1、浙江華業(yè)電力工程股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)浙江華業(yè)電力工程股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Enterprise Standard for zhejiang Huaye Power Engineering Co.,ltd HYDBP318-2004壓力管道頂管施工工藝導(dǎo)那么20040401 發(fā)布 20040401實(shí)施浙江華業(yè)電力工程股份 發(fā)布前 言本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：張潮 本標(biāo)準(zhǔn)審核人： 朱文杰、王新宇、劉浩 本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)人： 沈銀根 本標(biāo)準(zhǔn)自2004年04月01日發(fā)布，自發(fā)布日起在全公司范圍內(nèi)試行。 本標(biāo)準(zhǔn)由公司工程部負(fù)責(zé)解釋。壓力管道頂管施工工藝導(dǎo)那么范圍本程序適用于各種工業(yè)管道、各種公用管道和各種長(zhǎng)輸管道的穿跨越工程中的頂管作

2、業(yè)。頂管適用范圍頂管施工的適用范圍很大，遇到以下情況時(shí)可采用：管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物時(shí)；街道狹窄，兩側(cè)建筑物多時(shí)；在市區(qū)交通量大的街道施工，又不能斷絕交通或嚴(yán)重影響交通時(shí)；現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，上下穿插作業(yè)，相互干擾，易發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)；管道覆土較深，開(kāi)槽土方量大，并需要支撐時(shí)；河道以下施工，采用隧道方式施工不經(jīng)濟(jì)或技術(shù)上有困難。頂管方法分類按工作面土質(zhì)穩(wěn)定性可分為開(kāi)放式頂管和密閉式頂管，密閉式頂管又分為氣壓式、泥水加壓式、土壓平衡式。按管前挖土方式可分為普通頂管、機(jī)械化頂管包括螺旋鉆進(jìn)式和全面切削式、半機(jī)械化頂管、水射頂管、擠壓頂管。按千斤頂裝置的部位可分為前方頂進(jìn)式、前方牽引式、盾頭頂進(jìn)式、中

3、繼間接力式。按人能否入管內(nèi)操作可分為大口徑頂管和小口徑頂管，小口徑頂管又包括擠壓式、牽引擠壓法、爆破成型法、擴(kuò)孔法、氣動(dòng)沖擊法、真空振動(dòng)法、水力沖孔法、水平鉆進(jìn)法。頂管工作坑及附屬設(shè)施頂管施工的工作坑是頂管施工時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的臨時(shí)性設(shè)施。工作坑是一個(gè)豎井，頂進(jìn)過(guò)程中，頂管的管節(jié)不斷被吊到工作坑內(nèi)安裝頂進(jìn)，管內(nèi)土方陸續(xù)從坑下提升到地面上運(yùn)走?？⒐ず笤谄涞攸c(diǎn)修建檢查井或閥門井。工作坑附屬設(shè)施包括接口操作井、集水井、工作棚、工作臺(tái)、測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)、后背、導(dǎo)軌和根底等。頂管施工工藝設(shè)計(jì)千斤機(jī)頂?shù)捻斄τ?jì)算的理論公式為：Rf=Kf2Pv+2PH+PB+PA式中 Rf-計(jì)算頂力千牛；Pv-管頂上的垂直土壓力千牛；

4、PH-管側(cè)的土壓力千牛；PB-全部欲頂進(jìn)的管段重量千牛；PA-管端部的貫入阻力千牛；K-平安系數(shù)。頂進(jìn)鋼筋混凝土管時(shí)，頂力計(jì)算的經(jīng)歷方式：Rf=n 千牛式中 n-土質(zhì)系數(shù)； G-管節(jié)單位長(zhǎng)度重量千牛/米； L-頂進(jìn)管段長(zhǎng)度米。后背的設(shè)計(jì)計(jì)算：Rc=Kr.B.H.(h+H/2).Kp (千牛)式中 Rc-后背土的承載能力千牛； B-后背墻的寬度米； H-后背墻的高度米； h-后背墻頂至地面的高度米； -土的容量千牛/米3； Kp-被動(dòng)土壓力系數(shù)； Kr-后背的土抗力系數(shù)。 頂進(jìn)設(shè)備頂管施工采用的液壓千斤頂大多為手動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)和電泵驅(qū)動(dòng)。頂鐵一般由型鋼焊成，強(qiáng)度和剛度應(yīng)經(jīng)過(guò)核算。刃腳裝于首節(jié)管端部，由

