顶管施工质量措施.docx

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1、顶管施工质量措施1、工作井的结构必须满足井壁支护以及顶管（顶进工作井）推进后座力作用等施工要求，其位置选择应符合下列规定：（I）宜选择在管道井室位置；（2）便于排水、排泥、出土和运输；（3）尽量避开现有构（建）筑物，减小施工扰动对周围环境的影 响；（4）顶管单向顶进时宜设在下游一侧。2、工作井围护结构应根据工程水文地质条件、邻近建（构）筑物、 地下与地上管线情况，以及结构受力、施工安全等要求，经技术经济 比较后确定。3、工作井施工应遵守下列规定：（1）编制专项施工方案；（2）应根据工作井的尺寸、结构形式、环境条件等因素确定支 护（撑）形式；（3） 土方开挖过程中，应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分

2、层开 挖，严禁超挖”的原则进行开挖与支撑；（4）井底应保证稳定和干燥，并应及时封底；（5）井底封底前，应设置集水坑，坑上应设有盖；封闭集水坑 时应进行抗浮验算；（6）在地面井口周围应设置安全护栏、防汛墙和防雨设施;（7）井内应设置便于上、下的安全通道。4、顶管的顶进工作井的始发工作井的后背墙施工应符合下列规定：(1)后背墙结构强度与刚度必须满足顶管最大允许顶力和设计 要求；(2)后背墙平面与掘进轴线应保持垂直，表面应坚实平整，能 有效地传递作用力；(3)施工前必须对后背土体进行允许抗力的验算，验算通不过 时应对后背土体加固，以满足施工安全、周围环境保护要求；(4)顶管的顶进工作井后背墙还应符合

3、下列规定：a.上、下游两段管道有折角时，还应对后背墙结构及布置进行设 计；b.装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，底端宜在工作 坑底以下且不小于500mm；组装构件应规格一致、紧贴固定，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；c.无原土作后背墙时，宜就地取材设计结构简单、稳定可靠、拆 除方便的人工后背墙；d.利用已顶进完毕的管道作后背时，待顶管道的最大允许顶力应 小于已顶管道的外壁摩擦阻力，后背钢板与管口端面之间应衬垫缓冲 材料，并应采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。5、工作井尺寸应结合施工场地、施工管理、洞门拆除、测量及 垂直运输等要求确定，且应符合下列规定：(

4、1)顶管工作井应符合下列规定：a.应根据顶管机安装和拆卸、管节长度和外径尺寸、千斤顶工作长度、后背墙设置、垂直运土工作面、人员作业空间和顶进作业管理 等要求确定平面尺寸；b.深度应满足顶管机导轨安装、导轨基础厚度、洞口防水处理、 管接口连接等要求；顶混凝土管时，洞圈最低处距底板顶面距离不宜 小于600mm；顶钢管时，还应留有底部人工焊接的作业高度。6、工作井洞口施工应符合下列规定：(1)顶留进、出洞口的位置应符合设计和施工方案的要求；(2)洞口土层不稳定时，应对土体进行改良，进出洞施工前应 检查改良后的土体强度和渗漏水情况；(3)设置临时封门时，应考虑周围土层变形控制和施工安全等 要求。封门应

5、拆除方便，拆除时应减小对洞门土层的扰动；(4)顶管施工的洞口应符合下列规定：a.洞口应设置止水装置，止水装置联结环板应与工作井壁内的预 埋件焊接牢固。且用胶凝材料封堵；b.采用钢管做预埋顶管洞口时，钢管外宜加焊止水环；c.在软弱地层，洞口外缘宜设支撑点；7、顶管的顶进工作井内布置及设备安装、运行应符合下列规定：(1)导轨应采用钢质材料，其强度和刚度应满足施工要求；导 轨安装的坡度应与设计坡度一致。(2)顶铁应符合下列规定：a.顶铁的强度、刚度应满足最大允许顶力要求；安装轴线应与管 道轴线平行、对称，顶铁在导轨上滑动平稳、且无阻滞现象，以使传 力均匀和受力稳定；c.顶铁与管端面之间应采用缓冲材料

6、衬垫，并宜采用与管端面吻 合的U形或环形顶铁；d.顶进作业时，作业人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时 观察顶铁有无异常现象。(3)千斤顶、油泵等主顶进装置应符合下列规定：a.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线上；千斤顶对称布置且规格应相同；b.千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、回油的控制系统; 油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；高压油管应顺直、转角少；c千斤顶，油泵、换向阀及连接高压油管等安装完毕，应进行试 运转；整个系统应满足耐压、无泄漏要求，千斤顶推进速度、行程和 各千斤顶同步性应符合施工要求；d.初始顶进应缓慢进行，待各接触部位

