[建筑土木]顶管施工技术及验收规范

[建筑土木]顶管施工技术及验收规范内容摘要：

其中安全网络中应标明处理紧急事故的联络方式和方法，文明施工中应有监督电话。 在施工组织设计中，有时也可将上述内容 进行删除、简化，突出重点，编制成施工大纲。 4 顶管机选型 、地下水位、施工要求等，在保证工程质量、施工安全等的前提下，合理选用顶管机型。 为合理选择顶管机型，应首先获得和分析如下相关技术资料： 根据所提供的工程地质钻孔柱状图和地质纵剖面图，了解顶管机所要穿过的有代表性的地层条件，同时研究特殊的地层条件和可能遇到的施工问题。 详细分析顶管机所要穿越的各类地层的土壤参数（见表 ），然后依据下列几条进行顶管机的选型： 顶管机头选型的主要土 层参数 表 参数性质 地层参数 符号 单位 说明 表示土的 固有特征 % d60 mm d10 mm Cu Cu= d60/d10 注 [1] WL % WP % IP % IP = WL WP 表示土的 状态特征 w % Sr % 注 [2] IL IL=( w WP)/ IP注 [3] e K m/s γ kN/m3 土的力学 性质特征 Su kPa C kPa Ф N qu kPa 37acfca641bd7e0825cc736b1b884d7a Page 11 of 58 11 强度 强度 qo kPa St St= qu/qo 注 [4] a Es kPa Es=(1+e1)/a 注： [1] Cu 10 为级配不均匀土， Cu5 为级配均匀土。 [2] Sr 值将砂性土分为三种状态： Sr≤50% ,稍湿的； 50 Sr≤ 80%,很湿的；Sr80%,饱和土。 [3] IL值将粘性土分为 5种状态： IL≤0 ，坚硬状态； IL≤ ，硬塑状态；IL≤ ，可塑状态； IL≤1 ，软塑状态； IL1，流塑状态。 [4] 粘性土的灵敏度分为三种： St =24，低灵敏度； St =46，中灵敏度；St 8，高灵敏度。 按土颗粒组成和土的塑性指数，可确定顶管机穿越最具代表性的地层及其最基本的地质依据。 根 据土的有效粒径 d10和土的渗透系数 K 等，可确定是否采用人工降水的方法疏干地层。 在环境保护要求很高的砂性土层中进行顶管施工，当地下水压力 98kPa，粘粒含量 10%，渗透系数 10cm/s，并有严重流砂时，宜采用泥水平衡或开挖面加高浓度泥浆的土压平衡的顶管掘进机施工。 按土的稳定系数 Nt 的计算和对地面沉降 的控制要求选择顶管机的结构形式以及地面沉降控制技术措施，其计算公式见公式 . nS qhN ut   公式  —— 土的重度 h —— 地面至机头中心的高度 q —— 地面超载 n —— 折减系数，一般取 1 uS —— 土的不排水抗剪强度 当 Nt≥6 时，且地面沉降控制要求很高时，因正面土体流动性很大，需采用封闭式顶管机头。 当 4Nt6, 地面沉降控制要求不很高时，可考虑采用挤压式或网格式顶管机。 当 Nt≤4 ， 地面沉降控制要求不高时，可考虑采用手掘式顶管机。 在饱 和含水地层中，特别是 在含水砂层、复杂困难地层或临近水体，需充分掌握水文地质资料。 为防止开挖面涌水或塌方，应采取防范和应急措施。 综上所述，可参照表 选择顶管机和相应施工方法。 顶管机和相应施工方法选择参照表 表 37acfca641bd7e0825cc736b1b884d7a Page 12 of 58 12 编号 顶管机形式 适用管道内径D/mm 管顶覆土厚度H/m 地层稳定措施 适用地层 适用环境 1 手掘式 D: 9004200 H: ≥3m 或≥ 1. 遇砂性土用降水法疏干地下水； 2. 管道外周注浆形成泥浆套。 粘性或 砂性土，在软塑和流塑粘 土中慎用。 允许管 道周围地层和地面有较大变形，正常施工条件下变形量 1020cm. 2 挤压式 D: 9004200 H: ≥3m 或≥ 1. 适当调整推进速度和进土量； 2. 管道外周注浆形成泥浆套。 软塑和 流塑性粘土，软塑和流塑 的粘性土夹 薄层粉砂。 允许管道周围地层和地面有较大变形，正常施工条件下变形量 1020cm. 3 网格式 (水冲 ) D: 10002400 H: ≥3m 或≥ 适当调整开口面积，调整推进速度和进土量，管道外周注浆形成浆套。 软塑和 流塑性粘土，软塑和流塑 的粘性土夹 薄层粉砂。 允许管道周围地层和 地面有较大变形，精心施工条件下地面变形量可小于 15cm。 4 斗铲式 D: 18002400 H: ≥3m 或≥ 气压平衡工作面土压力，管道周围注浆形成泥浆套。 地下水 位以下的砂 性土和粘性土，但粘性土 的渗透系数 应不大于104cm/s. 允许管道周围地层和地面有中等变形，精心施工条件下地面变形量可小于 10cm。 5 多刀盘土压平衡式 D: 9002400 H: ≥3m 或≥ 胸板前密封舱内土压平衡地层和地下水压力，管道周围注浆形成泥浆套。 软塑和 流塑性粘土，软塑和流塑 的粘性土夹 薄层粉砂。 粘质粉土中慎用。 允许管道周围地层和地面有中等变形，精心施工条件下地面变形量可小于 10cm。 6 刀盘全断面切削土压平衡式 D: 9002400 H: ≥3m 或≥ 胸板前密封舱内土压平衡地层和地下水压力，以土压平衡装置自动控制，管道周围注浆形成泥浆套。 软塑和 流塑性粘土，软塑和流塑 的粘性土夹 薄层粉砂。 粘质粉土中慎用。 