頂管施工要點(浙江華業(yè)電力工程股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))

1、浙江華業(yè)電力工程股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)浙江華業(yè)電力工程股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Enterprise Standard for zhejiang Huaye Power Engineering Co.,ltd HYDBP318-2004壓力管道頂管施工工藝導(dǎo)那么20040401 發(fā)布 20040401實施浙江華業(yè)電力工程股份 發(fā)布前 言本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：張潮 本標(biāo)準(zhǔn)審核人： 朱文杰、王新宇、劉浩 本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)人： 沈銀根 本標(biāo)準(zhǔn)自2004年04月01日發(fā)布，自發(fā)布日起在全公司范圍內(nèi)試行。 本標(biāo)準(zhǔn)由公司工程部負責(zé)解釋。壓力管道頂管施工工藝導(dǎo)那么范圍本程序適用于各種工業(yè)管道、各種公用管道和各種長輸管道的穿跨越工程中的頂管作

2、業(yè)。頂管適用范圍頂管施工的適用范圍很大，遇到以下情況時可采用：管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物時；街道狹窄，兩側(cè)建筑物多時；在市區(qū)交通量大的街道施工，又不能斷絕交通或嚴(yán)重影響交通時；現(xiàn)場條件復(fù)雜，上下穿插作業(yè)，相互干擾，易發(fā)生危險時；管道覆土較深，開槽土方量大，并需要支撐時；河道以下施工，采用隧道方式施工不經(jīng)濟或技術(shù)上有困難。頂管方法分類按工作面土質(zhì)穩(wěn)定性可分為開放式頂管和密閉式頂管，密閉式頂管又分為氣壓式、泥水加壓式、土壓平衡式。按管前挖土方式可分為普通頂管、機械化頂管包括螺旋鉆進式和全面切削式、半機械化頂管、水射頂管、擠壓頂管。按千斤頂裝置的部位可分為前方頂進式、前方牽引式、盾頭頂進式、中

3、繼間接力式。按人能否入管內(nèi)操作可分為大口徑頂管和小口徑頂管，小口徑頂管又包括擠壓式、牽引擠壓法、爆破成型法、擴孔法、氣動沖擊法、真空振動法、水力沖孔法、水平鉆進法。頂管工作坑及附屬設(shè)施頂管施工的工作坑是頂管施工時在現(xiàn)場設(shè)置的臨時性設(shè)施。工作坑是一個豎井，頂進過程中，頂管的管節(jié)不斷被吊到工作坑內(nèi)安裝頂進，管內(nèi)土方陸續(xù)從坑下提升到地面上運走?？⒐ず笤谄涞攸c修建檢查井或閥門井。工作坑附屬設(shè)施包括接口操作井、集水井、工作棚、工作臺、測量基準(zhǔn)點、后背、導(dǎo)軌和根底等。頂管施工工藝設(shè)計千斤機頂?shù)捻斄τ嬎愕睦碚摴綖椋篟f=Kf2Pv+2PH+PB+PA式中 Rf-計算頂力千牛；Pv-管頂上的垂直土壓力千牛；

4、PH-管側(cè)的土壓力千牛；PB-全部欲頂進的管段重量千牛；PA-管端部的貫入阻力千牛；K-平安系數(shù)。頂進鋼筋混凝土管時，頂力計算的經(jīng)歷方式：Rf=n 千牛式中 n-土質(zhì)系數(shù)； G-管節(jié)單位長度重量千牛/米； L-頂進管段長度米。后背的設(shè)計計算：Rc=Kr.B.H.(h+H/2).Kp (千牛)式中 Rc-后背土的承載能力千牛； B-后背墻的寬度米； H-后背墻的高度米； h-后背墻頂至地面的高度米； -土的容量千牛/米3； Kp-被動土壓力系數(shù)； Kr-后背的土抗力系數(shù)。 頂進設(shè)備頂管施工采用的液壓千斤頂大多為手動泵驅(qū)動和電泵驅(qū)動。頂鐵一般由型鋼焊成，強度和剛度應(yīng)經(jīng)過核算。刃腳裝于首節(jié)管端部，由