5、外殼、內(nèi)環(huán)和肋板組成。外殼以內(nèi)環(huán)為界分成兩局部，前面為遮板，后面為尾板。刃腳外殼套于頂進(jìn)管外部，外伸長(zhǎng)度取決于土質(zhì)。遮板端部呈2030角，尾板長(zhǎng)度1520cm。用肋板增加其剛度，多數(shù)肋板按中心角1015位置作放射形設(shè)置。普通頂管法的實(shí)施見(jiàn)圖1普通頂管法的適用范圍和工藝流程 普通頂管法一般用于頂入的管節(jié)內(nèi)徑不小于800mm的鋼筋混凝土管和鋼管。頂進(jìn)長(zhǎng)度一般不超過(guò)60m。施工的坐標(biāo)誤差一般可到達(dá)1cm以內(nèi)。但當(dāng)管徑大于1800mm時(shí)，工作面土壁可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性問(wèn)題，尤其是土質(zhì)松散或遇到地下水時(shí)。安裝管節(jié)布設(shè)頂鐵工作面挖土管內(nèi)運(yùn)土停頂退程加頂鐵頂進(jìn)土方提升停頂退程加頂鐵棄土普通頂管法的工藝流程：頂進(jìn)

6、前的準(zhǔn)備工作安裝管節(jié) 管節(jié)安裝下管前應(yīng)先進(jìn)展外觀檢查，包括管端面的平直度，管壁外表的光潔度，端面上有無(wú)縱向裂縫等。對(duì)馬蹄形端面、裂縫超長(zhǎng)或管壁粗糙者不應(yīng)使用。檢查合格的管子用卷?yè)P(yáng)機(jī)或龍門吊吊到頂管的工作坑的導(dǎo)軌上，準(zhǔn)備連接頂進(jìn)。管道接口管節(jié)穩(wěn)好后，在管內(nèi)側(cè)兩管節(jié)對(duì)口的地方用鋼漲將兩節(jié)管子連接起來(lái)，使接口處于剛性連接，防止在頂進(jìn)中受力產(chǎn)生錯(cuò)口，保證頂進(jìn)過(guò)程中管節(jié)高程和方向的準(zhǔn)確度。鋼澆圈固定管口的方式如圖2。鋼漲圈是用68mm的鋼板卷焊而成圓環(huán)，寬度300mm。漲圈環(huán)外徑小于管節(jié)內(nèi)徑3040mm。接口時(shí)將鋼漲圈放在兩個(gè)管節(jié)的中間，并打入木楔。操作時(shí)，先用一組小方木插入鋼漲圈放在兩個(gè)管節(jié)的中間，并

7、打入木楔。操作時(shí)，先用一組小方木插入鋼漲圈上部與管壁的空隙內(nèi)，將鋼漲圈固定。然后兩個(gè)木楔為一組，方向相反、交織地打入縫隙內(nèi)，將鋼漲圈結(jié)實(shí)地固定在接口處。對(duì)于鋼筋混凝土管，為了接口填封，應(yīng)在管節(jié)口間預(yù)先留出空隙，稱預(yù)留空隙。平口鋼筋混凝土管使用直徑3035mm的麻辮，放在管縫的外緣周圍，借以留出空隙，如圖2所示。頂管竣工后將鋼圈撤除，再往管縫內(nèi)填打石棉水泥。麻辮除有隔縫的作用外，在頂管過(guò)程中，尚能發(fā)揮均布頂力和保護(hù)管節(jié)的作用。挖土頂進(jìn)管節(jié)的方向和高程的控制，主要取決于挖土操作。工作面上挖土不但影響頂進(jìn)效率，更重要的是影響質(zhì)量控制。對(duì)工作面挖土操作的主要要求是：必須在規(guī)定的范圍內(nèi)開(kāi)挖，不得超挖；特

