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顶管施工规范
顶管施工规范之答禄夫天创作
创作时间:
二零二一年六月三十日
6 顶管施工
6.1 一般规定
6.2 工作坑
6.3 设备装置
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:
.1 施工现场平面安插图;
.2 顶进方法的选用和顶管段单位长度简直定;
.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 丈量、纠偏的方法;
.8 垂直运输和水平运输安插;下管、挖土、运土或泥水排除的方法;
.9 减阻办法;
.10 控制空中隆起、沉降的办法;
.11 地下水排除方法;
.12 注浆加固办法;
.13 平安技术办法.
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,经技术经济比力后确定,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,宜采纳手掘式或机械挖掘式顶管法;当土质为砂砾土时,可采纳具有支撑的工具管或注浆加固土层的办法;
.2 在软土层且无障碍物的条件下,管顶以上土层较厚时,宜采纳挤压式或网格式顶管法;
.3 在粘性土层中必需控制空中隆陷时,宜采纳土压平衡顶管法;
.4 在粉砂土层中且需要控制空中隆陷时,宜采纳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,宜采纳一次顶进的挤密土层顶管法.
6.1.3 采纳手掘式顶管时,应将地下水位降至管底以下不小于处,并应采用办法,防止其他水源进入顶管管道.
6.1.4 顶管施工中的丈量,应建立空中与地下丈量控制系统,控制点应设在不容易扰动、视线清楚、方便校核、易于呵护处.
6.2 工作坑
6.2.1 顶管工作坑的位置应按下列条件选择:
.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、构筑物易于采用呵护和平安施工的办法;
.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.
6.2.2 采纳装配式后背墙时应符合下列规定;
.1 装配式后背墙宜采纳方木、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,有孔隙时应采纳砂石料填塞密实;
.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.
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
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、裁撤方便的人工后背墙.
6.2.6 利用已顶进完毕的管道作后背时,应符合下列规定:
.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资料;
.3 采用办法呵护已顶入管道的接口不受损伤.
6.2.7 当顶管工作坑采纳地下连续墙时,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 工作坑施工平面安插及竖向安插;
.2 槽段开挖土方及泥浆处置;
.3 墙体混凝土的连接形式及防渗办法;
.4 预留顶管洞口设计;
.5 预留管、件及其与内部结构连接的办法;
.6 开挖工作坑支护及封底办法;
.7 墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计;
.8 需要的试验研究内容.
6.2.8 地下连续墙墙段间宜采纳接头箱法连接,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, 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 采纳钢管作预埋顶管洞口时,钢管外宜加焊止水环,且周围应采纳钢制框架,按设计位置与钢筋骨架的主筋焊接牢固;钢管内宜采纳具有凝结强度的轻质胶凝资料封堵;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 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,≤ 导管埋置深度,>,< 混凝土面上升速度,>/h 导管间混凝土面高差,< 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,应按施工设计采用加固办法. 6.2.13 开挖工作坑,应按施工设计规定及时支护,可采纳与墙体连接的钢筋混凝土圈梁和支撑梁的方法支护,也可采纳钢管支撑法支护.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 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 (-1) L=L1+L2+L3+L4+L5 (-2) 式中 B——矩形工作坑的底部宽度(m); D1——管道外径(m); S——把持宽度(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).当采纳管道第一节管作为工具管时,钢筋混凝土管不宜小于;钢管不宜小于; 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 (-1) H2=h1+h3 (-2) 式中 H1——顶进坑空中至坑底的深度(m); H2——接受坑空中至坑底的深度(m); h1——空中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 设备装置 6.3.1 导轨应选用钢质资料制作,其装置应符合下列规定: .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 导轨装置的允许偏差应为: 轴线位置: 3mm 顶面高程: 0~+3mm 两轨内距: ±2mm .3 装置后的导轨应牢固,不得在使用中发生位移,并应经常检查校核. 6.3.2 千斤顶的装置应符合下列规定: .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;当规格分歧时,其行程应同步,并应将同规格的千斤顶对称安插; .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 油泵装置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;油泵装置完毕,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,检查原因并经处置后方可继续顶进; .5 千斤顶活塞退回时,油压不得过年夜,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: .1 顶铁应有足够的刚度; .2 顶铁宜采纳铸钢整体浇铸或采纳型钢焊接成型;当采纳焊接成型时,焊缝不得高出概况,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坚持稳定. 6.3.5 顶铁的装置和使用应符合下列规定: .1 装置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,应先使用长度年夜的顶铁;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.当采纳截面为20cm×30cm顶铁时,单行顺向使用的长度不得年夜于;双行使用的长度不得年夜于,且应在中间加横向顶铁相联; .4 顶铁与管口之间应采纳缓冲资料衬垫,当顶力接近管节资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正面停留,并应随时观察顶铁有无异常迹象. 6.3.6 采纳起重设备下管时应符合下列规定: .1 正式作业前应试吊,吊离空中10cm左右时,检查重物捆扎情况和制动性能,确认平安后方可起吊; .2 下管时工作坑内严禁站人,当管节距导轨小于50cm时,把持人员方可近前工作; .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. .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办法; .4 开启封门的办法. 