7、密合后，再按正常顶进速 度顶进；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；e.千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。8、顶管施工应根据工程具体情况采用下列技术措施：(1) 一次顶进距离大于IOom时，应采用中继间技术；(1)在砂砾层或卵石层顶管时，应采取管节外表面熔蜡措施、触变泥浆技术等减少顶进阻力和稳定周围土体；(1)长距离顶管应采用激光定向等测量控制技术。9、计算施工顶力时，应综合考虑管节材质、顶进工作井后背墙 结构的允许最大荷载、顶进设备能力、施工技术措施等因素。施工最 大顶力应大于顶进阻力，但不得超过管材或工作井后背墙的允许顶力。10、施工最大

8、顶力有可能超过允许顶力时，应采取减少顶进阻力、 增设中继间等施工技术措施。11、顶进阻力计算应按当地的经验公式，或按下式计算：Fp= DOLfk 十 NF式中Fp顶进阻力(kN)；DO管道的外径(m)；L一管道设计顶进长度(m)；fk一管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(kNm2),通 过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术的宜按下表选用；NF顶管机的迎面阻力(kN)；不同类型顶管机的迎面阻 力宜按下表选择计算式。顶管机迎面阻力(传)的计算公式顶进方式迎面阻力(kN)式中符号敞开式=开(以一Z) tRt工具管刃脚厚度(In)挤压式= /4 以 2(1e)e开口率网格挤压=%/4 以2。Ea网格截面

9、参数，取=0.61.0气压平衡式M=刀42( aR+P)Pw气压强度(kN / m2)土压平衡和泥水平衡押=双他D：PP控制土压力注：Dg顶管机外径(m)；R挤压阻力(kN2),取R = 300500kN采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f (kNm2)土类管材黏性土粉土粉、细砂土中、粗砂土钢筋混凝土管3. 05.05. 08.08. 0-11.0ILO16. 0钢管3. 04.04. 07.07. 010.010.0-13.0注：当触变泥浆技术成熟可靠、管外壁能形成和保持稳定、连续的泥浆套时，f值可直接取3.05. 0kNm2o12、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

10、。(1)全部设备经过检查、试运转；(2)顶管机在导轨上的中心线、坡度和高程应符合要求；(3)防止流动性土或地下水由洞口进入工作井的技术措施；(4)拆除洞口封门的准备措施。13、顶管进、出工作井时应根据工程地质和水文地质条件、埋设 深度、周围环境和顶进方法，选择技术经济合理的技术措施，并应符 合下列规定：(1)应保证顶管进、出工作井和顶进过程中洞圈周围的土体稳 定；(2)应考虑顶管机的切削能力；(3)洞口周围土体含地下水时，若条件允许可采取降水措施，或采取注浆等措施加固土体以封堵地下水；在拆除封门时，顶管机外壁与工作井洞圈之间应设置洞口止水装置，防止顶进施工时泥水渗入 工作井；(4)工作井洞口封

11、门拆除应符合下列规定：a.钢板桩工作井，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；b.工作井的围护结构为沉井工作井时，应先拆除洞圈内侧的临时 封门，再拆除井壁外侧的封板或其他封填物；c.在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将顶管机立即顶入土层;(5)拆除封门后，顶管机应连续顶进，直至洞口及止水装置发 挥作用为止；(6)在工作井洞口范围可预埋注浆管，管道进入土体之前可预 先注浆。14、顶进作业应符合下列规定：(1)应根据土质条件、周围环境控制要求、顶进方法、各项顶 进参数和监控数据、顶管机工作性能等，确定顶进、开挖、出土的作 业顺序和调整顶进参数；(2)掘进过程中应严格量测

12、监控，实施信息化施工，确保开挖 掘进工作面的土体稳定和土 (泥水)压力平衡；并控制顶进速度、挖土 和出土量，减少土体扰动和地层变形；(3)采用敞口式(手工掘进)顶管机，在允许超挖的稳定土层中 正常顶进时，管下部135。范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于 15mm；超挖示意图a最大超挖量： b一允许超挖范围(4)管道顶进过程中，应遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的 原则，控制顶管机前进方向和姿态，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；(5)开始顶进阶段，应严格控制顶进的速度和方向；(6)进入接收工作井前应提前进行顶管机位置和姿态测量，并 根据进口位置提前进行调整；(7

13、)在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，宜将前3 5节管体与顶管机联成一体；(8)钢筋棍凝土管接口应保证橡胶圈正确就位；钢管接口焊接 完成后，应进行防腐层补口施工，焊接及防腐层检验合格后方可顶进;(9)应严格控制管道线形，对于柔性接口管道，其相邻管间转 角不得大于该管材的允许转角。15、施工的测量与纠偏应符合下列规定：(1)施工过程中应对管道水平轴线和高程、顶管机姿态等进行 测量，并及时对测量控制基准点进行复核；发生偏差时应及时纠正;(2)顶进施工测量前应对井内的测量控制基准点进行复核；发生工作井位移、沉降、变形时应及时对基准点进行复核;(3)管道水平轴线和高程测量应符合下列规定：a.出顶

