鋼筋混凝土管頂管施工

1、1.7 鋼筋混凝土管頂管施工1.7.1 適用范圍適用于鋼筋混凝土管頂管施工。1.7.2 施工準(zhǔn)備1.7.2.1 技術(shù)準(zhǔn)備1. 測量交接樁完成，并對控制點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校測，拴樁、補(bǔ)樁等工作已完成。2. 頂管施工前，已認(rèn)真審核圖紙，組織圖紙會審。編制施工方案，報有關(guān)單位審批，并做好技術(shù)交底。3. 通過沿線調(diào)查研究，結(jié)合現(xiàn)場地形及交通運(yùn)輸、水源、電源、排水條件，已制定出相應(yīng)的技術(shù)措施。1.7.2.2 材料要求1. 鋼筋混凝土成品管材：分為鋼筋混凝土企口管和雙插口式兩種，其品種、規(guī)格、外觀質(zhì)量、強(qiáng)度等級必須符合設(shè)計要求，并具有出廠合格證及試驗報告單。2. 橡膠墊應(yīng)符合設(shè)計要求，具有出廠合格證。

2、3. 其他材料：鋼套環(huán)、密封膠、油麻、石棉、膨脹劑、水泥(少量)等，其質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定要求，水泥、膨脹劑應(yīng)有產(chǎn)品合格證和出廠檢驗報告，進(jìn)場后應(yīng)取樣試驗合格。1.7.2.3 機(jī)具設(shè)備1. 主要設(shè)備：頂鎬、液壓油泵、卷揚(yáng)機(jī)、滑輪、壓漿泵、電焊機(jī)、氣焊設(shè)備等。2. 輔助設(shè)備：吊管架、工作平臺、棚架、觸變泥漿設(shè)備、橫鐵、立鐵、頂鐵、導(dǎo)軌、測量儀器等。3. 工具：鐵鍬、水平尺、鋼尺、錘球、小線、出土小車等。1.7.2.4 作業(yè)條件1. 施工占地范圍內(nèi)拆遷到位，地下管線已查明，并采取改移或加固措施，地上、地下障礙物清理完畢。2. 臨時道路暢通，場地平整，水、電已安裝完畢。3. 施工管線低于地下水位時，施

3、工降水應(yīng)低于開挖面0.5m以下。1.7.3 施工工藝1.7.3.1 工藝流程1.7.3.2 操作工藝1. 測量放線(1) 應(yīng)依據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行測量放線，做好測量所需各項數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)的收集、計算、復(fù)核工作。(2) 對原交樁進(jìn)行復(fù)核測量，原測樁有遺失或變位時，應(yīng)補(bǔ)樁校正。(3) 測定管道中心線時，應(yīng)在起點(diǎn)、終點(diǎn)、平面折點(diǎn)、豎向折點(diǎn)及其他控制點(diǎn)測設(shè)中心樁，并應(yīng)在工作坑外適當(dāng)位置設(shè)置栓樁。(4) 測定中心樁時，應(yīng)用測距儀或鋼尺測量樁的水平距離。2. 工作豎井開挖(1) 頂管工作豎井位置的選定，應(yīng)符合下列要求：1) 一般宜選在設(shè)計圖中管道的檢查井室位置。2) 工作坑處應(yīng)便于設(shè)備、材料運(yùn)輸及下管、出土、排水，并

4、具備有少量堆放管材及暫存土的場地。3) 單向頂進(jìn)，頂管段兩端條件相近時，工作坑宜選在管線下游。4) 工作豎井距鐵路路基、公路路基較近時，必須保證足夠的安全距離或有采取加固措施的條件。5) 工作豎井應(yīng)選擇在地下管線較少部位。(2) 頂管工作豎井的開挖斷面，應(yīng)根據(jù)檢查井尺寸、工作面寬度、現(xiàn)場環(huán)境、土質(zhì)、挖深、地下水位及支撐材料規(guī)格、管徑、管長、頂管機(jī)具設(shè)備規(guī)格、頂力、下管及出土方法等條件確定。(3) 工作豎井的支撐應(yīng)根據(jù)開挖斷面、挖深、土質(zhì)條件、地下水狀況及總頂力等進(jìn)行施工設(shè)計，確定支撐形式，且符合下列要求：1) 工作豎井支撐宜形成封閉式框架，矩形工作豎井四角應(yīng)設(shè)斜撐。2) 支護(hù)應(yīng)根據(jù)場地環(huán)境采用

