手掘式頂管施工工藝標準

1、手掘式頂管施工藝1 總則1.1 適用范圍頂管工藝的選擇，應根據(jù)管道所處土層性質(zhì)、管徑、地下水位、附近地上或地下建筑物、構筑物等各種設施情況，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。頂管工藝大致可分類為：手掘式頂管工藝、擠壓式頂管工藝、土壓平衡頂管工藝、泥水平衡式頂管工藝和擠密土層頂管工藝。本標準介紹的是手掘式頂管式工藝。手掘式頂管施工適用于土質(zhì)較好的黏性土或砂性土層中，且管徑在80cm 以上。如地下水位較高，則需要采用井點降水等輔助施工措施；不適用于曲率半徑小和軟土地層的施工。1.2 編制參考標準及規(guī)范（l）給水排水管道工程質(zhì)量驗收規(guī)范GB502682001（2）市政排水管渠工程質(zhì)量檢驗評定標準GJJ31990

2、（3）混凝土和鋼筋混凝土排水管GBT118361999（4）建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準GB503002001（5）地下防水工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB502082002（6）地下工程防水技術規(guī)范GB5010820012 術語2.1 術語（1）頂管段單元長度：指不采用中繼間時計算所能頂進的管段長度。此長度由管徑、管道所處土層性質(zhì)、千斤頂規(guī)格、后背墻允許抗力、管道端部所能承受的允許頂力等因素確定。（2）工作坑：是安放所有頂進設備的場所，也是頂管掘進機的始發(fā)場所。（3）接收坑：是接收掘進機的場所。（4）后背：指根據(jù)土的性質(zhì)設計能承受頂管段單元長度最大頂力的反作用力的后背墻。（5）頂鐵：指管道頂進時，千

3、斤頂與管道端部之間臨時設置的傳力構件。其作用能將千斤頂集中荷載通過頂鐵比較均勻地分在管端并能延伸千斤頂活塞的功能。3 基本規(guī)定該工藝操作全過程應遵守的標準是給水排水管道工程質(zhì)量驗收規(guī)范GB502682001。4 施工準備4.1 技術準備（1）組織管理人員和技術人員熟悉設計文件及設計交底并進行圖紙會審。（2）會同業(yè)主、監(jiān)理單位進行交樁并做好交樁復核記錄；對沿線水準點及軸線控制樁進行加密，并報監(jiān)理工程師審核。（3）進行工程量復核并編制詳細的工料分析。（4）編制實施性的作業(yè)指導書。（5）組織技術人員熟悉施工規(guī)范并進行書面技術交底和安全交底。4.2 材料要求所有材料進場前均應附有生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格證

4、和相應的檢驗報告書，并經(jīng)專職質(zhì)檢員驗收合格后方可進場；在材料使用前，必須按規(guī)定抽樣送檢，合格后方可使用。對頂管工藝中最主要的材料鋼筋混凝土管材在進場前還必須檢查其所有原材料試驗報告、混凝土試塊抗壓強度報告和管材本身的抗壓檢驗報告。材料要求具體如表4.2。材料要求一覽表 表2.4.3 主要機具主要機具設備如表4.3l，測量儀器設備如表4.32。主要機具配備表（以1 個作業(yè)班組單端作業(yè)為例） 表4.31測量儀器配備表（以一個作業(yè)班組施工為例） 表4.3-2作業(yè)現(xiàn)場還應配備相應的試驗檢測設備。4.4 作業(yè)條件施工前應具備的基本條件：（1）清理場地，將作業(yè)區(qū)的障礙物及雜物全部清運干凈。（2）修施工便道

