顶管施工规范.docx

顶管施工规
6顶管施工
6.1 一般规定
6.2工作坑
6.3设备安装
6.4顶进
6.5触变泥浆及注浆
6.1 一般规定
顶管的施工设计应包括以下主要容：
.1施工现场平面布置图；
.2顶进法的选用和顶管段单元长度确实定；
.3工作坑位置的选择及其构造类型的设计；
.4顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；
.5顶力计算和后背设计；
.6洞的封门设计；
.7测量、纠偏的法；
.8垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的法;
.9减阻措施；
.10控制地面隆起、沉降的措施；
.11地下水排除法；
.12注浆加固措施；
.13平安技术措施。

管道顶进法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定，并应符合以下规定：
.1在粘性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施；
.2在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采用挤压式或网格式顶管法；
.3在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法；
.4在粉砂土层中且需要控制地面隆陷时，宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法；
.5在顶进长度较短、管径小的金属管时，宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。
采用手掘式顶管时，应将地下水位降至管底以下不小于0.5mm处，并应采取措施，防止其他水源进入顶管管道。
顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、便校核、易于保护处。
6.2工作坑
顶管工作坑的位置应按以下条件选择：
.1管道井室的位置；
.2可利用坑壁土体作后背；
.3便于排水、出土和运输；
.4对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和平安施工的措施；
.5距电源和水源较近，交通便；
.6单向顶进时宜设在下游一侧。
采用装配式后背墙时应符合以下规定；
.1装配式后背墙宜采用木、型钢或钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；
.2后背土体壁面应平整，并与管道顶进向垂直；
.3装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；
.4后背土体壁面应与后背墙贴紧，有隙时应采用砂料填塞密实；

.5组装后背墙的构件在同层的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层固定。
工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。
顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允偏差应符合表6.2.的规定。
工作坑及装配式后背墙的施工允偏差(mm)表
工程，允偏差
工作坑每侧，宽度，不小于施工设计规定
,长度，
装配式后背墙，垂直度，0.1%H
,水平扭转度，0.1%L
注：1.H为装配式后背墙的高度(mm)；
2. L为装配式后背墙的长度(mm)。
当无原土作后背墙时，应设计构造简单、稳定可靠、就地取材、撤除便的人工后背墙。
利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合以下规定：
.1待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力；
.2后背钢板与管之间应衬垫缓冲材料；
.3采取措施保护已顶入管道的接不受损伤。
当顶管工作坑采用地下连续墙时，应符合现行标准?地基与根底工程施工及验收规?的规定，并应编制施工设计。施工设计应包括以下主要容；
.1工作坑施工平面布置及竖向布置；
.2槽段开挖土及泥浆处理；
.3墙体混凝土的连接形式及防渗措施；
.4预留顶管洞设计；
.5预留管、件及其与部构造连接的措施；.6 开挖工作坑支护及封底措施；

.7墙体面的修整、护衬及顶管后背的设计;
.8必要的试验研究容。
地下连续墙墙段间宜采用接头箱法连接，且其接缝位置应与井室部构造相接处错开。
槽段开挖成形允偏差应符合表6.2.的规定。
槽段开挖成形允偏差(mm)表
工程，允偏差
轴线位置，30
成槽垂直度，＜H/3
成槽深度，清后不小于设计规定
注：1.轴线位置指成槽轴线与设计轴线位置之差；
2.H为成槽深度(mm)。
采用钢管作预埋顶管洞时，钢管外宜加焊止水环，且围应采用钢制框架，按设计位置与钢筋骨架的主筋焊接结实；钢管宜采用具有凝结强度的轻质胶凝材料封堵；钢筋骨架与井室构造或顶管后背的连接筋、螺栓、连接挡板锚筋，应位置准确，联接结实。
槽段混凝土浇筑的技术要求应符合表的规定。
槽段混凝土浇筑的技术要求表
工程，技术要求指标
混凝土配合比，水灰比，＜0.80
,灰砂比，1:戈1:2.5
,水泥用量，＞ 370kg/m3
,坍落度，2±2cm
混凝土浇筑，拼接导管检漏压力，＞0.3MPa
,钢筋骨架就位后到浇筑开场，＜4h
,导管间距，＜3m