5、鋼木支護(hù)、噴錨混凝土支護(hù)等方法。3) 有地下水時，根據(jù)管道埋深、土質(zhì)類型、地下水深，采用輕型井點(diǎn)或管井降水方法。(4) 工作豎井應(yīng)有足夠的工作面，豎井底尺寸應(yīng)按下式計算：底寬B=D1+2S+2C(1-7)底長L=L1+L2+L3+L4+L5 (1-8)式中：B工作豎井底寬(m)；L工作豎井底長(m)；S管兩側(cè)操作寬度(m)，一般為每側(cè)1.2m1.6m；C撐板厚度(m)，一般采用0.2m；D1管外徑(m)；L1管子頂進(jìn)后，尾部壓在導(dǎo)軌上的最小長度，頂鋼筋混凝土管取0.3m0.6m；機(jī)械挖土、擠壓出土及管前使用其他工具管時，工具管長度如大于上述鋪軌長度的要求，L1應(yīng)取工具管長度；L2管節(jié)長度(m)

6、；L3出土工作間長度，根據(jù)出土工具而定，宜為1.0m1.8m；L4液壓油缸長度(m)；L5后背所占工作豎井長度，包括橫木、立鐵、橫鐵，取0.85m。工作豎井深度應(yīng)符合下式：H1=h1+h2+h3(1-9)H2=h1+h2(無基礎(chǔ)及墊層時)式中：H1頂進(jìn)豎井地面至豎井底的深度(m)；h1接受豎井地面至豎井底的深度(m)；h2管道外緣底部至導(dǎo)軌底面的高度(m)；h3基礎(chǔ)及其墊層的厚度，不應(yīng)小于該處井室的基礎(chǔ)及墊層厚度(m)。(5) 頂管工作豎井及設(shè)備允許偏差見表1-53。(6) 工作豎井內(nèi)的布置：一般工作豎井內(nèi)的布置參見圖1-24。3. 后背安裝(1) 核算后背受力寬度，應(yīng)根據(jù)需要的總頂力，使土壁

7、單位寬度內(nèi)受力不大于土壤的總被動土壓力。后背每米寬度上土壤的總被動土壓力(kNm2)可按下式計算：P=12h2tan2(45°+2)+2Chtan(45°+2) (1-10)式中：P總被動土壓力；土壤的重度(kNm3)；h天然土壁后背的高度(m)；土壤的內(nèi)摩擦角(°)；C土壤的粘聚力(kNm2)。后背長度可采用下式核算： L=+La (1-11)式中：L后背長度(m)；P頂管需要的總頂力(kN)；B后背受力寬度(m)；La附加安全長度(m)，砂土可取2；亞砂土可取1；粘土取0。(2) 采用原土作后背時，后背墻的安裝應(yīng)符合下列要求：1) 后背土壁應(yīng)鏟修平整，并使壁面

8、與管道頂進(jìn)方向垂直。2) 后背墻宜采用方木、型鋼、鋼板等組裝，組裝后的后背墻應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，其埋深應(yīng)低于工作坑底，不小于0.5m。3) 后背土體壁面應(yīng)與后背墻緊貼，孔隙應(yīng)用砂石料填塞密實(shí)。4) 根據(jù)后背施工設(shè)計安裝后背，緊貼土體的后背材料，如型鋼、預(yù)制后背、方木等應(yīng)橫放，在其前面放置立鐵，立鐵前放置橫鐵。(3) 當(dāng)無原土作后背時，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墻；利用已完成頂進(jìn)的管段作后背時，頂力中心宜與已完工管道中心重合，頂力應(yīng)小于已頂完管道的抗頂力，后背鋼板與管口間應(yīng)墊緩沖材料，保護(hù)管口不受損傷。4. 設(shè)備安裝(1) 導(dǎo)軌安裝應(yīng)符合下列要求：1) 導(dǎo)軌應(yīng)選用鋼