5、，確保大型車輛能進入到作業(yè)區(qū)。（3）電源、水源落實。（4）搭設臨時設施。5 材料和質(zhì)量要點5.1 材料的關鍵要求:鋼筋混凝土管材的質(zhì)量必須符合GB/T118361999 的規(guī)范要求。5.2 技術關鍵要求該施工工藝的技術關鍵點為頂力計算和測量控制。頂管的頂力可按下式計算，也可按當?shù)氐慕?jīng)驗公式確定：PfrD12H 十（2HD1）tg2（45°2）rD1L 十PF式中P計算的總頂力（kN）；r管道所處土層的重力密度（kNm3）；D1 管道的外徑（m）；H管道頂部以上覆蓋土層的厚度（m）；管道所處土層的內(nèi)摩擦角（°）；管道單位長度的自重（kNm）；L管道的計算頂進長度（m）；F頂進

6、時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數(shù)，若土質(zhì)為濕砂性土或黏土，一般取0.20.4，若土質(zhì)為干土，一般取0.40.6；PF頂進時，工具管的迎面阻力（kN），因管前及兩側允許超挖，故取0。5.3 質(zhì)量關鍵要求頂進過程中的管道軸線和高程控制以及管接口的處理是否密實是整個頂管過程中的質(zhì)量關鍵點。5.4 職業(yè)健康安全關鍵要求（1）管道埋置較深時必須用鼓風機不斷向頂管作業(yè)區(qū)內(nèi)輸送新鮮氧氣，以免缺氧。（2）工作坑支撐必須牢固，以免坑壁塌方。5.5 環(huán)境關鍵要求:挖出的土方不能隨意亂倒，要集中堆放到指定位置。6 施工工藝6.1 工藝流程施工工藝流程詳見圖6.1施工工藝流程框圖。圖6.1 頂管施工工藝流程圖6

7、.2 操作工藝（1）工作坑選擇及開挖1）工作坑盡量設在檢查井位置處，且與接收坑交替布置，這樣不僅可以縮短工期，也可以節(jié)約費用。工作坊布置圖見圖6.2-1。工作坑開挖宜采用人工開挖，不宜機械作業(yè)，以防擾動坑土質(zhì)造成塌方。開挖的坡度由土質(zhì)決定。工作坑深度大于5m 時，中間留用50cm 的土質(zhì)臺階以緩沖土質(zhì)的側向壓力。工作坑支撐形式應根據(jù)土質(zhì)及開挖深度情況確定，支撐應滿足便于運土提吊管件及機具設備的要求。如采用矩形工作坑，則底部宜符合下列公式要求：圖6.2-1 工作坑布置圖B=D1+SL=L1+ L2+ L3+ L4+ L5式中 B 一矩形工作坑的底部寬度（m);D1管道外徑（m）；S操作寬度（m）

8、，可取2.43.2m；L矩形工作坑的底部長度（m）；L1工具管長度（m）。當采用管道第一節(jié)管為工具管時，鋼筋混凝土管不宜小于0.3m；鋼管不宜小于0.6m；L2管節(jié)長度（m）；L3運土工作間長度（m）；L4千斤頂長度（m）；L5后背墻的厚度（m）。2）后背墻的安裝：工作坑后背土壁表面應平整，并與管道軸線垂直；后背墻的面積必須通過頂力的反作用力及土質(zhì)的情況來確定，后背墻構造如下：（A）貼土壁立碼一層1520cm 的方木，其寬度應不小于所需的受力面積；（B）橫放一層1520cm 的方木；（C）立放24 根40 號工字鋼，設在千斤頂作用點位置；（D）后背土壁面應與后背墻貼緊，有孔隙時應用砂石料填密實

9、；組裝后背墻的底端應在工作坑底以下，不宜小于50cm。這一規(guī)定的目的，是在增加施工工作量不大的條件下，利用后背墻的抗力與其高度的平方成正比的規(guī)律，以充分發(fā)揮其抗力。（2）設備安裝（見圖6.22）圖6.22 頂管作業(yè)坑設備布置圖l 一混凝土管；2 一環(huán)形頂鐵；3 一弧形頂鐵；4 一枕木；5 一導軌；6 一主頂油缸；7 一主頂油缸架；8 一測量系統(tǒng)；9 一混凝土底座；10 一后靠背；11 一后座墻S12 一工作井1）導軌安裝工作坑及后背墻成型后，在槽底安放25cm×25cm 的枕木，枕木項與槽底平，使枕木鑲在槽底土層中，間距為0.5m，長度3m，枕木的下面澆筑15cm 厚C20 混凝土，