,导管距槽端距离,<1.50m
,导管埋置深度,>1.m <6.m
,混凝土面上升速度，>4.m/h
,导管间混凝土面高差，<0.50m
注：1.工作坑兼做管道构筑物时，其混凝土施工尚应满足构造要求；
2. 导管埋置深度系指开浇后下沉浇筑时，混凝土面距导管底的距离；
3. 导管间距系指当导管管径为2〜3mm时，导管中心至中心的距离。
地下连续墙的顶管后背部位，应按施工设计采取加固措施。
开挖工作坑，应按施工设计规定及时支护，可采用与墙体连接的钢筋混凝土圈梁和支撑梁的法支护，也可采用钢管支撑法支护。支撑应满足便于运土、提吊管件及机具设备等的要求。
地下连续墙施工允偏差应符合表的规定。
地下连续墙施工允偏差表
工程，允偏差
轴线位置，1mm
墙面平整度，粘土层，1mm
,砂土层，2mm
预埋管，中心位置，1mm
混凝土抗渗、抗冻及弹性模量，符合设计要求
注：墙面平整度允偏差值系指允凸出设计墙面的数值。
矩形工作坑的底部宜符合以下公式要求：
B = D1 + S(-1)
L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 (-2)
式中B ——矩形工作坑的底部宽度(m);
D1管道外径(m);

S——操作宽度(mm)，可取2.4〜3.2m;
L ——矩形工作坑的底部长度(m);
L1——工具管长度(m)。当采用管道第一节管作为工具管时，钢筋混凝土管不宜小于0.3m;钢管不宜小于0.6m;
L2 ——管节长度(m);
L3 ——运土工作间长度(m);
L4 ——千斤顶长度(m);
L5 后背墙的厚度(m)。
工作坑深度应符合以下公式要求：
H1 = hl + h2 + h3(-1)
H2 = h1 + h3(-2)
式中H1顶进坑地面至坑底的深度(m);
H2——承受坑地面至坑底的深度(m);
h1 ——地面至管道底部外缘的深度(m);
h2 ——管道外缘底部至导轨底面的高度(m);
h3——根底及其垫层的厚底。但不应小于该处井室的根底及垫层厚度(m)。
顶管完成后的工作坑应及时进展下步工序，经检验后及时回填。
6.3设备安装
导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合以下规定：
.1两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；
.2导轨安装的允偏差应为：
轴线位置：3mm
顶面高程：0〜+3mm
两轨距：±2mm

.3安装后的导轨应结实，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。
千斤顶的安装应符合以下规定：
.1千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；
.2当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜一样；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；
.3千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。
油泵安装和运转应符合以下规定：
.1油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；
.2油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进展试运转；
.3顶进开场时，应缓慢进展，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；
.4顶进中假设发现油压突然增高，应立即停顿顶进，检查原因并经处理后可继续顶进；
.5千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。
分块拼装式顶铁的质量应符合以下规定：
.1顶铁应有足够的刚度；
.2顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高出外表，且不得脱焊；
.3顶铁的相邻面应互相垂直；
.4同种规格的顶铁尺寸应一样；
.5顶铁上应有锁定装置；
.6顶铁单块放置时应能保持稳定。
顶铁的安装和使用应符合以下规定：
.1安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；
.2更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；
.3顶铁的允联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm x30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m；双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联；

.4顶铁与管之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；
.5顶进时，工作人员不得在顶铁上及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
采用起重设备下管时应符合以下规定：
.1正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认平安后可起吊；
.2下管时工作坑禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员可近前工作；
.3禁超负荷吊装。
6.4 顶进
开场顶进前应检查以下容，确认条件具备时可开场顶进。
.1全部设备经过检查并经过试运转；
.2工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合第6.3.条的规定；
.3防止流动性土或地下水由洞进入工作坑的措施；
.4开启封门的措施。
撤除封门时应符合以下规定：
.1采用钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞，并采取措施防止洞上的钢板桩下落；
.2采用沉井时，应先撤除侧的临时封门，再撤除井壁外侧的封板或其他封填措施；
.3在不稳定土层中顶管时，封门撤除后应将工具管立即顶入土层。
工具管开场顶进5 ~ 10m的围，允偏差应为：轴线位置3mm ，高程0~+3mm。当超过允偏差时，应采取措施纠正。
在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前3~5节管与工具管联成一体。
采用手工掘进顶管法时，应符合以下规定图6.4.4)
图超挖示意
a最大超挖量；b允超挖围
.1工具管接触或切入土层后，应自上而下分层开挖；工具管迎面的超挖量应根据土质条件确定；

