶管施工规范化，中国非开挖技术协会特组织制订本规范。 102 当地下管道或其它管线铺设能够经过顶进施工方法在交通、建筑、经济和环境保护方面带来好效益，应该采取非开挖施工方法。 103 本规范适适用于敞开式和封闭式顶管施工方法。依据施工方法不一样，顶管机可分为敞开式顶管掘进机和封闭式顶管掘进机两大类。敞开式顶管掘进机有手掘式、挤压式和网格式等；封闭式顶管掘进机有土压平衡、泥水平衡、混合型等型式。 104 本规范适适用于全部预制管道地下非开挖施工，包含常见断面为圆形、长方形和其它不规则形状管道。 105 依据管道材料和各自连接方法来选择适宜管道之间连接方法即：刚性连接或柔性连接。 106 对采取顶管施工方法引发地表变形和对周围环境影响，应事先做出充足估计，并使之符合建设单位相关要求。当估计影响难以确保地面建筑物、道路交通和地下管线正常使用时，应在建设单位组织下，会同相关部门约定采取有效技术方法进行监测和保护。 107 当两条平行管道采取顶管法施工时，应落实先深后浅、先大后小标准。两段管道平行顶进时，其相邻管壁间最小净距应依据施工地域地质条件、不一样顶进方法和施工时间等原因来确定。通常情况下，相邻顶管外壁间距应大于大管道外径。第1页 108 通常情况下，顶管覆土厚度大于3m，或大于15倍管道外径，不然应采取对应技术方法。 109 在进行顶管工程施工设计前，应对施工线路进行工程勘察，调查分析施工区域水文地质和工程地质情况，充足掌握和顶进施工相关现场资料。施工人员必需依据设计图纸、技术标准和现场施工条件等原因，认真编写施工组织设计，对操作人员进行具体技术交底，明确职责分工。 1010 对于机械化程度较高土压平衡、泥水平衡和?昆合式顶管机操作员，应加强专业技术和安全教育，并须持证上岗。 1011 应和相关部门签署施工配合协议。在顶进作业前，对周围建筑物和地下设施采取对应防护方法，避免造成意外事故。在顶进过程中，应对周围重大建筑物、顶进力、后座墙进行测量监控。测量监控方案应纳入施工组织设计或施工技术方案中。 1012 施工完成后，管道伸缩标准应该满足给排水管道、气体输送管道和其它管道使用要求。 1013 管道内施工全部移动电机具和设备，必需有严格接地方法。井下、管道内照明设备必需用1236V安全电压。2 术语 201 非开挖技术 Trenchless technology(No dig) 不开挖地表或以最小地表开挖量进行多种地下管道管线探测、检验、铺设、更换或修复施工技术。 202 顶进起始工作坑工作井 Drivepit(Entry pit) 为部署顶管施工设备而开挖工作坑井，作顶进工作坑井中通常设置有后背墙以承受施工过程中反力。 203 接收出口工作坑 Reception pit(Exit pit) 为接收顶管施工设备而开挖工作坑(井)，有时也称为目标工作坑(井)(Target shaft)。 204 进人施工 Man entry pipe jacking 施工人员进入管道进行作业施工方法，公认进人和非进人管道直径划分通常以900mm为界。 205 顶管施工技术 Pipe jacking 在不开挖地表情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设管道顶人，从而在顶管机以后直接铺设管道非开挖地下管道施工技术。 206 微型隧道施工技术 Microtunneling 微型隧道施工技术也称为小口径自动化顶管施工技术，通常见于铺设小口径管道，在施工中可采取遥控方法在地表控制管道顶进方向。该工法也可用于铺设直径较大管道。 207 中继站中继间 Intermediate jacking stationIJS 中继站有时也称为中间顶推站、中继间或中继环，其安装在顶进管线第3页一些部位，把这段顶进管道分成若干个推进区间。它关键由多个顶推油缸、特殊钢制外壳、前后两个特殊顶进管道和均压环、密封件等组成。顶推油缸均匀地分布于保护外壳内。当所需顶进力超出主顶工作站顶推能力、施工管道或后座装置所许可承受最大荷载时，则需要沿施工管线安装一个或多个中继站进行辅助施工。 208 顶管机 Jacking machine 顶管机是在一个护盾保护下，采取手掘、机械或水力破碎方法来完成隧道开挖机器。 209 后背墙 Reaction wall 后背墙是顶进管道时为顶进工作站提供反作用力一个结构，有时也称为后背、后座或后座墙等。 2010 顶进力 Jacking force(Jacking loads) 顶管施工中顶进力(Jacking loads)是指在施工中推进整个管道系统和相关机械设备向前运动力，需要克服顶进中多种阻力，同时在顶进过程中还不停受到多种外界原因影响(纠偏、后背位移等)。 2011 切削头切削刀盘 Cutting head(Cutting wheel) 依据地层情况不一样，全断面掘进顶管机能够配置不一样形状和结构形式切削刀盘(或钻头)，一些结构切削刀盘除了能够进行工作面掘进之外，还含有平衡土压力作用。切削刀盘通常可分为车轮式切削刀盘、挡板式切削刀盘和岩石切削刀盘三种。 