10、以免枕木下沉，在順管子方向安放兩根重型鋼質(zhì)導軌，長度為5m，導軌與枕木之間應錨固連接，以防滑動。兩根導軌之間的軸線應與管子的軸線重合，導軌的間距為：式中D1管外徑；h鋼軌高度；c管外壁與基礎間縫隙，一般取68m。2)千斤頂安裝千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的中心應比管中心低5的管內(nèi)徑左右的垂直線上；當千斤頂多于一臺時，宜取偶數(shù)，且其規(guī)格宜相同；當用多臺千斤頂時，其油路應并聯(lián)，每臺千斤頂應有進油、退油的控制系統(tǒng)。3)頂鐵安裝頂鐵宜采用鑄鐵整體澆鑄或采用型鋼焊接成型，安裝頂鐵時，應首先檢查頂鐵與頂鐵之間的接觸面。如有泥土或油污等，應擦拭干凈，防止接觸不良，相互滑動。安裝后，頂

11、鐵必須與管道的軸線平行，使千斤頂軸線頂鐵軸線和管道的軸線相互平行；更換頂鐵時，應先使用長度大的頂鐵，頂鐵拼裝后應鎖定；頂鐵與管口之間應采用緩沖材料，一般可采用油氈或膠合板。4)架設起吊設備龍門架安裝要牢固、安全，基座應采用50cm×50cm×80cm 的現(xiàn)澆混凝土結構，龍門架的兩側必須用鋼絲繩做拉錨固定，上部搭設帆布篷，以在雨天作業(yè)。(3)吊管正式作業(yè)前應試吊，吊離地面l0cm 左右時，檢查重物捆扎情況和制動性能，確認安全后方可起吊；下管時工作坑內(nèi)嚴禁站人，當管節(jié)距導軌小于50cm 時，操作人員方可近前工作；嚴禁超負荷工作。(4)頂進1)挖土本工藝采用手工掘進頂管法。工具管

12、接觸土層后，應自上而下分層挖土；挖出的土方用專用手推車運出，工具管迎面的超挖量如土質(zhì)良好，可超出管端4050cm；管頂以上的超挖量不得超過1.5cm。管下部135°范圍內(nèi)不得超挖。(見圖6.2-3)圖6.23 管頂超挖示意圖a最大超挖量；b允許超挖范圍2)頂進頂進開始時，應緩慢進行，待各部位密合后，再按正常頂進速度進行；頂進中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應立即停止頂進，檢查原因并經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進。頂管要連續(xù)進行，不能停滯不前，隨挖隨運隨頂。盡量減少停歇時間，以免造成管上方土質(zhì)塌方及水位上漲造成頂力增大。當頂管單元段計算頂力較大時，可采取管外壁潤滑等措施以減小阻力。3)測量及糾偏頂進過程中

13、，開始每頂3050cm；測量高程和軸線不少于1 次；管道頂入土層后正常頂進時，每頂進l00cm，不少于1 次；開始頂進5l0cm 的范圍內(nèi)，允許偏差應為軸線位置3mm，高程0+3mm，測量記錄應完整、清晰，當超過允許偏差時，必須及時糾正；如偏差在12cm 左右，可采用超挖糾偏法，即在管子偏向的反側適當超挖，使管子在頂進中向阻力小的超挖側偏向，逐漸回到實際位置。如偏差較大，宜采用頂木糾偏法，即用方木的一端頂在管子偏向的另一側內(nèi)管壁上，另一端斜撐在墊有鋼板或木板的管前土壤土，頂木牢固后，即可頂進，在頂進中配合超挖糾偏法，邊頂邊支。4)頂管的接口：接管前，在兩管的接口處均勻加襯3cm 粗的防水油麻，

