1.7.1 適用范圍
適用于鋼筋混凝土管頂管施工。
1.7.2 施工準備
1.7.2.1 技術準備
1. 測量交接樁完成，并對控制點、坐標點、水準點進行校測，拴樁、補樁等工作已完成。
2. 頂管施工前，已認真審核圖紙，組織圖紙會審。編制施工方案，報有關單位審批，并做好技術交底。
3. 通過沿線調查研究，結合現(xiàn)場地形及交通運輸、水源、電源、排水條件，已制定出相應的技術措施。
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、外觀質量、強度等級必須符合設計要求，并具有出廠合格證及試驗報告單。
2. 橡膠墊應符合設計要求，具有出廠合格證。
3. 其他材料：鋼套環(huán)、密封膠、油麻、石棉、膨脹劑、水泥(少量)等，其質量應符合有關規(guī)定要求，水泥、膨脹劑應有產品合格證和出廠檢驗報告，進場后應取樣試驗合格。
1.7.2.3 機具設備
1. 主要設備：頂鎬、液壓油泵、卷揚機、滑輪、壓漿泵、電焊機、氣焊設備等。
2. 輔助設備：吊管架、工作平臺、棚架、觸變泥漿設備、橫鐵、立鐵、頂鐵、導軌、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，施工降水應低于開挖面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) 應依據設計圖紙進行測量放線，做好測量所需各項數據內業(yè)的收集、計算、復核工作。
(2) 對原交樁進行復核測量，原測樁有遺失或變位時，應補樁校正。
(3) 測定管道中心線時，應在起點、終點、平面折點、豎向折點及其他控制點測設中心樁，并應在工作坑外適當位置設置栓樁。
(4) 測定中心樁時，應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，應符合下列要求：
1) 一般宜選在設計圖中管道的檢查井室位置。
2) 工作坑處應便于設備、材料運輸及下管、出土、排水，并具備有少量堆放管材及暫存土的場地。
3) 單向頂進，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) 工作豎井應選擇在地下管線較少部位。
(2) 頂管工作豎井的開挖斷面，應根據檢查井尺寸、工作面寬度、現(xiàn)場環(huán)境、土質、挖深、地下水位及支撐材料規(guī)格、管徑、管長、頂管機具設備規(guī)格、頂力、下管及出土方法等條件確定。
(3) 工作豎井的支撐應根據開挖斷面、挖深、土質條件、地下水狀況及總頂力等進行施工設計，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設斜撐。
2) 支護應根據場地環(huán)境采用鋼木支護、噴錨混凝土支護等方法。
3) 有地下水時，根據管道埋深、土質類型、地下水深，采用輕型井點或管井降水方法。
(4) 工作豎井應有足夠的工作面，豎井底尺寸應按下式計算：
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——管兩側操作寬度(m)，一般為每側1.2m～1.6m；
C——撐板厚度(m)，一般采用0.2m；
D1——管外徑(m)；
L1——管子頂進后，尾部壓在導軌上的最小長度，頂鋼筋混凝土管取0.3m～0.6m；機械挖土、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應取工具管長度；
L2——管節(jié)長度(m)；
L3——出土工作間長度，根據出土工具而定，宜為1.0m～1.8m；
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。
工作豎井深度應符合下式：
H1=h1+h2+h3(1-9)
H2=h1+h2(無基礎及墊層時)
式中：H1——頂進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——管道外緣底部至導軌底面的高度(m)；
h3——基礎及其墊層的厚度，不應小于該處井室的基礎及墊層厚度(m)。
(5) 頂管工作豎井及設備允許偏差見表1-53。
 
(6) 工作豎井內的布置：一般工作豎井內的布置參見圖1-24。
 
3. 后背安裝
(1) 核算后背受力寬度，應根據需要的總頂力，使土壁單位寬度內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(kN／m2)可按下式計算：
P=1／2γh2tan2(45°+φ2)+2Chtan(45°+φ2)                         (1-10)
式中：P——總被動土壓力；
γ——土壤的重度(kN／m3)；
h——天然土壁后背的高度(m)；
φ——土壤的內摩擦角(°)；
C——土壤的粘聚力(kN／m2)。
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，后背墻的安裝應符合下列要求：
1) 后背土壁應鏟修平整，并使壁面與管道頂進方向垂直。
2) 后背墻宜采用方木、型鋼、鋼板等組裝，組裝后的后背墻應有足夠的強度和剛度，其埋深應低于工作坑底，不小于0.5m。