5、外殼、內(nèi)環(huán)和肋板組成。外殼以內(nèi)環(huán)為界分成兩局部，前面為遮板，后面為尾板。刃腳外殼套于頂進管外部，外伸長度取決于土質(zhì)。遮板端部呈2030角，尾板長度1520cm。用肋板增加其剛度，多數(shù)肋板按中心角1015位置作放射形設(shè)置。普通頂管法的實施見圖1普通頂管法的適用范圍和工藝流程 普通頂管法一般用于頂入的管節(jié)內(nèi)徑不小于800mm的鋼筋混凝土管和鋼管。頂進長度一般不超過60m。施工的坐標(biāo)誤差一般可到達1cm以內(nèi)。但當(dāng)管徑大于1800mm時，工作面土壁可能會出現(xiàn)穩(wěn)定性問題，尤其是土質(zhì)松散或遇到地下水時。安裝管節(jié)布設(shè)頂鐵工作面挖土管內(nèi)運土停頂退程加頂鐵頂進土方提升停頂退程加頂鐵棄土普通頂管法的工藝流程：頂進

6、前的準(zhǔn)備工作安裝管節(jié) 管節(jié)安裝下管前應(yīng)先進展外觀檢查，包括管端面的平直度，管壁外表的光潔度，端面上有無縱向裂縫等。對馬蹄形端面、裂縫超長或管壁粗糙者不應(yīng)使用。檢查合格的管子用卷揚機或龍門吊吊到頂管的工作坑的導(dǎo)軌上，準(zhǔn)備連接頂進。管道接口管節(jié)穩(wěn)好后，在管內(nèi)側(cè)兩管節(jié)對口的地方用鋼漲將兩節(jié)管子連接起來，使接口處于剛性連接，防止在頂進中受力產(chǎn)生錯口，保證頂進過程中管節(jié)高程和方向的準(zhǔn)確度。鋼澆圈固定管口的方式如圖2。鋼漲圈是用68mm的鋼板卷焊而成圓環(huán)，寬度300mm。漲圈環(huán)外徑小于管節(jié)內(nèi)徑3040mm。接口時將鋼漲圈放在兩個管節(jié)的中間，并打入木楔。操作時，先用一組小方木插入鋼漲圈放在兩個管節(jié)的中間，并

7、打入木楔。操作時，先用一組小方木插入鋼漲圈上部與管壁的空隙內(nèi)，將鋼漲圈固定。然后兩個木楔為一組，方向相反、交織地打入縫隙內(nèi)，將鋼漲圈結(jié)實地固定在接口處。對于鋼筋混凝土管，為了接口填封，應(yīng)在管節(jié)口間預(yù)先留出空隙，稱預(yù)留空隙。平口鋼筋混凝土管使用直徑3035mm的麻辮，放在管縫的外緣周圍，借以留出空隙，如圖2所示。頂管竣工后將鋼圈撤除，再往管縫內(nèi)填打石棉水泥。麻辮除有隔縫的作用外，在頂管過程中，尚能發(fā)揮均布頂力和保護管節(jié)的作用。挖土頂進管節(jié)的方向和高程的控制，主要取決于挖土操作。工作面上挖土不但影響頂進效率，更重要的是影響質(zhì)量控制。對工作面挖土操作的主要要求是：必須在規(guī)定的范圍內(nèi)開挖，不得超挖；特

8、別是管底土基弧度120135范圍內(nèi)，一定要保持管壁與土基外表吻合；不得擾動管底下部的地基土；挖出的土要及時外運；開挖后要及時頂進，及時測量，可使頂力限制在較小的范圍內(nèi)。運土從工作面挖下來的土，通過管內(nèi)水平運輸和工作坑的垂直提升運至地面。運土量的計算：V=1/4.D12.m3式中 V-單位管節(jié)長出土量m3； D1-管節(jié)外徑m；-可松性系數(shù)。管內(nèi)水平運輸：管徑大于800mm可用如圖3所示的四輪車運土；管徑大于1500mm，可采用雙輪手推車運土。水下頂管水下頂管由于管頂上受到土壓及水壓，為保證施工平安，在工作面上不采用一般的人工挖掘方法，而是利用靠近河流水源豐富的優(yōu)越條件，采用壓力水射流破碎土層僅限

9、于鋼管。由于河床與管頂之間的間隙較小，有可能產(chǎn)生管頂坍方使河水灌入管內(nèi)。為了防止倒港口事故，采用的工具管應(yīng)與一般用的開口式工具不同，需要一個特制的機頭，并在前端面裝設(shè)密封門。操作人員在管內(nèi)操作，與工作面完全隔絕，保證施工過程中操作人員平安。水下頂管的機頭工具管由土方破碎室、操作室及校正室組成。在土方破碎室與操作室之間設(shè)有密封門，將兩室分開，以防止泥水流入。在土方破碎室裝有照明設(shè)備，工作面需要挖土?xí)r，通知地面上的水泵供水，操作室內(nèi)的操作人員掌握水槍，并不斷轉(zhuǎn)動水槍，使它以不同的角度切土。為了防止土塊堵塞格柵，設(shè)有沖刷噴頭，不斷去除柵前積土，以保證泥水暢通。校正室是調(diào)整機頭方向的操作間，內(nèi)部設(shè)有校