2012 顶进管道 Jacking pipe 要顶进多种管道，通常包含混凝土管道、钢筋混凝土管道、钢管道、玻璃钢管道、铸铁管道和陶土管道等。管道接口要求平直，含有良好密封性能。 2013 手掘式顶管机 Manual pipe jacking machine3 施工组织设计编写 301 顶管施工属于地下工程，影响施工原因很多，除了施工工艺方法多、技术要求差异大等特点外，工程地质条件、原有地下设施和地下障碍物情况和施工现场环境等原因均可对施工进度、工程质量、施工安全和施工成本造成影响。为了确保顶管施工项目标顺利进行，取得良好经济效益和社会效益，编写好顶管施工技术组织设计是十分关键。 31 关键内容 311 顶管施工组织设计应包含以下关键内容： (1)工程概况：关键介绍施工场地特征，水文地质和工程地质概况、协议工期、施工设计各项关键指标等内容。 (2)业主或发包单位介绍。 (3)承包商或施工单位介绍。 (4)施工准备工作计划。 (5)施工次序和施工进度计划。 (6)施工方法和施工设备选择。 (7)施工平面部署图。 (8)施工技术方法(包含工程质量确保和安全施工方法等)和工程监理等。 (9)施工区域及施工范围：施工范围应在施工所在地域合适百分比地图上用较显著线条表示出来，而且标明所顶管子口径、延长米等。 (10)工作量：指标明关键实物工作量，如工作井、接收井数量，各类管径顶管总延长米数。依据具体情况，也可同时标明货币工作量。 (11)劳动力和物资需用计划。 32 工程概况 321 工程介绍：第7页 首先应对工程所在地环境、交通、地下公共设施等作部分简明扼要介绍；其次，应对工程工作量、管道埋深、管线走向作一个说明；最终应对工程特点、难点作一个关键介绍。 322 地层条件： 对顶管、工作井、接收井所包含土层物理、力学性质进行具体描述。地层条件不仅是选择顶管工法关键依据，也是合理选择辅助施工方法和多种施工计算(如顶进力计算)依据。所以，要求其数据可靠、可信。假如业主提供资料不能完全满足要求，承包商应深入要求业主提供相关资料，或自己进行一次比较详尽勘探，以取得完整资料。 323 地层柱状图： 在比较简单、推进距离不长情况下，能够在地层纵剖图-亡标明所顶管子直径、高程和顶进长度。不过，若顶管施工规模比较大且较为复杂时，就必需每间隔一定距离绘一张地层柱状图。地层柱状图是把每一个钻探孔土质分层，并对其关键特征加以说明，让施工人员能一目了然地了解地层情况。 在每一张地层柱状图中，自左至右，其应含有内容有：绝对标高、土层深度、柱状图、土层颜色、土质名称、土层物理力学性质说明、标准贯入值、标准贯入值曲线、顶管所穿过土层及管径和管内底标高等。 324 地面建筑及道路情况： 对顶管可能影响到建筑结构、基础、使用情况应作部分说明。必需时应对建筑物已经有裂缝作一个封头处理。具体做法是由施工方、业主、监理及当地代表四方，在施工前对可能影响到建筑物裂缝端头用红漆标注出来，对较宽裂缝宽度用红漆标注在裂缝旁边，而且对这些拍照，做成资料，由四方签字并各持一份。碰到受保护古建筑物及居民房屋应尽可能做得具体一点。假如需要尤其保护还要制订出其保护方法，该方法应列入后面施工计划。 325 地下管线及地下构筑物：4 顶管机选型 401 顶管施工应关键依据土质情况、地下水位、施工要求等，在确保工程质量、施工安全等前提下，合理选择顶管机型。 402 为合理选择顶管机型，应首先取得和分析以下相关技术资料： 依据所提供工程地质钻孔柱状图和地质纵剖面图，了解顶管机所要穿过有代表性地层条件，同时研究特殊地层条件和可能碰到施工问题。 具体分析顶管机所要穿越各类地层土壤参数(表402)，然后依据下列几条进行顶管机选型：第13页 1 按土颗粒组成和土塑性指数，可确定顶管机穿越最具代表性地层及其最基础地质依据。 2 依据土有效粒径d10和土渗透系数K等，可确定是否采取人工降水方法疏干地层。 3 在环境保护要求很高砂性土层中进行顶管施工，当地下水压力98kPa，黏土颗粒含量10cms，并有严重流砂时，宜采取泥水平衡或开挖面加高浓度泥浆土压平衡顶管掘进机施工。 4 按土稳定系数NI计算和对地面沉降控制要求选择顶管机结构形式和地面沉降控制技术措施，其计算公式见式(402)。 当Nt6时，且地面沉降控制要求很高时，因正面土体流动性很大，需采取封闭式顶管机头。 当4Nt1时，导轨可按平坡铺设。 (2)导轨安装许可偏差应为：轴线位置，3mm；顶面高程，0+3mm；两轨内距，2mm。 (3)安装后导轨必需稳固，在顶进中承受多种负载时不产生位移、不沉降、不变形。 (4)导轨安放前，应先复核管道中心位置，并应在施工中常常检验校核。 812 导轨应选择钢质材料制作，导轨安装完成后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨轴线和高程均要和主导轨保持一致，此副导轨用于预防机头进洞后低头。 813 现在常见导轨形式有两种，一般导轨和复合型导轨。一般导轨适适用于小口径顶管，它是用两根槽钢相背焊接在轨枕上制成(图813a)，它导轨面标高和管子内管底标高是相等，所以两轨道之间宽度B能够依据公式求得：第43页 复合型基坑导轨断面请参见图813b)。