1、顶管施工及验收规范顶管施工及验收规范顶管施工及验收规范1 总则101 为统一全国顶管施工技术要求,做到技术先进,经济合理,安全可靠,确保施工质量,使顶管施工规范化,中国非开挖技术协会特组织制定本规范。102 当地下管道或其他管线的铺设可以通过顶进施工方法在交通、建筑、经济和环境保护方面带来好的效益,应该采用非开挖施工方法。103 本规范适用于敞开式和封闭式顶管施工方法。根据施工方法的不同,顶管机可分为敞开式顶管掘进机和封闭式顶管掘进机两大类。敞开式顶管掘进机有手掘式、挤压式和网格式等;封闭式顶管掘进机有土压平衡、泥水平衡、混合型等型式。104 本规范适用于所有预制管道的地下非开挖施工,包括常用
2、的断面为圆形、长方形以及其他不规则形状的管道。105 根据管道的材料和各自的连接方法来选择合适的管道之间的连接方法即:刚性连接或柔性连接。106 对采用顶管施工方法引起的地表变形和对周围环境的影响,应事先做出充分预测,并使之符合建设单位的相关要求。当预计影响难以确保地面建筑物、道路交通和地下管线的正常使用时,应在建设单位的组织下,会同有关部门商定采取有效的技术措施进行监测和保护。107 当两条平行管道采用顶管法施工时,应贯彻先深后浅、先大后小的原则。两段管道平行顶进时,其相邻管壁间最小净距应根据施工地区的地质条件、不同的顶进方法和施工时间等因素来确定。一般情况下,相邻顶管外壁的间距应不小于大管
3、道的外径。108 一般情况下,顶管的覆土厚度不小于3m,或者不小于15倍的管道外径,否则应采取相应的技术措施。109 在进行顶管工程施工设计前,应对施工线路进行工程勘察,调查分析施工区域的水文地质和工程地质情况,充分掌握与顶进施工有关的现场资料。施工人员必须根据设计图纸、技术标准和现场施工条件等因素,认真编写施工组织设计,对操作人员进行详细的技术交底,明确职责分工。1010 对于机械化程度较高的土压平衡、泥水平衡和?昆合式顶管机操作员,应加强专业技术和安全教育,并须持证上岗。1011 应与有关部门签订施工配合协议。在顶进作业前,对周围的建筑物和地下设施采取相应的防护措施,避免造成意外事故。在顶
4、进过程中,应对周围重大建筑物、顶进力、后座墙进行测量监控。测量监控方案应纳入施工组织设计或施工技术方案中。1012 施工完毕后,管道的伸缩标准应该满足给排水管道、气体输送管道和其他管道的使用要求。1013 管道内施工的所有移动电机具和设备,必须有严格的接地措施。井下、管道内的照明设备必须用1236V安全电压。2 术语201 非开挖技术 Trenchless technology(No dig)不开挖地表或以最小的地表开挖量进行各种地下管道管线探测、检查、铺设、更换或修复的施工技术。202 顶进起始工作坑工作井 Drivepit(Entry pit)为布置顶管施工设备而开挖的工作坑井,作顶进工作
5、坑井中一般设置有后背墙以承受施工过程中的反力。203 接收出口工作坑 Reception pit(Exit pit)为接收顶管施工设备而开挖的工作坑(井),有时也称为目标工作坑(井)(Target shaft)。204 进人施工 Man entry pipe jacking施工人员进入管道进行作业的施工方法,公认的进人和非进人管道直径划分一般以900mm为界。205 顶管施工技术 Pipe jacking在不开挖地表的情况下,利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶人,从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道施工技术。206 微型隧道施工技术 Microtunneling微型隧道施工
6、技术也称为小口径自动化顶管施工技术,一般用于铺设小口径管道,在施工中可采用遥控的方式在地表控制管道的顶进方向。该工法也可用于铺设直径较大的管道。207 中继站中继间 Intermediate jacking stationIJS中继站有时也称为中间顶推站、中继间或中继环,其安装在顶进管线的某些部位,把这段顶进管道分成若干个推进区间。它主要由多个顶推油缸、特殊的钢制外壳、前后两个特殊的顶进管道和均压环、密封件等组成。顶推油缸均匀地分布于保护外壳内。当所需的顶进力超过主顶工作站的顶推能力、施工管道或者后座装置所允许承受的最大荷载时,则需要沿施工的管线安装一个或多个中继站进行辅助施工。208 顶管机
7、 Jacking machine顶管机是在一个护盾的保护下,采用手掘、机械或水力破碎的方法来完成隧道开挖的机器。209 后背墙 Reaction wall1 按土颗粒组成和土的塑性指数,可确定顶管机穿越最具代表性的地层及其最基本的地质依据。2 根据土的有效粒径d10和土的渗透系数K等,可确定是否采用人工降水的方法疏干地层。3 在环境保护要求很高的砂性土层中进行顶管施工,当地下水压力98kPa,黏土颗粒含量10cms,并有严重流砂时,宜采用泥水平衡或开挖面加高浓度泥浆的土压平衡的顶管掘进机施工。4 按土的稳定系数NI的计算和对地面沉降的控制要求选择顶管机的结构形式以及地面沉降控制技术措施,其计算