14、进工作井进入土层，每顶进300mm,测量不应少于一次； 正常顶进时，每顶进1000mm,测量不应少于一次；b.进入接收工作井前30m应增加测量，每顶进30OnInb测量不应 少于一次；c.全段顶完后，应在每个管节接口处测量其水平轴线和高程；有 错口时，应测出相对高差；d.纠偏量较大、或频繁纠偏时应增加测量次数；e.测量记录应完整、清晰；(4)距离较长的顶管，宜采用计算机辅助的导线法(自动测量导 向系统)进行测量；在管道内增设中间测站进行常规人工测量时，宜 采用少设测站的长导线法，每次测量均应对中间测站进行复核；(5)纠偏应符合下列规定：a.顶管过程中应绘制顶管机水平与高程轨迹图、顶力变化曲线图

15、、 管节编号图，随时掌握顶进方向和趋势；b.在顶进中及时纠偏；c.采用小角度纠偏方式；d.纠偏时开挖面土体应保持稳定；采用挖土纠偏方式，超挖量应 符合地层变形控制和施工设计要求；e.刀盘式顶管机应有纠正顶管机旋转措施。16、采用中继间顶进时，其设计顶力、设置数量和位置应符合施工方案，并应符合下列规定:(1)设计顶力严禁超过管材允许顶力；(2)第一个中继间的设计顶力，应保证其允许最大顶力能克服 前方管道的外壁摩擦阻力及顶管机的迎面阻力之和；而后续中继间设 计顶力应克服两个中继间之间的管道外壁摩擦阻力；(3)确定中继间位置时，应留有足够的顶力安全系数，第一个 中继间位置应根据经验确定并提前安装，同

16、时考虑正面阻力反弹，防 止地面沉降；(4)中继间密封装置宜采用径向可调形式，密封配合面的加工 精度和密封材料的质量应满足要求；(5)超深、超长距离顶管工程，中继间应具有可更换密封止水 圈的功能。17、中继间的安装、运行、拆除应符合下列规定：(1)中继间壳体应有足够的刚度；其千斤顶的数量应根据该段 施工长度的顶力计算确定，并沿周长均匀分布安装；其伸缩行程应满 足施工和中继间结构受力的要求；(2)中继间外壳在伸缩时，滑动部分应具有止水性能和耐磨性， 且滑动时无阻滞；(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；(4)中继间的启动和拆除应由前向后依次进行；

17、(5)拆除中继间时，应具有对接接头的措施；中继间的外壳若不拆除，应在安装前进行防腐处理。18、触变泥浆注浆工艺应符合下列规定:(1)注浆工艺方案应包括下列内容：a.泥浆配比、注浆量及压力的确定；b.制备和输送泥浆的设备及其安装；C ,注浆工艺、注浆系统及注浆孔的布置；(2)确保顶进时管外壁和土体之间的间隙能形成稳定、连续的 泥浆套；(3)泥浆材料的选择、组成和技术指标要求，应经现场试验确 定；顶管机尾部同步注浆宜选择黏度较高、失水量小、稳定性好的材 料；补浆的材料宜黏滞小、流动性好；(4)触变泥浆应搅拌均匀，并具有下列性能：a.在输送和注浆过程中应呈胶状液体，具有相应的流动性；b.注浆后经一定

18、的静置时间应呈胶凝状，具有一定的固结强度;c.管道顶进时，触变泥浆被扰动后胶凝结构破坏，但应呈胶状液 体；d.触变泥浆材料对环境无危害；(5)顶管机尾部的后续几节管节应连续设置注浆孔；(6)应遵循“同步注浆与补浆相结合”和“先注后顶、随顶随 注、及时补浆”的原则，制定合理的注浆工艺；(7)施工中应对触变泥浆的黏度、重度、PH值，注浆压力，注 浆量进行检测。19、触变泥浆注浆系统应符合下列规定:(I)制浆装置容积应满足形成泥浆套的需要；(2)注浆泵宜选用液压泵、活塞泵或螺杆泵；(3)注浆管应根据顶管长度和注浆孔位置设置，管接头拆卸方 便、密封可靠；(4)注浆孔的布置按管道直径大小确定，每个断面可