在每一根导轨上全部有两个工作面：水平工作面是供顶铁在其上滑动，倾斜工作面则是和管子接触。这么一来，复合型导轨寿命要比一般型大大增加。为了测量及导轨安放方便，导轨水平工作面仍然和钢筋混凝土管内管底标高同处一个水平面上。每一副复合导轨中还设有六只能够调整高低撑脚，方便安装。 82 主顶设备及安装 821 主顶千斤顶安装于顶进工作坑中，用于向土中顶进管道，其形式多为液压驱动活塞式双作用油缸。 1 主顶设备关键由下列装置组成： (1)26只主顶千斤顶。 (2)组合千斤顶架。 (3)液压动力泵站及管阀。 (4)顶铁。 2 千斤顶组合部署通常采取以下多个形式： (1)固定式。 (2)移动式。 (3)双冲程组合式。 822 千斤顶安装应符合下列要求： (1)千斤顶宜固定在支架上，并和管道中心垂线对称，其协力作用点应在管道中心垂直线上。 (2)当千斤顶多于一台时，应取偶数，且规格相同，行程同时，每台第44页9 顶进力计算 911 顶管顶力可按下式计算(亦可采取当地经验公式确定)： 912 采取敞开式顶管法施工时，顶管掘进机切人阻力可按式(912)计算：第56页 913 在封闭式压力平衡顶管施工中，迎面阻力能够用式(913)进行计算： 914 曲线顶进时，应分别计算其直线段和曲线段顶进力，然后累加即得总顶进力。直线段顶进力仍然根据上述公式来计算，而曲线段顶进力则可按式(9141)进行计算： 在曲线段顶进力计算完成后，如要接着计算随即直线段顶进力，可按下述公式进行计算：10 顶进施工 101 顶进施工通常要求 1011 顶进钢管采取钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊口处外防腐层。 1012 采取钢筋混凝土管时，其接口处理应符合下列要求： (1)管节未进入土层前，接口外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有1020mm空隙；顶紧后两管间孔隙宜为1015mm； (2)管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口在内胀圈中部，并将内胀圈和管道之间缝隙用木楔塞紧。 1013 采取T形钢套环橡胶圈防水接口时，应符合下列要求： (1)混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸应符合要求。 (2)橡胶圈外观和断面组织应致密、均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺点，安装前应保持清洁，无油污，且不得在阳光下直晒。 (3)钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，肋部和钢板平面垂直，且应按设计要求进行防腐处理。 (4)木衬垫厚度应和设计顶进力相适应。 1014 采取橡胶圈密封企口或防水接口时，应符合下列要求： (1)黏结木衬垫时凹凸口应对中，环向间隙应均匀。 (2)插入前，滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀。 (3)安装后，发觉橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，应拔出重新安装。 1015 掘进机进人土层后管端处理应符合下列要求：第58页 (1)进入接收坑顶管掘进机和管端下部应设枕垫。 (2)管道两端露在工作坑中长度不得小于05m且不得有接口。 (3)钢筋混凝土管道端部应立即浇筑混凝土基础。 1016 在管道顶进全部过程中，应控制顶管掘进机前进方向，并应依据测量结果分析偏差产生原因和发展趋势，确定纠偏方法。 1017 管道顶进过程中，顶管掘进机中心和高程测量应符合下列要求： (1)采取手工掘进时，顶管掘进机进入土层过程中，每顶进300mm，测量不应少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进looomm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数。 (2)全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时，应测出相对高差。 (3)测量统计应完整、清楚。 1018 纠偏时应符合下列要求： (1)应在顶进中纠偏。 (2)应采取小角度逐步纠偏。 (3)纠正顶管掘进机旋转时，宜采取挖土方法进行调整或采取改变切削刀盘转动方向，或在管内相对于机头旋转反向增加配重。 1019 顶管穿越铁路或公路时，除应遵守本规范外，还应符合铁路或公路相关技术安全要求； 10110 管道顶进应连续作业。如遇下列情况时，应暂停顶进，并应立即处理。 (1)顶管掘进机前方碰到障碍。 (2)后背墙变形严重。 (3)顶铁发生扭曲现象。 (4)管位偏差过大且校正无效。 (5)顶进力超出管端许可顶力。 (6)油泵、油路发生异常现象。