.2在允超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135o围不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5cm;管前超挖应根据具体情况确定，并制定平安保护措施；
.3在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞通视调整偏差量。
采用网格式水冲法顶管时，应符合以下规定：
.1网格应全部切入土层后可冲碎土块；
.2进水应采用清水；
.3在地下水位以下的粉砂层中的进水压力宜为0.4〜0.6MPa；在粘性土层中，进压力宜为0. 7〜0.9MPa；
.4工具管的泥浆应通过筛网排出管外。
采用挤压式顶管时，应符合以下规定：
.1喇叭的开关及其收缩量应根据土层情况确定，且应与其形心的垂线左右对称；
.2每次顶进的长度，应根据车斗的容积、起吊能力和地面运输条件综合确定；
.3工具管开场顶进和接近顶完时，应采用手工挖土缓慢顶进；
.4顶进时，应防止工具管转动；
.5临时停顿顶进时，应将喇叭全部切入土层。
采用挤密土层法顶管时，应符合以下规定：
.1管前应安装管尖或管帽。当采用管尖时，其中心角宜为：砂性土层，不宜大于60o；粉质粘土，不宜大于50o；粘土，不宜大于40o；
.2为防止相邻管道损坏及地面隆起，应根据施工设计控制与相邻管道间的净距及距地面的深度。
顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经历公式确定：
P=f W【2h+(2h+ D1)tg2(45 -由/2)+寸 W】L+PF()
式中P ——计算的总顶力(kN)；
Y管道所处土层的重力密度kN/m3)；
D1管道的外径(mm)；
H ——管道顶部以上覆盖土层的厚度(m)；

e——管道所处土层的摩擦角(o)
3管道单位长度的自KkH/m);
L ——管道的计算顶进长度(m);
f——顶进时，管道外表与其围土层之间的摩擦系数，其取值可按表-1所列数据选用；
PF ——顶进时，工具管的迎面阻力(kN)，其取值，宜按不同顶进法由表-所列公式计算。
土类，湿，干
粘土、亚粘土，0.-2 0.3 , *0.5
砂土、亚砂土，0.T0.4 , *0.6
顶进钢管采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊处的外防腐层。
采用钢筋混凝土管时，其接处理应符合以下规定：
管节未进入土层前，接外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管侧应留有10〜20mm的空隙；顶紧后两管间的隙宜为10 ~15mm;
顶进法，顶进时，工具管迎面阻力(PF)的计算公式(kN)
手工掘进，工具管顶部及两侧允超挖，0
，工具管顶部及两侧不允超挖，n • Dav • t - R
挤压法，，n • Dav • t • R
网格挤压法，，a j/4 • D • R
注：Dav——工具管刃脚或挤压喇叭的平均直径(m);
t——工具管刃脚厚度或挤压喇叭的平均宽度(m);
R手工掘进顶管法的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压顶管法的挤压阻力。前者可采用5
kN/m2，后者可按工具管前端中心处的被动土压力计算(kN/m2);
a——网格截面参数，可取0.6〜1.0
管节入土后，管节相邻接处安装胀圈时，应使管节接位于胀圈的中部，并将胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。
采用T形钢套环橡胶圈防水接时，应符合以下规定:

混凝土管节外表应光洁、平整，无砂眼、气泡；接尺寸符合规定;
橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀，无裂缝、隙或凹痕等缺陷；安装前应保持清洁，无油污，且不得在下直晒；
钢套环接无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进展防腐处理；
木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。
采用橡胶圈密封的企或防水接时，应符合以下规定：
粘结木衬垫时凹凸应对中，环向间隙应均匀；
插入前，滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀；
安装后，发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，应拔出重插。
顶管完毕后，管节接的侧间隙应按设计规定处理；设计无规定时，可采用棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管。
工具管进入土层后的管端处理应符合以下规定：
进入接收坑的工具管和管端下部应设枕垫；
管道两端露在工作坑中的长度不得小于0.5m，且不得有接；
钢筋混凝土管道端部应及时浇筑混凝土根底。
在管道顶进的全部过程中，应控制工具管前进的向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和开展趋势，确定纠偏的措施。
管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合以下规定：
采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进1cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；
全段顶完后，应在每个管节接处测量其轴线位置和高程；有错时，应测出相对高差；
测量记录应完整、清晰。
纠偏时应符合以下规定：
应在顶进中纠偏；
应采用小角度逐渐纠偏；

纠正工具管旋转时，宜采用挖土法进展调整或采用改变切削刀盘的转动向，或在管相对于机头旋转的反向增加配重。
顶管穿越铁路或公路时，除应遵守本规外，并应符合铁路或公路有关技术平安规定。
管道顶进应连续作业。管道顶进过程中，遇以下情况时，应暂停顶进，并应及时处理；
工具管前遇到障碍；
后背墙变形重；
顶铁发生扭曲现象；
管位偏差过大且校正无效；
顶力超过管端的允顶力；
油泵、油路发生异常现象；
接缝中漏泥浆。
当管道停顿顶进时，应采取防止管前塌的措施。
顶进管道的施工质量应符合以下规定：
管清洁，管节无破损；
允偏差应符合表的规定；
工程 , ,允偏差
轴线位置，，50
管道底高程，D<15 , +30 -40
,D< 15 , +40 -50
相邻管间错，钢管道，<2
,钢筋混凝土管道，15%壁厚且不大于20
对顶时两端错，，50
注：D为管道径(mm)。
为密性要求的管道应按本规第10章的有关规定进展检验；

钢筋混凝土管道的接应填料饱满、密实，且与管节接侧外表齐平，接套环对正管缝、贴紧，不脱落；
顶管时地面沉降或隆起的允量应符合施工设计的规定。
采用中继间时应符合以下规定：
中继间千斤顶的数量应根据该段单元长度的计算顶力确定，并应有平安贮备；
中继间的外壳在伸缩时，滑动局部应具有止水性能；
中继间安装前应检查各部件，确认正常后可安装；安装完毕应通过试运转检验后可使用；
中继间的启动和撤除应由前向后依次进展；
撤除中继间时，应具有对接接头的措施；中继间外壳假设不撤除时，应在安装前进展防腐处理。
6.5触变泥浆及注浆
采用触变泥浆减阻措施时，应编制施工设计，并应包括以下主要容：
泥浆配合比压浆数量及压力确实定；
制备和输送泥浆的设备及其安装规定；
注浆工艺、注浆系统及注浆的布置；
顶进洞封闭泥浆的措施；
泥浆的置换。
触变泥浆的压浆泵，宜采用活塞泵或螺杆泵。管路接头宜选用拆卸便、密封可靠的活接头。
注浆的布置宜符合以下规定：
6.5.3. 1注浆的布置宜按管道直径的大小确定，每个断面可设置3〜5个，并具备排气功能；
相邻断面上注浆可平行布置或交织布置。
触变泥浆的配合比，应按管道围土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。
触变泥浆的注浆量，宜按管道与其围土层之间环形间隙的1〜2倍估算。
触变泥浆的灌注应符合以下规定：.1搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后可灌注;

.2注浆前，应通过注水检查注浆设备，确定设备正常后可灌注;
.3注浆压力可按不大于0.1MPa开场加压，在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数，应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。
.4每个注浆宜安装阀门，注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后可继续顶进。
触变泥浆的置换应符合以下规定：
.1可采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆；
.2撤除注浆管路后，应将管道上的注浆封闭密；
.3注浆及置换触变泥浆后，应将全部注浆设备清洗干净；
在不稳定土层中顶管采用注浆加固法时，应通过技术经济比较确定加固案。