19、设置35 个；相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置；每个注浆孔宜安装 球阀，在顶管机尾部和其他适当位置的注浆孔管道上应设置压力表；(5)注浆前，应检查注浆装置水密性；注浆时压力应逐步升至 控制压力；注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处 理后方可继续顶进。20、根据工程实际情况正确选择顶管机，顶进中对地层变形的控 制应符合下列要求：(1)通过信息化施工，优化顶进的控制参数，使地层变形最小；(2)采用同步注浆和补浆，及时填充管外壁与土体之间的施工 间隙，避免管道外壁土体扰动；(3)发生偏差应及时纠偏；(4)避免管节接口、中继间、工作井洞口及顶管机尾部等部位 的水土流失和泥浆渗漏，并

20、确保管节接口端面完好；(5)保持开挖量与出土量的平衡。21、顶进应连续作业，顶进过程中遇下列情况之一时，应暂停顶进，及时处理，并应采取防止顶管机前方塌方的措施。(1)顶管机前方遇到障碍；(2)后背墙变形严重；(3)顶铁发生扭曲现象；(4)管位偏差过大且纠偏无效；(5)顶力超过管材的允许顶力；(6)油泵、油路发生异常现象；(7)管节接缝、中继间渗漏泥水、泥浆；(8)地层、邻近建(构)筑物、管线等周围环境的变形量超出控 制允许值。22、顶管穿越铁路、公路或其他设施时，除符合本规范的有关规 定外，尚应遵守铁路、公路或其他设施的有关技术安全的规定。23、顶管管道贯通后应做好下列工作：(1)工作井中的管

21、端应按下列规定处理：a.进入接收工作井的顶管机和管端下部应设枕垫；b.管道两端露在工作井中的长度不小于O. 5m,且不得有接口 ；c.工作井中露出的混凝土管道端部应及时浇筑混凝土基础；(2)顶管结束后进行触变泥浆置换时，应采取下列措施：a.采用水泥砂浆、粉煤灰水泥砂浆等易于固结或稳定性较好的浆 液置换泥浆填充管外侧超挖、塌落等原因造成的空隙；b.拆除注浆管路后，将管道上的注浆孔封闭严密；c.将全部注浆设备清洗干净；(3)钢筋混凝土管顶进结束后，管道内的管节接口间隙应按设 计要求处理；设计无要求时，可采用弹性密封膏密封，其表面应抹平、 不得凸入管内。24、钢筋混凝土管曲线顶管应符合下列规定：(1

22、)顶进阻力计算宜采用当地的经验公式确定；无经验公式时， 可按相同条件下直线顶管的顶进阻力进行估算，并考虑曲线段管外壁 增加的侧向摩阻力以及顶进作用力轴向传递中的损失影响。(2)最小曲率半径计算应符合下列规定：a.应考虑管道周围土体承载力、施工顶力传递、管节接口形式、 管径、管节长度、管口端面木衬垫厚度等因素；b.按下式计算；不能满足公式计算结果时，可采取减小预制管管 节长度的方法使之满足：tan =lRmin= S/DO式中a曲线顶管时，相邻管节之间接口的控制允许转角 ( ) 一般取管节接口最大允许转角的1/2, F型钢承口的管节宜小于 0.3 ；Rmin最小曲率半径(m)；1一一预制管管节长

23、度(m);DO管外径(m)；S相邻管节之间接口允许的最大间隙与最小间隙之 差(m)；其值与不同管节接口形式的控制允许转角和衬垫弹性模量有 关。(3)所用的管节接口在一定角变位时应保持良好的密封性能要 求，对于F型钢承口可增加钢套环承插长度；衬垫可选用无硬节松木板，其厚度应保证管节接口端面受力均匀。(4)曲线顶进应符合下列规定：a.采用触变泥浆技术措施，并检查验证泥浆套形成情况；b.根据顶进阻力计算中继间的数量和位置；并考虑轴向顶力、轴 线调整的需要，缩短第一个中继间与顶管机以及后续中继间之间的间 距；c.顶进初始时，应保持一定长度的直线段，然后逐渐过渡到曲线 段；d.曲线段前几节管接口处可预埋钢板、预设拉杆，以备控制和保 持接口张开量；对于软土层或曲率半径较小的顶管，可在顶管机后续 管节的每个接口间隙位置，预设间隙调整器，形成整体弯曲弧度导向 管段；e.采用敞口式(手掘进)顶管机时，在弯曲轴线内侧可进行超挖; 超挖量的大小应考虑弯曲段的曲率半径、管径、管长度等因素，满足 地层变形控制和设计要求，并应经现场试验确定。(5)施工测量应符合下列规定：a.宜采用计算机辅助的导线法(自动测量导向系统)进行跟踪、快 速测量；b.顶进时，顶管机位置及姿态测量海米不应少于1次；C,每顶入一节管，其水平轴线及高程测量不应少于3次。