顶管施工规范.docx

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顶管施工规范
顶管施工
一般规定
工作坑
设备安装
顶进
触变泥浆及注浆
一般规定
顶管的施工设计应包括以下主要内容:
施工现场平面布置图;
顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定;
工作坑位置的选择及其结构类型的设计;
顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量;
顶力计算和后背设计;
洞口的封门设计;
测量、纠偏的方法;
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;
减阻措施;
控制地面隆起、沉降的措施;
地下水排除方法;
注浆加固措施;
-可编辑修改-
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安全技术措施。
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:
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;
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;
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;
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;
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 ,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、方便校
核、易于保护处。
工作坑
顶管工作坑的位置应按下列条件选择:
管道井室的位置;
可利用坑壁土体作后背;
便于排水、出土和运输;
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;
距电源和水源较近,交通方便;
单向顶进时宜设在下游一侧。
采用装配式后背墙时应符合下列规定;
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;
后背土体壁面应平整,并与管道顶进方向垂直;
装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下,不宜小于 50cm;
-可编辑修改-
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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;
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。
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,其施工允许偏差应符合表
的规定。
工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差(mm)
表
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 ,%H
,水平扭转度 ,%L
注: (mm);
(mm)。
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。
利用已顶进完毕的管道作后背时,应符合下列规定:
待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力;
后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料;
采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。
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;
工作坑施工平面布置及竖向布置;
槽段开挖土方及泥浆处理;
墙体混凝土的连接形式及防渗措施;
预留顶管洞口设计;
预留管、件及其与内部结构连接的措施;
-可编辑修改-
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开挖工作坑支护及封底措施;
墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计;
必要的试验研究内容。
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内部结构相接处错开。
槽段开挖成形允许偏差应符合表 的规定。
槽段开挖成形允许偏差(mm)
表
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:;
(mm)。
,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。
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
项目 ,技术要求指标
混凝土配合比 ,水灰比 ,≤
灰砂比,1:2~1:
水泥用量,≥370kg/m3
坍落度,20±2cm
混凝土浇筑 ,拼接导管检漏压力 ,>
,钢筋骨架就位后到浇筑开始 ,<4h
-可编辑修改-
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导管间距,≤3m
,导管距槽端距离 ,≤
,导管埋置深度 ,>,<
,混凝土面上升速度 ,>
导管间混凝土面高差,<
注:,其混凝土施工尚应满足结构要求;
,混凝土面距导管底口的距离;
200~300mm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。
地下连续墙施工允许偏差应符合表 的规定。
地下连续墙施工允许偏差
表
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。
矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求:
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);
-可编辑修改-
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D1——管道外径(m);
S——操作宽度(mm),~;
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 ;钢管不宜
;
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)。
工作坑深度应符合下列公式要求:
H1
=h1
+h2
+h3
(-1)
H2
=h1
+h3
(-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)。
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。
设备安装
导轨应选用钢质材料制作,其安装应符合下列规定:
两导轨应顺直、平行、等高,其纵坡应与管道设计坡度一致;
导轨安装的允许偏差应为:
轴线位置:3mm
顶面高程:0~+3mm
-可编辑修改-
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两轨内距:±2mm
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。
千斤顶的安装应符合下列规定:
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;
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;
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下列规定:
油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直、转角少;
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;
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;
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;
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下列规定:
顶铁应有足够的刚度;
;当采用焊接成型时,焊缝不得高出表面,且不得脱焊;
顶铁的相邻面应互相垂直;
同种规格的顶铁尺寸应相同;
顶铁上应有锁定装置;
顶铁单块放置时应能保持稳定。
顶铁的安装和使用应符合下列规定:
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;
更换顶铁时,应先使用长度大的顶铁;顶铁拼装后应锁定;
-可编辑修改-
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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 ;双行使用的长度不得大于 ,且应在中间加横向顶铁相联;
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;
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。
采用起重设备下管时应符合下列规定:
,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;
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;
严禁超负荷吊装。
顶进
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。
全部设备经过检查并经过试运转;
工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合第 条的规定;
防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施;
开启封门的措施。
拆除封门时应符合下列规定:
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;
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;
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。
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。
,应符合下列规定
():
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a——最大超挖量; b——允许超挖范围
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;
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
;管前超挖应根据具体情况确定,并制定安全保护措施;
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,应符合下列规定:
网格应全部切入土层后方可冲碎土块;
进水应采用清水;
~;在粘性土层中,~;
工具管内的泥浆应通过筛网排出管外。
采用挤压式顶管时,应符合下列规定:
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;
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;
工具管开始顶进和接近顶完时,应采用手工挖土缓慢顶进;
顶进时,应防止工具管转动;
临时停止顶进时,应将喇叭口全部切入土层。
采用挤密土层法顶管时,应符合下列规定:
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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;
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,亦可采用当地的经验公式确定:
P=fγD1[2h+(2h+D1)tg2(45°-ф/2)+ω/γD1]L+PF
()
式中 P——计算的总顶力 (kN);
γ——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);
ф——管道所处土层的内摩擦角 (o);
ω——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 -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 -2所列公式计算。
顶进管道与其周围土层的摩擦系数 表
土类 ,湿,干
粘土、亚粘土 ,~,~
砂土、亚砂土 ,~,~
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。
采用钢筋混凝土管时,其接口处理应符合下列规定:
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 10~20mm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
顶进方法 ,顶进时,工具管迎面阻力 (PF)的计算公式(kN)
-可编辑修改-