8、公式见式(402)。当Nt6时,且地面沉降控制要求很高时,因正面土体流动性很大,需采用封闭式顶管机头。当4Nt1时,导轨可按平坡铺设。(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)安装后的导轨必须稳固,在顶进中承受各种负载时不产生位移、不沉降、不变形。(4)导轨安放前,应先复核管道中心的位置,并应在施工中经常检查校核。812 导轨应选用钢质材料制作,导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨,副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一致,此副导轨用于防止机头进洞后低头。813 目前常用的导轨形式有两种,普通导轨和复合型导轨。普通导轨适用于小口径顶管,它是
9、用两根槽钢相背焊接在轨枕上制成的(图813a),它的导轨面标高与管子内管底的标高是相等的,因此两轨道之间的宽度B可以根据公式求得:复合型基坑导轨断面请参见图813b)。在每一根导轨上都有两个工作面:水平工作面是供顶铁在其上滑动,倾斜的工作面则是与管子接触。这样一来,复合型导轨的寿命要比普通型大大增长。为了测量及导轨安放的方便,导轨的水平工作面仍然与钢筋混凝土管内的管底标高同处一个水平面上。每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚,以便安装。82 主顶设备及安装821 主顶千斤顶安装于顶进工作坑中,用于向土中顶进的管道,其形式多为液压驱动的活塞式双作用油缸。1 主顶设备主要由下列装置组成:(
10、1)26只主顶千斤顶。(2)组合千斤顶架。(3)液压动力泵站及管阀。(4)顶铁。2 千斤顶的组合布置一般采用以下几种形式:(1)固定式。(2)移动式。(3)双冲程组合式。822 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,应取偶数,且规格相同,行程同步,每台9 顶进力的计算911 顶管的顶力可按下式计算(亦可采用当地的经验公式确定):912 采用敞开式顶管法施工时,顶管掘进机的切人阻力可按式(912)计算:913 在封闭式压力平衡顶管施工中,迎面阻力可以用式(913)进行计算:914 曲线顶进时
11、,应分别计算其直线段和曲线段的顶进力,然后累加即得总的顶进力。直线段的顶进力仍然按照上述公式来计算,而曲线段的顶进力则可按式(9141)进行计算: 在曲线段的顶进力计算完毕后,如要接着计算随后的直线段顶进力,可按下述公式进行计算:10 顶进施工101 顶进施工的一般要求1011 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。1012 采用钢筋混凝土管时,其接口处理应符合下列规定:(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1015mm;(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
12、圈的中部,并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。1013 采用T形钢套环橡胶圈防水接口时,应符合下列规定:(1)混凝土管节表面应光洁、平整,无砂眼、气泡;接口尺寸应符合规定。(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。(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。(4)木衬垫的厚度应与设计顶进力相适应。1014 采用橡胶圈密封的企口或防水接口时,应符合下列规定:(1)黏结木衬垫时凹凸口应对中,环向间隙应均匀。(2)插入前,滑动面可涂润滑剂;插入时,外力应均匀。(3)安装后,发现橡胶圈出
13、现位移、扭转或露出管外,应拔出重新安装。1015 掘进机进人土层后的管端处理应符合下列规定:(1)进入接收坑的顶管掘进机和管端下部应设枕垫。(2)管道两端露在工作坑中的长度不得小于05m且不得有接口。(3)钢筋混凝土管道端部应及时浇筑混凝土基础。1016 在管道顶进的全部过程中,应控制顶管掘进机前进的方向,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。1017 管道顶进过程中,顶管掘进机的中心和高程测量应符合下列规定:(1)采用手工掘进时,顶管掘进机进入土层过程中,每顶进300mm,测量不应少于一次;管道进入土层后正常顶进时,每顶进looomm,测量不应少于一次,纠偏时应增加测
14、量次数。(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。(3)测量记录应完整、清晰。1018 纠偏时应符合下列规定:(1)应在顶进中纠偏。(2)应采用小角度逐渐纠偏。(3)纠正顶管掘进机旋转时,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。1019 顶管穿越铁路或公路时,除应遵守本规范外,还应符合铁路或公路有关技术安全规定;10110 管道顶进应连续作业。如遇下列情况时,应暂停顶进,并应及时处理。(1)顶管掘进机前方遇到障碍。(2)后背墙变形严重。(3)顶铁发生扭曲现象。(4)管位偏差过大且校正无效。(5)顶进力超过管端的允许顶力。(6)油泵、油路发生异常现象。
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