8、別是管底土基弧度120135范圍內(nèi)，一定要保持管壁與土基外表吻合；不得擾動(dòng)管底下部的地基土；挖出的土要及時(shí)外運(yùn)；開(kāi)挖后要及時(shí)頂進(jìn)，及時(shí)測(cè)量，可使頂力限制在較小的范圍內(nèi)。運(yùn)土從工作面挖下來(lái)的土，通過(guò)管內(nèi)水平運(yùn)輸和工作坑的垂直提升運(yùn)至地面。運(yùn)土量的計(jì)算：V=1/4.D12.m3式中 V-單位管節(jié)長(zhǎng)出土量m3； D1-管節(jié)外徑m；-可松性系數(shù)。管內(nèi)水平運(yùn)輸：管徑大于800mm可用如圖3所示的四輪車運(yùn)土；管徑大于1500mm，可采用雙輪手推車運(yùn)土。水下頂管水下頂管由于管頂上受到土壓及水壓，為保證施工平安，在工作面上不采用一般的人工挖掘方法，而是利用靠近河流水源豐富的優(yōu)越條件，采用壓力水射流破碎土層僅限

9、于鋼管。由于河床與管頂之間的間隙較小，有可能產(chǎn)生管頂坍方使河水灌入管內(nèi)。為了防止倒港口事故，采用的工具管應(yīng)與一般用的開(kāi)口式工具不同，需要一個(gè)特制的機(jī)頭，并在前端面裝設(shè)密封門。操作人員在管內(nèi)操作，與工作面完全隔絕，保證施工過(guò)程中操作人員平安。水下頂管的機(jī)頭工具管由土方破碎室、操作室及校正室組成。在土方破碎室與操作室之間設(shè)有密封門，將兩室分開(kāi)，以防止泥水流入。在土方破碎室裝有照明設(shè)備，工作面需要挖土?xí)r，通知地面上的水泵供水，操作室內(nèi)的操作人員掌握水槍，并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)水槍，使它以不同的角度切土。為了防止土塊堵塞格柵，設(shè)有沖刷噴頭，不斷去除柵前積土，以保證泥水暢通。校正室是調(diào)整機(jī)頭方向的操作間，內(nèi)部設(shè)有校

10、正千斤頂，以及時(shí)校正管子前進(jìn)中的高程和中心的偏差。小口徑水射頂管的管徑一般適用于50500mm的鋼管，穿越的距離一般不超過(guò)40m。穿越的土層最好是粘性土，并且不宜穿越重要的建構(gòu)筑物。圖4為小口徑水力機(jī)械法頂進(jìn)的示意圖，其主要設(shè)備有：供水泵、排泥泵、頂進(jìn)設(shè)備、噴嘴、導(dǎo)向架。 鐵路下嚴(yán)格控制地面變形的頂管不管是鐵路系統(tǒng)內(nèi)部的施工單位，或是外部的施工單位，在鐵路頂管工程施工之前，均必須報(bào)請(qǐng)鐵路主管部門審查批準(zhǔn)后才能開(kāi)場(chǎng)施工，為平安原因通常采取的措施有：規(guī)定低速行駛，減少?zèng)_擊和顛簸；建立多班制，連續(xù)工作，縮短施工周期；架設(shè)臨時(shí)鐵路橋或裝設(shè)軌束，減少對(duì)下部土體的壓力；在地基土中注入各種增強(qiáng)劑，使土層趨于

