顶管施工规范

顶管施工规范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6。1.1顶管的施工设计应包括以下主要内容：6.1.1。1施工现场平面布置图;6.1.1.2顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定；6。1.1。3工作坑位置的选择及其结构类型的设计；6。1.1.4顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；6.1.1。5顶力计算和后背设计；6.1。1。6洞口的封门设计;6。1。1。7测量、纠偏的方法；6.1.1。8垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的方法；6.1。1。9减阻措施；6.1.1。10控制地面隆起、沉降的措施;6。1.1。11地下水排除方法；6.1.1.12注浆加固措施；6.1。1.13安全技术措施。6。1。2管道顶进方法的选择,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，并应符合下列规定：6。1。2.1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；6。1.2.2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;6。1。2.3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;6。1。2.4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；6。1。2.5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。6。1。3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。6。1.4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、方便校核、易于保护处。6.2工作坑6.2.1顶管工作坑的位置应按下列条件选择:6.2。1。1管道井室的位置；6。2.1.2可利用坑壁土体作后背；6.2。1.3便于排水、出土和运输；6。2.1。4对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全施工的措施；6.2。1.5距电源和水源较近，交通方便；6.2。1。6单向顶进时宜设在下游一侧。6。2。2采用装配式后背墙时应符合下列规定;6.2.2.1装配式后背墙宜采用方木、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；6。2。2.2后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直;6。2。2。3装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；6.2。2.4后背土体壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；6.2。2.5组装后背墙的构件在同层内的规格应一致,各层之间的接触应紧贴，并层层固定。6。2.3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。6.2。4顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合表6。2。4的规定。工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差（mm）表6.2.4项目 ， 允许偏差 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 ， 0.1H , 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)。6。2.5当无原土作后背墙时,应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。6.2。6利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合下列规定：6。2.6。1待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力；6。2.6。2后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；6.2.6。3采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。6.2。7当顶管工作坑采用地下连续墙时,应符合现行国家标准地基与基础工程施工及验收规范的规定，并应编制施工设计。施工设计应包括以下主要内容；6.2.7。1工作坑施工平面布置及竖向布置；6。2.7。2槽段开挖土方及泥浆处理；6。2.7.3墙体混凝土的连接形式及防渗措施;6.2。7。4预留顶管洞口设计；6.2.7。5预留管、件及其与内部结构连接的措施；6.2.7。6开挖工作坑支护及封底措施；6.2。7。7墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计；6.2.7。8必要的试验研究内容。6.2。8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内部结构相接处错开。6.2.9槽段开挖成形允许偏差应符合表6.2。9的规定。槽段开挖成形允许偏差(mm）表6。2.9项目 ， 允许偏差 轴线位置 ， 30 成槽垂直度 , H/300 成槽深度 , 清孔后不小于设计规定 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）.6。2.10采用钢管作预埋顶管洞口时，钢管外宜加焊止水环,且周围应采用钢制框架，按设计位置与钢筋骨架的主筋焊接牢固;钢管内宜采用具有凝结强度的轻质胶凝材料封堵；钢筋骨架与井室结构或顶管后背的连接筋、螺栓、连接挡板锚筋,应位置准确，联接牢固.6。2.11槽段混凝土浇筑的技术要求应符合表6。2。11的规定。槽段混凝土浇筑的技术要求表6。2。11项目 , 技术要求指标 混凝土配合比 ， 水灰比 ， 0.80 ， 灰砂比 , 1：21：2.5 ， 水泥用量 , 370kg/m3 , 坍落度 , 202cm 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始 ， 4h , 导管间距 , 3m , 导管距槽端距离 ， 1。50m ， 导管埋置深度 ， 1.00m，4.00m/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结构要求；2.导管埋置深度系指开浇后下沉浇筑时，混凝土面距导管底口的距离；3。导管间距系指当导管管径为200300mm时,导管中心至中心的距离。6。2。12地下连续墙的顶管后背部位，应按施工设计采取加固措施。6.2.13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方法支护，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.6。2。14地下连续墙施工允许偏差应符合表6.2.14的规定。地下连续墙施工允许偏差表6。2.14项目 , 允许偏差 轴线位置 , 100mm 墙面平整度 ， 粘土层 ， 100mm ， 砂土层 , 200mm 预埋管 ， 中心位置 , 100mm 混凝土抗渗、抗冻及弹性模量 , 符合设计要求 注：墙面平整度允许偏差值系指允许凸出设计墙面的数值。6。2。15矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求：B = D1 + S （6.2.151)L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5(6.2.152) 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。43.2m；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)。6。2。16工作坑深度应符合下列公式要求：H1 = h1 + h2 + h3（6.2。