顶管的施工规范.docx
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顶管的施工规范
顶管施工规范
一、 一般规定
(一)顶管的施工设计应包括以下主要内容:
1. 施工现场平面布置图;
2.顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定;
3.工作坑位置的选择及其结构类型的设计;
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 洞口的封门设计;
7 测量、纠偏的方法;
8 垂直运输和水平运输布置;下管、挖土、运土或泥水排除的方法;
9 减阻措施;
10 控制地面隆起、沉降的措施;
11 地下水排除方法;
12 注浆加固措施;
13 安全技术措施。
(二) 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:
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。
(三) 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。
(四) 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。
二、 工作坑
(一) 顶管工作坑的位置应按下列条件选择:
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安全施工的措施;
5 距电源和水源较近,交通方便;
6 单向顶进时宜设在下游一侧。
(二) 采用装配式后背墙时应符合下列规定;
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;
2 后背土体壁面应平整,并与管道顶进方向垂直;
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,有孔隙时应采用砂石料填塞密实;
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。
(三) 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。
(四) 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
0.1%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)。
(五) 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。
(六) 利用已顶进完毕的管道作后背时,应符合下列规定:
1 待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力;
2 后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料;
3 采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。
(七) 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;
1 工作坑施工平面布置及竖向布置;
2 槽段开挖土方及泥浆处理;
3 墙体混凝土的连接形式及防渗措施;
4 预留顶管洞口设计;
5 预留管、件及其与内部结构连接的措施;
6 开挖工作坑支护及封底措施;
7 墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计;
8 必要的试验研究内容。
(八) 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。
(九) 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
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)。 (十) 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。 (十一) 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: 2~1: 2.5 水泥用量 ≥370kg/m3 坍落度 20±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始 <4h 导管间距 ≤3m 导管距槽端距离 ≤1.50m 导管埋置深度 >1.00m,<6.00m 混凝土面上升速度 >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200~300mm时,导管中心至中心的距离。 (十二) 地下连续墙的顶管后背部位,应按施工设计采取加固措施。 (十三) 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。 (十四) 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。 (十五) 矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求: B=D1+S (6.2.15-1) L=L1+L2+L3+L4+L5 (6.2.15-2) 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)。 (十六) 工作坑深度应符合下列公式要求: H1=h1+h2+h3 (6.2.16-1) 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)。 (十七) 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。 三、 设备安装 (一) 导轨应选用钢质材料制作,其安装应符合下列规定: 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 导轨安装的允许偏差应为: 轴线位置: 3mm 顶面高程: 0~+3mm 两轨内距: ±2mm 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。 (二) 千斤顶的安装应符合下列规定: 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; 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。 (三) 油泵安装和运转应符合下列规定: 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,应进行试运转; 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; 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; 5 千斤顶活塞退回时,油压不得过大,速度不得过快。 (四) 分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定: 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,焊缝不得高出表面,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相同; 5 顶铁上应有锁定装置; 6 顶铁单块放置时应能保持稳定。 (五) 顶铁的安装和使用应符合下列规定: 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 顶铁的允许联接长度,应根据顶铁的截面尺寸确定。 当采用截面为20cm×30cm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; 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。 (六) 采用起重设备下管时应符合下列规定: 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,确认安全后方可起吊; 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; 3 严禁超负荷吊装。 四、 顶进 (一) 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。 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6.3.1条的规定; 3 防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施; 4 开启封门的措施。 (二) 拆除封门时应符合下列规定: 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; 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; 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。 (三) 工具管开始顶进5~10m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3~5节管与工具管联成一体。 (四) 采用手工掘进顶管法时,应符合下列规定: 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; 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
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