10、正千斤頂，以及時校正管子前進中的高程和中心的偏差。小口徑水射頂管的管徑一般適用于50500mm的鋼管，穿越的距離一般不超過40m。穿越的土層最好是粘性土，并且不宜穿越重要的建構(gòu)筑物。圖4為小口徑水力機械法頂進的示意圖，其主要設(shè)備有：供水泵、排泥泵、頂進設(shè)備、噴嘴、導(dǎo)向架。 鐵路下嚴(yán)格控制地面變形的頂管不管是鐵路系統(tǒng)內(nèi)部的施工單位，或是外部的施工單位，在鐵路頂管工程施工之前，均必須報請鐵路主管部門審查批準(zhǔn)后才能開場施工，為平安原因通常采取的措施有：規(guī)定低速行駛，減少沖擊和顛簸；建立多班制，連續(xù)工作，縮短施工周期；架設(shè)臨時鐵路橋或裝設(shè)軌束，減少對下部土體的壓力；在地基土中注入各種增強劑，使土層趨于

11、穩(wěn)定；頂進時注入膨潤土懸浮液， 減少上部土體的沉降量；在工作面上采用人工挖土，減少超挖；設(shè)置固定監(jiān)測裝置，加強監(jiān)視，經(jīng)常觀測土層的沉降量；經(jīng)常檢查路軌是否有偏移和不均勻沉降；準(zhǔn)備鐵路搶修施工力量，一旦出現(xiàn)異常及時搶修；設(shè)置必要的平安裝置和信號裝置；頂管超挖形成的縫隙立即加以回填搗固；設(shè)立專用 或無線電與鄰近的車站保持正常的通訊聯(lián)系；頂管完畢后，直至沉降完全停頓之前不斷地對鐵路進展鋪墊和校正。具體采取上述哪些措施，取決于鐵路的路基情況、地下水位的上下、頂進管的外徑和覆土高度與管外徑之比以及挖土方式等。頂管工程的測量監(jiān)視及誤差校正頂管施工時，為了使管道按照規(guī)定的方向前進，在頂進過程中必須不斷觀測管

12、節(jié)前進的軌跡，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離設(shè)計位置時，就要及時地進展校正。因此要求頂管自始至終都要在測量工作的嚴(yán)格控制之下。測量工作大致分為四個方面：頂進前的準(zhǔn)備階段測量包括工作坑的方位、高程，標(biāo)定管道中心線，設(shè)立臨時水準(zhǔn)點等。開場頂進的第一節(jié)管測量工作非常重要， 第一節(jié)管頂?shù)煤?，位置正確，以后的管子才能頂好。頂進過程中的測量主要是對工具管和首節(jié)管進展測量，此種測量觀測頻繁，正常頂進時每頂進3040cm就應(yīng)測量一次，頂進第一節(jié)管時，測量的頂進間隔距離更要小些。除對工具管和首節(jié)管頻繁測量外，每頂進4060cm還需對整個頂進管進展復(fù)測，主要是檢查中間管節(jié)有無下沉現(xiàn)象。工程竣工測量一般是每節(jié)管都應(yīng)測量，根據(jù)測量結(jié)果繪

13、出竣工圖。地面觀察測量觀察地面有無沉陷和隆起。開場頂進前，要選好基線即管道設(shè)計的中心線和基點即臨時水準(zhǔn)點?；€和基點一定要設(shè)置牢靠，在整個施工過程中不能發(fā)生移動，特別是基線假設(shè)方向稍有移動那么可能形成很大的誤差?；€設(shè)置好后，就以此基線為準(zhǔn)測量頂管的中心。中線的測量方法可根頂距的長短、精度要求的高底而不同。常用的方法有：三點移線法、經(jīng)緯儀測量、連通管測量法、激光測量。頂管工程產(chǎn)生誤差的原因很多，主要有：質(zhì)構(gòu)造的變化，根底土層軟硬懸殊； 頂進千斤頂用力不均；導(dǎo)軌移位，工作坑根底沉陷；局部障礙物偏向施力；挖土操作時開挖的尺寸不適宜；頂進管節(jié)的端面不平行。頂管誤差校正是逐步進展的過程，一旦形成誤差不易立即將已頂好的管進展校正，而是逐步由誤差調(diào)整到正確，常用的校正方法有：挖土校正法：采用在不同部位增減挖土量的方法，以到達校正的目