161)H2 = h1 + h3 (6.2.16-2)式中H1-顶进坑地面至坑底的深度（m）；H2-接受坑地面至坑底的深度(m)； h1地面至管道底部外缘的深度（m)； h2管道外缘底部至导轨底面的高度(m)； h3基础及其垫层的厚底。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m）.6.2.17顶管完成后的工作坑应及时进行下步工序，经检验后及时回填。6.3设备安装6.3.1导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定:6。3.1.1两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致;6.3。1。2导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm顶面高程：0+3mm两轨内距:2mm6。3。1。3安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。6。3。2千斤顶的安装应符合下列规定：6。3。2。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;6。3。2。2当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；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；6.3。2。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。6。3.3油泵安装和运转应符合下列规定:6。3.3。1油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少;6。3.3.2油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵;油泵安装完毕,应进行试运转；6.3.3.3顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进;6.3。3.4顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；6。3。3。5千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。6。3。4分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：6。3.4.1顶铁应有足够的刚度；6.3。4.2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,焊缝不得高出表面，且不得脱焊；6.3.4。3顶铁的相邻面应互相垂直;6.3.4.4同种规格的顶铁尺寸应相同;6.3.4。5顶铁上应有锁定装置；6.3.4。6顶铁单块放置时应能保持稳定。6.3。5顶铁的安装和使用应符合下列规定：6。3.5。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;6.3。5。2更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；6.3。5.3顶铁的允许联接长度,应根据顶铁的截面尺寸确定.当采用截面为20cm30cm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；6.3。5.4顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；6。3.5.5顶进时,工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。6.3.6采用起重设备下管时应符合下列规定:6.3。6.1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，确认安全后方可起吊；6.3。6.2下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作；6.3。6.3严禁超负荷吊装。6。4顶进6。4。1开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进.6。4.1.1全部设备经过检查并经过试运转;6。4.1。2工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合第6.3.1条的规定；6.4.1.3防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；6.4。1.4开启封门的措施.6.4。2拆除封门时应符合下列规定：6。4.2。1采用钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞口，并采取措施防止洞口上方的钢板桩下落;6.4。2。2采用沉井时，应先拆除内侧的临时封门,再拆除井壁外侧的封板或其他封填措施；6.4.2。3在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将工具管立即顶入土层.6。4。3工具管开始顶进510m的范围内,允许偏差应为:轴线位置3mm,高程0+3mm。当超过允许偏差时，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35节管与工具管联成一体。6。4.4采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定(图6。4.4)：图6.4.4超挖示意a-最大超挖量;b允许超挖范围6。4.4.1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；6.4。4.2在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135o范围内不得超挖;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，并制定安全保护措施；6。4.4.3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。6.4.5采用网格式水冲法顶管时，应符合下列规定：6。4。5.1网格应全部切入土层后方可冲碎土块；6。4。5。2进水应采用清水；6.4.5.3在地下水位以下的粉砂层中的进水压力宜为0.40。6MPa；在粘性土层中,进压力宜为0。70。9MPa；6。4.5。4工具管内的泥浆应通过筛网排出管外。6.4。6采用挤压式顶管时，应符合下列规定：6.4。6。1喇叭口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；6。4。6.2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；6。4.6。3工具管开始顶进和接近顶完时，应采用手工挖土缓慢顶进；6.4.6。4顶进时，应防止工具管转动;6。4.6.5临时停止顶进时,应将喇叭口全部切入土层.6.4。7采用挤密土层法顶管时，应符合下列规定：6.4.7.1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;6。4。7。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.6。4.8顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经验公式确定：P=fD12h+（2h+ D1)tg2(45-/2)+/D1L+PF(6.4.8）式中P计算的总顶力(kN）；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)；管道所处土层的内摩擦角（o）；-管道单位长度的自重（kH/m)；L-管道的计算顶进长度（m)；f-顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可按表6。4。8-1所列数据选用；PF 顶进时，工具管的迎面阻力（kN)，其取值，宜按不同顶进方法由表6.4.82所列公式计算.顶进管道与其周围土层的摩擦系数表6.4。8-1土类 , 湿 ， 干 粘土、亚粘土 ， 0。20.3 , 0.40.5 砂土、亚砂土 , 0.30。4 ， 0.50。