3) 后背土體壁面應與后背墻緊貼，孔隙應用砂石料填塞密實。
4) 根據后背施工設計安裝后背，緊貼土體的后背材料，如型鋼、預制后背、方木等應橫放，在其前面放置立鐵，立鐵前放置橫鐵。
(3) 當無原土作后背時，應采用結構簡單、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，頂力應小于已頂完管道的抗頂力，后背鋼板與管口間應墊緩沖材料，保護管口不受損傷。
4. 設備安裝
(1) 導軌安裝應符合下列要求：
1) 導軌應選用鋼質材料制作，宜根據管材質量選配鋼軌作導軌。
2) 應在檢驗合格的基礎上安裝枕鐵或枕木，在檢驗合格的枕鐵或枕木上安裝導軌。
3) 當工作豎井底有水、土質松軟、管徑較大時，應澆筑水泥混凝土基礎，將枕鐵或枕木埋設于混凝土中。宜結合管道基礎設計，確定混凝土面的高程及寬度，水泥混凝土基礎的寬度宜比管徑大400mm，厚度可采用200mm～300mm，混凝土基礎頂面應低于枕鐵或枕木面10mm～20mm。
4) 當工作豎井底無水，土質堅實，可挖土槽埋設枕鐵或枕木。枕鐵或枕木長度宜采用2m～3m，宜比導軌外緣兩邊各長出200mm～300mm，其埋設間距可根據管重、頂力和土質選取400mm～800mm。
5) 枕鐵宜用型鋼制成，并附有固定導軌的特制螺栓，枕鐵應直順、平整；采用枕木時，截面不小于150mm×150mm。
6) 兩根導軌應順直，兩根導軌的內距按下式計算：
 
式中：A0——兩導軌中距(mm)；
A——兩導軌上部的凈距(mm)；
a——導軌的上頂寬度(mm)；
D——管外徑(mm)；
h——導軌高度(mm)；
e——管外底距枕鐵(枕木)面的距離(一般為10mm～25mm)。
(2) 導軌及枕鐵安裝質量應符合下列規(guī)定：
1) 枕鐵或枕木的安裝高程宜低于管外底高程10mm～20mm，間距均勻，其鋪裝縱坡應與管道縱坡一致。
2) 兩根導軌應直順、平行、等高，導軌安裝牢固，其縱坡與管道設計坡度一致。
3) 導軌高差允許偏差2mm，導軌內距允許偏差為±2mm；中心線允許偏差為3mm，頂面高程允許偏差為0mm～3mm。
(3) 工作平臺安裝應符合下列要求：
1) 應在頂管工作坑開挖與支護完成后進行。
2) 工作平臺承重主梁應根據靜載、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) 根據起吊設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、雪棚架結合成一體，并安裝牢固。
5) 工作坑上的平臺孔口必須安裝護欄，上下人處設置牢固的爬梯。
(4) 頂鐵安裝應符合下列要求：
1) 應有足夠的剛度，無歪斜扭曲現(xiàn)象，頂鐵上宜有鎖定裝置，頂鐵單塊旋轉時應能保持穩(wěn)定。
2) 頂鐵宜采用鑄鐵成型或型鋼焊接成型。
3) 頂鐵放置在管道兩側，且頂鐵中心線應與管道中心線平行、對稱直順；頂鐵與導軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油污。
4) 更換頂鐵時，應先使用長度大的頂鐵，以減少頂鐵連接數量；頂鐵的允許連接長度，應根據頂鐵的截面尺寸確定。當采用頂鐵截面為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，且應在中間加橫向頂鐵相連。
5) 頂鐵與管口之間應采用緩沖材料襯墊。在頂力作用下，管節(jié)承壓面應力接近其設計頂鎬壓力強度時，應采用U形或環(huán)形頂鐵等措施，減少管節(jié)承壓面應力。
(5) 頂進設備安裝
1) 安裝前應對高壓油泵、液壓油缸、液壓管路控制系統(tǒng)、頂鐵和壓力表標定等進行檢查，設備完好，方可安裝。
2) 應根據頂管豎井的施工設計，安裝高壓油泵、管路及控制系統(tǒng)。油泵宜設置在液壓油缸附近；油管應直順、轉角少；油泵應與液壓油缸相匹配，并應有備用油泵。
3) 液壓油缸的油路應并聯(lián)，每臺液壓油缸應有進油、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1／4左右處，且不小于組裝后背高度的1／3。
5) 使用一臺液壓油缸時，其平面中心應與管道中心線一致，使用多臺液壓油缸時，各液壓油缸中心線應與管道中心線對稱。
6) 多臺液壓油缸宜配置油缸臺架，且應使油缸布置對稱。
7) 千斤頂的安裝高程，一般宜使千斤頂的著力點位于管端面垂直直徑的1／4左右處。
(6) 頂進設備試車運行應符合下列要求：
1) 設備試車運行及頂進時，工作人員不得在頂鐵上方及側面停留，并應隨時觀察頂鐵有無異常跡象。
2) 頂進開始時，應緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進速度頂進。
3) 頂進中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應立即停止頂進，檢查原因并經過處理后，方可繼續(xù)頂進。
4) 液壓油缸活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。