11、穩(wěn)定；頂進(jìn)時(shí)注入膨潤(rùn)土懸浮液， 減少上部土體的沉降量；在工作面上采用人工挖土，減少超挖；設(shè)置固定監(jiān)測(cè)裝置，加強(qiáng)監(jiān)視，經(jīng)常觀測(cè)土層的沉降量；經(jīng)常檢查路軌是否有偏移和不均勻沉降；準(zhǔn)備鐵路搶修施工力量，一旦出現(xiàn)異常及時(shí)搶修；設(shè)置必要的平安裝置和信號(hào)裝置；頂管超挖形成的縫隙立即加以回填搗固；設(shè)立專用 或無(wú)線電與鄰近的車站保持正常的通訊聯(lián)系；頂管完畢后，直至沉降完全停頓之前不斷地對(duì)鐵路進(jìn)展鋪墊和校正。具體采取上述哪些措施，取決于鐵路的路基情況、地下水位的上下、頂進(jìn)管的外徑和覆土高度與管外徑之比以及挖土方式等。頂管工程的測(cè)量監(jiān)視及誤差校正頂管施工時(shí)，為了使管道按照規(guī)定的方向前進(jìn)，在頂進(jìn)過(guò)程中必須不斷觀測(cè)管

12、節(jié)前進(jìn)的軌跡，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離設(shè)計(jì)位置時(shí)，就要及時(shí)地進(jìn)展校正。因此要求頂管自始至終都要在測(cè)量工作的嚴(yán)格控制之下。測(cè)量工作大致分為四個(gè)方面：頂進(jìn)前的準(zhǔn)備階段測(cè)量包括工作坑的方位、高程，標(biāo)定管道中心線，設(shè)立臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)等。開(kāi)場(chǎng)頂進(jìn)的第一節(jié)管測(cè)量工作非常重要， 第一節(jié)管頂?shù)煤?，位置正確，以后的管子才能頂好。頂進(jìn)過(guò)程中的測(cè)量主要是對(duì)工具管和首節(jié)管進(jìn)展測(cè)量，此種測(cè)量觀測(cè)頻繁，正常頂進(jìn)時(shí)每頂進(jìn)3040cm就應(yīng)測(cè)量一次，頂進(jìn)第一節(jié)管時(shí)，測(cè)量的頂進(jìn)間隔距離更要小些。除對(duì)工具管和首節(jié)管頻繁測(cè)量外，每頂進(jìn)4060cm還需對(duì)整個(gè)頂進(jìn)管進(jìn)展復(fù)測(cè)，主要是檢查中間管節(jié)有無(wú)下沉現(xiàn)象。工程竣工測(cè)量一般是每節(jié)管都應(yīng)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果繪

13、出竣工圖。地面觀察測(cè)量觀察地面有無(wú)沉陷和隆起。開(kāi)場(chǎng)頂進(jìn)前，要選好基線即管道設(shè)計(jì)的中心線和基點(diǎn)即臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)?；€和基點(diǎn)一定要設(shè)置牢靠，在整個(gè)施工過(guò)程中不能發(fā)生移動(dòng)，特別是基線假設(shè)方向稍有移動(dòng)那么可能形成很大的誤差。基線設(shè)置好后，就以此基線為準(zhǔn)測(cè)量頂管的中心。中線的測(cè)量方法可根頂距的長(zhǎng)短、精度要求的高底而不同。常用的方法有：三點(diǎn)移線法、經(jīng)緯儀測(cè)量、連通管測(cè)量法、激光測(cè)量。頂管工程產(chǎn)生誤差的原因很多，主要有：質(zhì)構(gòu)造的變化，根底土層軟硬懸殊； 頂進(jìn)千斤頂用力不均；導(dǎo)軌移位，工作坑根底沉陷；局部障礙物偏向施力；挖土操作時(shí)開(kāi)挖的尺寸不適宜；頂進(jìn)管節(jié)的端面不平行。頂管誤差校正是逐步進(jìn)展的過(guò)程，一旦形成誤差不易立即將已頂好的管進(jìn)展校正，而是逐步由誤差調(diào)整到正確，常用的校正方法有：挖土校正法：采用在不同部位增減挖土量的方法，以到達(dá)校正的目