9、質(zhì)材料制作，宜根據(jù)管材質(zhì)量選配鋼軌作導(dǎo)軌。2) 應(yīng)在檢驗合格的基礎(chǔ)上安裝枕鐵或枕木，在檢驗合格的枕鐵或枕木上安裝導(dǎo)軌。3) 當(dāng)工作豎井底有水、土質(zhì)松軟、管徑較大時，應(yīng)澆筑水泥混凝土基礎(chǔ)，將枕鐵或枕木埋設(shè)于混凝土中。宜結(jié)合管道基礎(chǔ)設(shè)計，確定混凝土面的高程及寬度，水泥混凝土基礎(chǔ)的寬度宜比管徑大400mm，厚度可采用200mm300mm，混凝土基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于枕鐵或枕木面10mm20mm。4) 當(dāng)工作豎井底無水，土質(zhì)堅實(shí)，可挖土槽埋設(shè)枕鐵或枕木。枕鐵或枕木長度宜采用2m3m，宜比導(dǎo)軌外緣兩邊各長出200mm300mm，其埋設(shè)間距可根據(jù)管重、頂力和土質(zhì)選取400mm800mm。5) 枕鐵宜用型鋼制成，并

10、附有固定導(dǎo)軌的特制螺栓，枕鐵應(yīng)直順、平整；采用枕木時，截面不小于150mm×150mm。6) 兩根導(dǎo)軌應(yīng)順直，兩根導(dǎo)軌的內(nèi)距按下式計算：式中：A0兩導(dǎo)軌中距(mm)；A兩導(dǎo)軌上部的凈距(mm)；a導(dǎo)軌的上頂寬度(mm)；D管外徑(mm)；h導(dǎo)軌高度(mm)；e管外底距枕鐵(枕木)面的距離(一般為10mm25mm)。(2) 導(dǎo)軌及枕鐵安裝質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：1) 枕鐵或枕木的安裝高程宜低于管外底高程10mm20mm，間距均勻，其鋪裝縱坡應(yīng)與管道縱坡一致。2) 兩根導(dǎo)軌應(yīng)直順、平行、等高，導(dǎo)軌安裝牢固，其縱坡與管道設(shè)計坡度一致。3) 導(dǎo)軌高差允許偏差2mm，導(dǎo)軌內(nèi)距允許偏差為±

11、2mm；中心線允許偏差為3mm，頂面高程允許偏差為0mm3mm。(3) 工作平臺安裝應(yīng)符合下列要求：1) 應(yīng)在頂管工作坑開挖與支護(hù)完成后進(jìn)行。2) 工作平臺承重主梁應(yīng)根據(jù)靜載、活載及其他附加荷載計算選用，主梁兩端伸出工作坑壁外不得小于1.2m。3) 平臺口的長度和寬度各大于管節(jié)長度及管外壁0.8m。4) 根據(jù)起吊設(shè)備能力及吊重核算起重架；支搭于工作平臺上的起重架宜與防雨、雪棚架結(jié)合成一體，并安裝牢固。5) 工作坑上的平臺孔口必須安裝護(hù)欄，上下人處設(shè)置牢固的爬梯。(4) 頂鐵安裝應(yīng)符合下列要求：1) 應(yīng)有足夠的剛度，無歪斜扭曲現(xiàn)象，頂鐵上宜有鎖定裝置，頂鐵單塊旋轉(zhuǎn)時應(yīng)能保持穩(wěn)定。2) 頂鐵宜采用