6.4.2 裁撤封门时应符合下列规定: .1 采纳钢板桩支撑时,可拔起或切割钢板桩露出洞口,并采用办法防止洞口上方的钢板桩下落; .2 采纳沉井时,应先裁撤内侧的临时封门,再裁撤井壁外侧的封板或其他封填办法; .3 在不稳定土层中顶管时,封门裁撤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.当超越允许偏差时,应采用办法纠正. 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 采纳手工掘进顶管法时,应符合下列规定(图6.4.4): 图6.4.4 超挖示意 a——最年夜超挖量;b——允许超挖范围 .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年夜于;管前超挖应根据具体情况确定,并制定平安呵护办法; .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 采纳网格式水冲法顶管时,应符合下列规定: .1 网格应全部切入土层后方可冲碎土块; .2 进水应采纳清水; .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; .4 工具管内的泥浆应通过筛网排出管外. 6.4.6 采纳挤压式顶管时,应符合下列规定: .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; .2 每次顶进的长度,应根据车斗的容积、起吊能力和空中运输条件综合确定; .3 工具管开始顶进和接近顶完时,应采纳手工挖土缓慢顶进; .4 顶进时,应防止工具管转动; .5 临时停止顶进时,应将喇叭口全部切入土层. 6.4.7 采纳挤密土层法顶管时,应符合下列规定: .1 管前应装置管尖或管帽.当采纳管尖时,其中心角宜为: 砂性土层,不宜年夜于60o;粉质粘土,不宜年夜于50o;粘土,不宜年夜于40o; .2 为防止相邻管道损坏及空中隆起,应根据施工设计控制与相邻管道间的净距及距空中的深度. 6.4.8 顶管的顶力可按下式计算,亦可采纳本地的经验公式确定: 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,管道概况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,宜按分歧顶进方法由表6.4.8-2所列公式计算. 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 顶进钢管采纳钢丝网水泥砂浆和肋板呵护层时,焊接后应补做焊口处的外防腐层. 6.4.10 采纳钢筋混凝土管时,其接口处置应符合下列规定: 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.前者可采纳500kN/m2,后者可按工具管前端中心处的主动土压力计算(kN/m2); a——网格截面参数,可取0.6~1.0. 6.4.10.2 管节入土后,管节相邻接口处装置内胀圈时,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 采纳T形钢套环橡胶圈防水接口时,应符合下列规定: 6.4.11.1 混凝土管节概况应光洁、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;装置前应坚持清洁,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置; 6.4.11.4 木衬垫的厚度应与设计顶力相适应. 6.4.12 采纳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 拔出前,滑动面可涂润滑剂;拔出时,外力应均匀; 6.4.12.3 装置后,发现橡胶圈呈现位移、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置;设计无规按时,可采纳石棉水泥、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置应符合下列规定: 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,并应根据丈量结果分析偏差发生的原因和发展趋势,确定纠偏的办法. 6.4.16 管道顶进过程中,工具管的中心和高程丈量应符合下列规定: 6.4.16.1 采纳手工掘进时,工具管进入土层过程中,每顶进30cm,丈量不应少于一次;管道进入土层后正常顶进时,每顶进100cm,丈量不应少于一次,纠偏时应增加丈量次数; 6.4.16.2 全段顶完后,应在每个管节接口处丈量其轴线位置和高程;有错口时,应测出相对高差; 6.4.16.3 丈量记录应完整、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 应采纳小角度逐渐纠偏; 6.4.17.3 纠正工具管旋转时,宜采纳挖土方法进行调整或采纳改变切削刀盘的转动方向,或在管内相对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平安规定. 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,并应及时处置; 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 管位偏差过年夜且校正无效; 6.4.19.5 顶力超越管真个允许顶力; 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,应采用防止管前塌方的办法. 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; 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%壁厚且不年夜于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丰满、密实,且与管节接口内侧概况齐平,接口套环对正管缝、贴紧,不脱落; 6.4.21.5 顶管时空中沉降或隆起的允许量应符合施工设计的规定. 6.4.22 采纳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位长度的计算顶力确定,并应有平安贮备; 6.4.22.2 中继间的外壳在伸缩时,滑动部份应具有止水性能; 6.4.22.3 中继间装置前应检查各部件,确认正常后方可装置;装置完毕应通过试运转检验后方可使用; 6.4.22.4 中继间的启动和裁撤应由前向后依次进行; 6.4.22.5 裁撤中继间时,应具有对接接头的办法;中继间外壳若不裁撤时,应在装置前进行防腐处置. 6.5 触变泥浆及注浆 6.5.1 采纳触变泥浆减阻办法时,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简直定; 6.5.1.2 制备和输送泥浆的设备及其装置规定; 6.5.1.3 注浆工艺、注浆系统及注浆孔的安插; 6.5.1.4 顶进洞口封闭泥浆的办法; 6.5.1.5 泥浆的置换. 6.5.2 触变泥浆的压浆泵,宜采纳活塞泵或螺杆泵.管路接头宜选用装配方便、密封可靠的活接头. 6.5.3 注浆孔的安插宜符合下列规定: 6.5.3.1 注浆孔的安插宜按管道直径的年夜小确定,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安插或交错安插. 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: .1 搅拌均匀的泥浆应静置一按时间后方可灌注; .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; .3 注浆压力可按不年夜于0.1MPa开始加压,在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数,应按减阻及控制空中变形的量测资料调整. .4 每个注浆孔宜装置阀门,注浆遇有机械故障、管路梗塞、接头渗漏等情况时,经处置后可继续顶进. 6.5.7 触变泥浆的置换应符合下列规定: .1 可采纳水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆; .2 裁撤注浆管路后,应将管道上的注浆孔封闭严密; .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纳注浆加固法时,应通过技术经济比力确定加固方案. 创作时间: 二零二一年六月三十日
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