顶管施工规范.docx
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顶管施工规范
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
0.1%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）.
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：
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。
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。
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）。
6。
2.16 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）。
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:
±2mm
6.3。
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；
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。
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。
4～0。
6MPa；在粘性土层中,进压力宜为0。
7～0。
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=fγD1[2h+（2h+D1）tg2（45°—ф/2）+ω/γD1]L+PF （6.4。
8）
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。
8—2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。
2～0.3
0.4～0。
5
砂土、亚砂土
0。
3～0。
4
0。
5~0。
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
л·Dav·t·R
挤压法
л·Dav·t·R
网格挤压法
a·л/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。
6～1.0。
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
D〈1500
+30-40
D≤1500
+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3～5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1~2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。
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