12、鑄鐵成型或型鋼焊接成型。3) 頂鐵放置在管道兩側(cè)，且頂鐵中心線應(yīng)與管道中心線平行、對稱直順；頂鐵與導(dǎo)軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油污。4) 更換頂鐵時，應(yīng)先使用長度大的頂鐵，以減少頂鐵連接數(shù)量；頂鐵的允許連接長度，應(yīng)根據(jù)頂鐵的截面尺寸確定。當(dāng)采用頂鐵截面為200mm×300mm時，單行順向使用的長度不得大于1.5m；雙行使用的長度不得大于2.5m，且應(yīng)在中間加橫向頂鐵相連。5) 頂鐵與管口之間應(yīng)采用緩沖材料襯墊。在頂力作用下，管節(jié)承壓面應(yīng)力接近其設(shè)計頂鎬壓力強(qiáng)度時，應(yīng)采用U形或環(huán)形頂鐵等措施，減少管節(jié)承壓面應(yīng)力。(5) 頂進(jìn)設(shè)備安裝1) 安裝前應(yīng)對高壓油泵、液壓油缸、液壓管路控制

13、系統(tǒng)、頂鐵和壓力表標(biāo)定等進(jìn)行檢查，設(shè)備完好，方可安裝。2) 應(yīng)根據(jù)頂管豎井的施工設(shè)計，安裝高壓油泵、管路及控制系統(tǒng)。油泵宜設(shè)置在液壓油缸附近；油管應(yīng)直順、轉(zhuǎn)角少；油泵應(yīng)與液壓油缸相匹配，并應(yīng)有備用油泵。3) 液壓油缸的油路應(yīng)并聯(lián)，每臺液壓油缸應(yīng)有進(jìn)油、退油的控制系統(tǒng)。4) 液壓油缸的著力中心宜位于管子總高的14左右處，且不小于組裝后背高度的13。5) 使用一臺液壓油缸時，其平面中心應(yīng)與管道中心線一致，使用多臺液壓油缸時，各液壓油缸中心線應(yīng)與管道中心線對稱。6) 多臺液壓油缸宜配置油缸臺架，且應(yīng)使油缸布置對稱。7) 千斤頂?shù)陌惭b高程，一般宜使千斤頂?shù)闹c(diǎn)位于管端面垂直直徑的14左右處。(6)

14、頂進(jìn)設(shè)備試車運(yùn)行應(yīng)符合下列要求：1) 設(shè)備試車運(yùn)行及頂進(jìn)時，工作人員不得在頂鐵上方及側(cè)面停留，并應(yīng)隨時觀察頂鐵有無異常跡象。2) 頂進(jìn)開始時，應(yīng)緩慢進(jìn)行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn)。3) 頂進(jìn)中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，檢查原因并經(jīng)過處理后，方可繼續(xù)頂進(jìn)。4) 液壓油缸活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。(7) 頂管單元長度應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的井室位置、地面運(yùn)輸與開挖工作坑的條件、頂管需要的頂力、后背與管口可能承受的頂力，以及支持性技術(shù)措施等因素綜合確定。宜減少頂管工作坑設(shè)置數(shù)量。當(dāng)穿越構(gòu)筑物或河道時，應(yīng)根據(jù)穿越長度，確定頂管單元長度。(8) 頂管的頂力計算總頂力經(jīng)驗公

15、式(鋼筋混凝土管)：P=nGL(1-13)式中：P計算總頂力(kN)；G管子單位長度管體自重(kNm)；L頂進(jìn)管總長度(m)；n土質(zhì)系數(shù)。當(dāng)土質(zhì)為粘土及天然含水量較小的亞粘土，管前挖土能形成土拱者，n可取1.52。當(dāng)土質(zhì)為密實(shí)的砂土及含水量較大的亞粘土，管前挖土不易形成土拱，但塌方尚不嚴(yán)重時，n可取34。5. 管道頂進(jìn)(1) 頂進(jìn)前應(yīng)檢查下列內(nèi)容，確認(rèn)條件具備時方可頂進(jìn)。1) 全部設(shè)備經(jīng)過檢查，并經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)確認(rèn)正常；導(dǎo)軌的中心線、坡度、高程符合設(shè)計規(guī)定；2) 已具備防止流動性土或地下水由洞口進(jìn)入工作坑的措施；3) 已制定開啟封門的措施。(2) 初始頂進(jìn)5m10m范圍內(nèi)，增加測量密度，機(jī)頭或首節(jié)管