6 6。4.9顶进钢管采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊口处的外防腐层。6.4.10采用钢筋混凝土管时，其接口处理应符合下列规定：6.4.10.1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的空隙；顶紧后两管间的孔隙宜为10 15mm;顶进工具管迎面阻力（PF）的计算公式表6.4.8-2顶进方法 , 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许超挖 ， 0 ， 工具管顶部及两侧不允许超挖 ， Dav t R 挤压法 ， , Dav t R 网格挤压法 ， , a /4 D R 注：Dav-工具管刃脚或挤压喇叭口的平均直径(m）；t-工具管刃脚厚度或挤压喇叭口的平均宽度（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500kN/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0.61.0。6.4。10.2管节入土后,管节相邻接口处安装内胀圈时,应使管节接口位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。6.4。11采用T形钢套环橡胶圈防水接口时,应符合下列规定:6.4.11。1混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸符合规定;6.4。11。2橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀,无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷；安装前应保持清洁，无油污,且不得在阳光下直晒；6.4.11。3钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理；6.4.11。4木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。6.4。12采用橡胶圈密封的企口或防水接口时，应符合下列规定：6.4。12。1粘结木衬垫时凹凸口应对中，环向间隙应均匀;6.4.12。2插入前,滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀；6.4.12.3安装后，发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，应拔出重插。6.4.13顶管结束后,管节接口的内侧间隙应按设计规定处理;设计无规定时,可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封.填塞物应抹平，不得凸入管内。6.4。14工具管进入土层后的管端处理应符合下列规定：6.4.14.1进入接收坑的工具管和管端下部应设枕垫;6。4。14.2管道两端露在工作坑中的长度不得小于0。5m，且不得有接口；6。4。14.3钢筋混凝土管道端部应及时浇筑混凝土基础.6。4.15在管道顶进的全部过程中，应控制工具管前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。6。4.16管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合下列规定：6.4。16.1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100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数;6.4.16.2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；6。4。16.3测量记录应完整、清晰。6。4。17纠偏时应符合下列规定：6.4.17.1应在顶进中纠偏；6。4.17.2应采用小角度逐渐纠偏；6.4。17。3纠正工具管旋转时,宜采用挖土方法进行调整或采用改变切削刀盘的转动方向,或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。6。4.18顶管穿越铁路或公路时,除应遵守本规范外，并应符合铁路或公路有关技术安全规定。6.4。19管道顶进应连续作业.管道顶进过程中，遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理；6.4。19.1工具管前方遇到障碍；6.4.19.2后背墙变形严重；6。4.19.3顶铁发生扭曲现象；6.4。19.4管位偏差过大且校正无效；6.4。19.5顶力超过管端的允许顶力；6.4。19.6油泵、油路发生异常现象;6.4。19.7接缝中漏泥浆.6.4。20当管道停止顶进时，应采取防止管前塌方的措施.6.4。21顶进管道的施工质量应符合下列规定：6.4.21.1管内清洁，管节无破损;6.4。21.2允许偏差应符合表6。4。21的规定；顶进管道允许偏差(mm）表6.4。21项目 ， , 允许偏差 轴线位置 ， , 50 管道内底高程 ， D1500 , +30 40 ， D1500 ， +40 50 相邻管间错口 , 钢管道 ， 2 , 钢筋混凝土管道 , 15壁厚且不大于20 对顶时两端错口 , , 50 注：D为管道内径（mm)。6.4。21。3为严密性要求的管道应按本规范第10章的有关规定进行检验；6.4。21.4钢筋混凝土管道的接口应填料饱满、密实,且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管缝、贴紧，不脱落;6。4.21。5顶管时地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计的规定。6.4。22采用中继间时应符合下列规定：6。4。22。1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，并应有安全贮备;6。4。22。2中继间的外壳在伸缩时，滑动部分应具有止水性能；6.4.22.3中继间安装前应检查各部件，确认正常后方可安装；安装完毕应通过试运转检验后方可使用；6.4.22。4中继间的启动和拆除应由前向后依次进行；6.4.22.5拆除中继间时，应具有对接接头的措施;中继间外壳若不拆除时，应在安装前进行防腐处理。6。5触变泥浆及注浆6。5.1采用触变泥浆减阻措施时，应编制施工设计，并应包括以下主要内容:6。5。1.1泥浆配合比压浆数量及压力的确定；6.5。1。2制备和输送泥浆的设备及其安装规定;6.5.1。3注浆工艺、注浆系统及注浆孔的布置；6.5.1.4顶进洞口封闭泥浆的措施；6。5。1.5泥浆的置换。6。5。2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方便、密封可靠的活接头.6.5。3注浆孔的布置宜符合下列规定:6。5.3。1注浆孔的布置宜按管道直径的大小确定,每个断面可设置35个，并具备排气功能;6。5。3.2相邻断面上注浆孔可平行布置或交错布置。6.5。4触变泥浆的配合比,应按管道周围土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。6。5。5触变泥浆的注浆量，宜按管道与其周围土层之间环形间隙的12倍估算。6。5.6触变泥浆的灌注应符合下列规定：6.5.6。1搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注;6.5.6.2注浆前，应通过注水检查注浆设备，确定设备正常后方可灌注;6。5。6.3注浆压力可按不大于0.1MPa开始加压，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。6.5。6。4每个注浆孔宜安装阀门，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。6.5。7触变泥浆的置换应符合下列规定：6。5.7。1可采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆；6.5.7.2拆除注浆管路后,应将管道上的注浆孔封闭严密；6。5。7。3注浆及置换触变泥浆后,应将全部注浆设备清洗干净;6。5.8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方案。