14、油麻置于管外縫外側面12cm處，油麻頂緊后能起到均布頂力和保護管節(jié)，防止地下水滲入管內(nèi)的作用，頂完后，拆除臨時連接的內(nèi)脹圈，用石棉水泥做內(nèi)勾縫。(5)檢查井砌筑：頂管單元段質(zhì)量驗收合格后，及時進行檢查井的砌筑。(6)支撐的拆除：拆除支撐前，應對溝槽兩側的建筑物和槽壁進行安全檢查，并應制定拆除支撐的實施細則和安全措施。支撐的拆除應與回填土的填筑高度配合進行，且在拆除后應及時回填。(7)閉水試驗：閉水試驗前做好堵頭。閉水試驗段水位至上游管道內(nèi)頂以上2m。如上游管內(nèi)頂?shù)綑z查口的高度小于2m 時，閉水試驗水位可至井口為止。閉水試驗在管道灌滿水后經(jīng)24h 后再進行，對滲水量的測定時間不小于30min。試

15、驗頻率為D700mm 的管段，每3 個井段抽檢1 段，D<700mm 的管段，每個井段檢驗。7 質(zhì)量標準7.1 主控項目(1)導軌安裝安裝后的導軌應順直、牢固、平行、等高，其縱坡應與管道設計坡度一致。允許偏差為：軸線位置：3mm；頂面高程；0+3mm；兩軌內(nèi)距：2mm。(2)頂管軸線及高程質(zhì)量允許偏差為：(見表7.1)質(zhì)量施工允許偏差表 表7.17.2 一般項目(1)后背墻后背墻必須牢固，表面應平整、光滑、管道的中心線應與后背墻垂直。(2)管接口管接口必須密實、平順、不脫落；相鄰管間錯口不大于20mm。(3)檢查井井壁必須互相垂直，不得有通縫；必須保證灰漿飽滿，抹面壓光，不得有空鼓、裂縫

16、等現(xiàn)象；井內(nèi)流槽應平順，踏步應安裝牢固，位置準確；井框、井蓋必須完整無損，安裝平穩(wěn)，位置正確；井的長、寬及直徑的允許偏差均為20mm。8 成品保護8.1 對已頂完的單元段，工作棚拆除以后，應在工作坑四周用土筑成15cm 高的堤，以防下雨時雨水沖刷坑壁及進入管道造成污染。8.2 做接口內(nèi)勾縫時，應經(jīng)常灑水濕潤以防開裂，在下班時應用塑料布封堵管頭以便養(yǎng)生。8.3 檢查井砌筑完畢后應立即蓋好井蓋，以防落入雜物。9 安全環(huán)保措施9.1 安全措施(1)建立詳細的安全崗位責任制，設專職的安全員并持證上崗。(2)經(jīng)常教育職工和民建隊提高安全意識和安全的重要性。(3)機械操作必須設專人操作，嚴禁非操作人員操作機械。(4)坑內(nèi)工作人員必須戴安全帽。(5)吊機必須經(jīng)常有專人檢查是否漏電的危險，鋼絲繩及吊鉤是否能繼續(xù)使用。(6)工作坑四周宜設70cm 高，離坑邊距離不少于50cm 的鋼制欄桿，并懸掛安全警示牌。(7)工作坑每邊lm 范圍內(nèi)不得堆放任何東西，以防滑落。(8)頂進時，工作人員不得在頂鐵上方及側面停留，并隨時觀察頂鐵有無異常現(xiàn)象，以防發(fā)生“崩鐵”現(xiàn)象。9.2 環(huán)保措施（1）挖出的土方不