16、允許偏差為：軸線位置3mm，高程03mm。(3) 頂進(jìn)應(yīng)連續(xù)施工，除不可抗拒情況下，不得中途停止作業(yè)。(4) 人工挖土頂管應(yīng)符合下列要求：1) 管前土質(zhì)良好及正常頂管地段，管前開挖長度300mm500mm，鐵路道軌下管前挖土長度不宜大于100mm，并隨挖隨頂，在道軌以外管前挖土長度不得超過300mm，同時應(yīng)遵守管理單位對挖掘、頂進(jìn)的有關(guān)規(guī)定；土質(zhì)不良地段，管前開挖長度不得大于300mm。2) 正常頂管地段管頂部位最大超挖量宜控制在15mm以內(nèi)，管底部位135°范圍內(nèi)不得超挖。在不允許土層下沉的頂管地段，管道周圍不得超挖。(5) 在頂進(jìn)過程中遇到下列情況之一時，及時采取措施，方可繼續(xù)頂

17、進(jìn)。1) 發(fā)生塌方或遇到障礙物。2) 后背傾斜或嚴(yán)重變形。3) 頂鐵發(fā)現(xiàn)扭曲跡象。4) 管位偏差過大，且校正無效。(6) 對頂施工時，在頂至兩管端相距約1m時，宜從兩端中心掏挖小洞，使兩管能通視，校核兩管中心線及高程，進(jìn)行糾偏、對口。(7) 頂進(jìn)過程中，頂鐵拆裝及使用應(yīng)符合下列要求：1) 頂鐵應(yīng)無歪斜扭曲現(xiàn)象，安裝應(yīng)直順。2) 每次換放頂鐵時，應(yīng)換可能安放的最長頂鐵。(8) 測量與糾偏1) 工作豎井內(nèi)的測量控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護(hù)處。2) 頂進(jìn)過程中加強(qiáng)對中心線及高程要一鎬測量一次，并及時糾偏。3) 頂管糾偏采用漸近方式，可采用挖土法、支頂法等糾偏方式。(9) 減阻方

18、式可采用觸變泥漿減阻。6. 管道接口頂管完成后，管道接口應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行處理。1.7.3.3 季節(jié)性施工1. 雨期施工工作坑內(nèi)設(shè)積水坑；工作坑應(yīng)搭設(shè)防雨篷。2. 在工作坑四周設(shè)臨時圍堰，采取有效排水設(shè)施，防止雨水流入工作坑內(nèi)。1.7.4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.7.4.1 基本要求1. 接口必須密實(shí)、平順、不脫落。2. 內(nèi)漲圈中心應(yīng)對正管縫，填料密實(shí)。3. 管內(nèi)不得有泥土、石子、砂漿、磚塊、木塊等雜物。1.7.4.2 實(shí)測項目頂管允許偏差，見表1-541.7.5 成品保護(hù)1.7.5.1 在現(xiàn)場運(yùn)輸、存放和施工過程中保護(hù)好管口。1.7.5.2 同一頂坑向相反方向頂進(jìn)時，先頂距離長管段，后頂距離短管段，用頂完管段做后背時，應(yīng)在管端加護(hù)鐵，保護(hù)管口。1.7.6 應(yīng)注意的質(zhì)量問題1.7.6.1 管底標(biāo)高偏差較大時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行測量放樣復(fù)核制度，每次測量前，要先檢查測量儀器是否移動，出洞口管節(jié)