(7) 頂管單元長度應根據設計要求的井室位置、地面運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，以及支持性技術措施等因素綜合確定。宜減少頂管工作坑設置數量。當穿越構筑物或河道時，應根據穿越長度，確定頂管單元長度。
(8) 頂管的頂力計算
總頂力經驗公式(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(kN／m)；
L——頂進管總長度(m)；
n——土質系數。
當土質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1.5～2。
當土質為密實的砂土及含水量較大的亞粘土，管前挖土不易形成土拱，但塌方尚不嚴重時，n可取3～4。
5. 管道頂進
(1) 頂進前應檢查下列內容，確認條件具備時方可頂進。
1) 全部設備經過檢查，并經試運轉確認正常；導軌的中心線、坡度、高程符合設計規(guī)定；
2) 已具備防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施；
3) 已制定開啟封門的措施。
(2) 初始頂進5m～10m范圍內，增加測量密度，機頭或首節(jié)管允許偏差為：軸線位置3mm，高程0～3mm。
(3) 頂進應連續(xù)施工，除不可抗拒情況下，不得中途停止作業(yè)。
(4) 人工挖土頂管應符合下列要求：
1) 管前土質良好及正常頂管地段，管前開挖長度300mm～500mm，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，同時應遵守管理單位對挖掘、頂進的有關規(guī)定；土質不良地段，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，管底部位135°范圍內不得超挖。在不允許土層下沉的頂管地段，管道周圍不得超挖。
(5) 在頂進過程中遇到下列情況之一時，及時采取措施，方可繼續(xù)頂進。
1) 發(fā)生塌方或遇到障礙物。
2) 后背傾斜或嚴重變形。
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，進行糾偏、對口。
(7) 頂進過程中，頂鐵拆裝及使用應符合下列要求：
1) 頂鐵應無歪斜扭曲現(xiàn)象，安裝應直順。
2) 每次換放頂鐵時，應換可能安放的最長頂鐵。
(8) 測量與糾偏
1) 工作豎井內的測量控制點應設在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護處。
2) 頂進過程中加強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，管道接口應按設計要求進行處理。
1.7.3.3 季節(jié)性施工
1. 雨期施工工作坑內設積水坑；工作坑應搭設防雨篷。
2. 在工作坑四周設臨時圍堰，采取有效排水設施，防止雨水流入工作坑內。
1.7.4 質量標準
1.7.4.1 基本要求
1. 接口必須密實、平順、不脫落。
2. 內漲圈中心應對正管縫，填料密實。
3. 管內不得有泥土、石子、砂漿、磚塊、木塊等雜物。
1.7.4.2 實測項目頂管允許偏差，見表1-54
 
1.7.5 成品保護
1.7.5.1 在現(xiàn)場運輸、存放和施工過程中保護好管口。
1.7.5.2 同一頂坑向相反方向頂進時，先頂距離長管段，后頂距離短管段，用頂完管段做后背時，應在管端加護鐵，保護管口。
1.7.6 應注意的質量問題
1.7.6.1 管底標高偏差較大時，應嚴格執(zhí)行測量放樣復核制度，每次測量前，要先檢查測量儀器是否移動，出洞口管節(jié)經測量后要墊實。
1.7.6.2 為防止管端破損，應在頂進過程中認真控制好方向，糾偏不要大起大落。適當增加墊板的厚度或降低墊板硬度，盡量擴大在張角大時的受壓面積。
1.7.6.3 為防止管接口滲漏，在吊裝過程中應采用專用吊具，嚴禁用鋼絲繩直接套入管口吊運，以防損壞管口及鋼套環(huán)。
1.7.6.4 為防止管節(jié)飄移，在軟土層中頂進混凝土管時，可將前3～5節(jié)管與工具管連成一體。
1.7.6.5 為防止地面沉降應嚴禁超挖，頂進完成后要及時進行注漿。
1.7.7 環(huán)境、職業(yè)健康安全管理措施
1.7.7.1 環(huán)境管理措施
1. 在油壓系統(tǒng)下應設隔油層，以免造成污染。
2. 采取措施使機械噪聲量控制在規(guī)定范圍之內，防止噪聲擾民。
3. 渣土分類堆放，及時消納。
4. 在現(xiàn)場出入口設立清洗設備，對運土車輛進行沖洗和覆蓋，避免運土車輛污染公共道路及揚塵。
1.7.7.2 職業(yè)健康安全管理措施
1. 頂進時，頂鐵上方及側面不得站人，并應隨時觀察有無異常跡象，以防崩鐵。
2. 起重設備安裝后在正式作業(yè)前應試吊，吊離地面100mm左右時，檢查重物、設備有無問題，確認安全后方可起吊。
3. 豎井支護要有專項施工技術方案。豎井四周要設安全護欄和上、下工作坑安全爬梯。
4. 工作坑的總電源箱必須安裝漏電保護裝置，工作坑內一律使用36V以下的照明設備。
5. 起重設備專人檢驗、安裝，持證上崗，并必須遵守有關安全操作規(guī)程。
6. 在出土和吊運材料時，起重設備下嚴禁站人。