鋼筋混凝土管頂管施工-----技術交底

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、密封膠、油麻、石棉、膨脹劑、水泥(少量)等，其質量應符合有關規定要求，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、現場環境、土質、挖深、地下水位及支撐材料規格、管徑、管長、頂管機具設備規格、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，無歪斜扭曲現象，頂鐵上宜有鎖定裝置，頂鐵單塊旋轉時應能保持穩定。

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，管節承壓面應力接近其設計頂鎬壓力強度時，應采用U形或環形頂鐵等措施，減少管節承壓面應力。

(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、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。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，每臺液壓油缸應有進油、退油的控制系統。

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) 頂進中若發現油壓突然增高，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，機頭或首節管允許偏差為：軸線位置3mm，高程0～3mm。

(3) 頂進應連續施工，除不可抗拒情況下，不得中途停止作業。

(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，方可繼續頂進。

1) 發生塌方或遇到障礙物。

2) 后背傾斜或嚴重變形。

3) 頂鐵發現扭曲跡象。

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。 2012-10-30 15:42:19