允许管道周围地层和地面有较小变形，精心施工条件下地面变形量可小于 5cm。 7 加泥式机械土D: 6004200 H: ≥3m 或≥ 胸板前密封舱内混有粘土浆液的 塑性土压地下水 位以下的粘性土、砂质粉土、粉允许管道周围地层和地面有较小变形，精心37acfca641bd7e0825cc736b1b884d7a Page 13 of 58 13 压平衡式 力平衡地层和地下水压力，以土压平衡装置自动控制，管道周围注浆形成泥浆套。 砂。 地下水压力 200kPa, 渗透系数≥10 3cm/s 时慎用。 施工条件下地面变形量可小于 5cm。 8 泥水平衡式 D: 2504200 H: ≥3m 或≥ 胸板前密封舱内的泥浆压力平衡地层和地下水压力，以泥浆平衡装置自动控制，管道周围注浆形成泥浆套。 地下水 位以下的粘性土、砂性土。 渗透系数 101cm/s,地下水 流速较大时，严防护壁泥 浆被冲走。 允许管道周围地层和地面有很小变形，精心施工条件下地面变形量可小于 3cm。 9 混合式顶管机 D: 2504200 H: ≥3m 或≥ 上述方法中两种工艺的结合 根据组 合工艺而定 根据组合工艺而定 10 挤密式顶管机 D: 150400 H: ≥3m 或≥ 将泥土挤入周围土层而成孔，无需排土。 松软可 挤密地层 允许管道周围地层和地面有较大变形。 注：表中的 D、 H值可根据具体情况进行适当调整。 5 顶进管道 顶进管道的基本要求 所用管材必须满足如下基本要求： 能够抵抗管道内外的侵蚀； 能够承受一定的静、动荷载； 能够承受管道内外部的压力； 具有良好的过流性能； 较低的成本。 除了满足 中对管材的基本要求之外，顶管施工的管材还应符合以下要求： 较高的轴向承载能力； 紧密的配合尺寸； 端部要平整、垂直； 管道长度方向上应保证平直度； 防水接头应设置在管道壁内，不允许突出于管道的内外壁； 管道接头应具 有传递轴向载荷的能力，同时在发生一定角度的偏斜时应仍具有防水能力。 37acfca641bd7e0825cc736b1b884d7a Page 14 of 58 14 管道长度通常以 ~ 为宜，有时也采用 ~ 较短的管节。 对于大直径的管道，一般应采用较长的管节，这样可以相对减少管接头的次数、提高施工效率。 在通常情况下，采用的单根管节的长度不宜超过顶管机或微型隧道掘进机的机身长度。 顶进管道的直径 (DN/ID)系列为： 250， 300， 350， 400， 450， 500， 600，700， 800， 900， 1000， 1100， 1200， 1250， 1300， 1400， 1500， 1600， 1800，2020， 2100， 2200， 2400， 2500， 2600， 2800， 3000， 3200， 3500， 4000。 适合于 顶管 的管材类型通常包括：混凝土管道、球墨铸铁管道、石棉水泥管道、陶土管、钢管和塑料管等。 顶进管道及其连接处应有足够的抵抗管道内外化学腐蚀和机械损伤的能力，管道的防护措施应和管道顶进工艺过程 以及 地层条件相适应。 ： 管道的内径 管道的外径 管道的接头形式 管道连接位置的尺寸 管道长度（平均长度） 管道的长度误差应符合表 中的相关规定。 管道的长度误差 表 直径 D 混凝土管道 纤维 水泥管道 陶土 管 钢 /铸铁管道 玻璃钢管 道 150≤D≤600 177。 2‰ 但是要少于177。 5mm 177。 1‰ 177。 1mm ＋ 10mm。 － 0mm 177。 1‰ 600＜ D＜1200 177。 2‰ 但是要少于177。 5mm 177。 1‰ 177。 1mm ＋ 10mm。 － 0mm 177。 1‰ 1200≤D ＜3000 177。 5‰ 但是要少于－ 10mm 或＋ 25mm 177。 1‰ － ＋ 10mm。 － 0mm 177。 1‰ 3000≤D 177。 5‰ 但是要少于－ 10mm 或＋ 25mm － － ： 管道端面的垂直度定义为如图 所示的管道末端的角度。 37acfca641bd7e0825cc736b1b884d7a Page 15 of 58 15 管道端面垂直度要依据线垂直于管道轴的管壁为基准来测量。 如果没有可以参照的垂直管道轴线的参考面，可以假设将管道从平面翻转动 180 度，然后测量出其与水平线的角度，然后除以 2就是工作面的垂直度。 管道端面垂直度误差应符合表 中的要求。 管道端面垂直度的 允许 误差 （ mm） 表 直径 混凝土管道 纤维 水泥管道 陶土管 钢管 玻璃钢管道 铸铁管道 150≤D≤600 2 600＜ D＜ 1200 3 1200≤D ＜3000 4 3000≤D 5 － － － － － 管道水平方向的偏差的最大值为 ％的管道直径（ m）。 在顶进施工钢管时，最大的偏差不能超过。 管道外径的误差应满足表 中的相关要求。 管道外径的 允许 误差（ mm） 表 直径 混凝土管道 纤维 水泥管道 陶土管 钢管 玻璃钢管道 铸铁管道 150≤D≤600 177。 5 177。 5 － 0 177。 5 177。 5 177。 5 － 0 177。 5 600＜ D＜1200 177。 6 177。 5 － 0 177。 5 177。 6 177。 7 － 0 177。 5 1200≤D ＜3000 177。 6 177。 5 － 0 － 177。 8 177。 10 －0。