1、标书第 1 页 共 17 页6 顶管施工实施性组织设计6.1 一般规定标书第 2 页 共 17 页6.1.1 顶管的施工设计应包括以下主要内容：6.1.1.1 施工现场平面布置图；6.1.1.2 顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定；6.1.1.3 工作坑位置的选择及其结构类型的设计；6.1.1.4 顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；6.1.1.5 顶力计算和后背设计；6.1.1.6 洞口的封门设计；6.1.1.7 测量、纠偏的方法；6.1.1.8 垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的方法； 6.1.1.9 减阻措施；6.1.1.10 控制地面隆起、沉降的措施；6.1.
2、1.11 地下水排除方法；6.1.1.12 注浆加固措施；6.1.1.13 安全技术措施。6.1.2 管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：6.1.2.1 在粘性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施；6.1.2.2 在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采用挤压式或网格式顶管法；6.1.2.3 在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法；6.1.2.4 在粉砂土层中且需要控制地面
3、隆陷时，宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法；6.1.2.5 在顶进长度较短、管径小的金属管时，宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。标书第 3 页 共 17 页6.1.3 采用手掘式顶管时，应将地下水位降至管底以下不小于 0.5mm 处，并应采取措施，防止其他水源进入顶管管道。6.1.4 顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。6.2 工作坑6.2.1 顶管工作坑的位置应按下列条件选择：6.2.1.1 管道井室的位置；6.2.1.2 可利用坑壁土体作后背；6.2.1.3 便于排水、出土和运输；6.2.1.4 对地上与地下建筑物、构筑物易
4、于采取保护和安全施工的措施；6.2.1.5 距电源和水源较近，交通方便；6.2.1.6 单向顶进时宜设在下游一侧。6.2.2 采用装配式后背墙时应符合下列规定；6.2.2.1 装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；6.2.2.2 后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；6.2.2.3 装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于 50cm；6.2.2.4 后背土体壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；6.2.2.5 组装后背墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层固定。6.2.3 工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的
5、四角应加斜撑。6.2.4 顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合表 6.2.4 的规定。工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差(mm) 表 6.2.4项目 允许偏差 工作坑每侧 宽度 不小于施工设计规定 标书第 4 页 共 17 页长度 垂直度 0.1%H 装配式后背墙 水平扭转度 0.1%L 注：1.H 为装配式后背墙的高度(mm)；2.L 为装配式后背墙的长度(mm)。6.2.5 当无原土作后背墙时，应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。6.2.6 利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合下列规定：6.2.6.1 待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力
6、；6.2.6.2 后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；6.2.6.3 采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。6.2.7 当顶管工作坑采用地下连续墙时，应符合现行国家标准地基与基础工程施工及验收规范的规定，并应编制施工设计。施工设计应包括以下主要内容；6.2.7.1 工作坑施工平面布置及竖向布置；6.2.7.2 槽段开挖土方及泥浆处理；6.2.7.3 墙体混凝土的连接形式及防渗措施；6.2.7.4 预留顶管洞口设计；6.2.7.5 预留管、件及其与内部结构连接的措施；6.2.7.6 开挖工作坑支护及封底措施；6.2.7.7 墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计；6.2.7.8 必要的试验研究内容。
7、6.2.8 地下连续墙墙段间宜采用接头箱法连接，且其接缝位置应与井室内部结构相接处错开。6.2.9 槽段开挖成形允许偏差应符合表 6.2.9 的规定。标书第 5 页 共 17 页槽段开挖成形允许偏差(mm) 表 6.2.9 项目 允许偏差 轴线位置 30 成槽垂直度 0.3MPa 钢筋骨架就位后到浇筑开始 1.00m，4.00m/h 导管间混凝土面高差 0.50m 注：1.工作坑兼做管道构筑物时，其混凝土施工尚应满足结构要求；2.导管埋置深度系指开浇后下沉浇筑时，混凝土面距导管底口的距离；3.导管间距系指当导管管径为 200300mm 时，导管中心至中心的距离。6.2.12 地下连续墙的顶管后
8、背部位，应按施工设计采取加固措施。6.2.13 开挖工作坑，应按施工设计规定及时支护，可采用与墙体连接的钢筋混凝土圈梁和支撑梁的方法支护，也可采用钢管支撑法支护。支撑应满足便于运土、提吊管件及机具设备等的要求。6.2.14 地下连续墙施工允许偏差应符合表 6.2.14 的规定。地下连续墙施工允许偏差 表 6.2.14项目 允许偏差 轴线位置 100mm 粘土层 100mm 墙面平整度 砂土层 200mm 预埋管 中心位置 100mm 混凝土抗渗、抗冻及弹性模量 符合设计要求 注：墙面平整度允许偏差值系指允许凸出设计墙面的数值。6.2.15 矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求：B = D1 +
9、S (6.2.15-1)L = L 1 + L2 + L3 + L4 + L5 (6.2.15-2) 式中 B 矩形工作坑的底部宽度(m)；标书第 7 页 共 17 页D 1管道外径(m)；S 操作宽度(mm)，可取 2.43.2m；L矩形工作坑的底部长度(m)；L 1工具管长度(m)。当采用管道第一节管作为工具管时，钢筋混凝土管不宜小于 0.3m；钢管不宜小于 0.6m；L 2管节长度(m) ；L 3运土工作间长度(m)；L 4千斤顶长度(m)；L 5后背墙的厚度(m)。6.2.16 工作坑深度应符合下列公式要求：H 1 = h1 + h2 + h3 (6.2.16-1)H 2 = h1 +
10、 h3 (6.2.16-2)式中 H 1顶进坑地面至坑底的深度(m)；H 2接受坑地面至坑底的深度(m)；h 1地面至管道底部外缘的深度(m)；h 2管道外缘底部至导轨底面的高度(m)；h 3基础及其垫层的厚底。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。标书第 8 页 共 17 页6.2.17 顶管完成后的工作坑应及时进行下步工序，经检验后及时回填。6.3 设备安装6.3.1 导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：6.3.1.1 两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；6.3.1.2 导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm顶面高程：0+3mm两轨内距：2mm6.3.1.
11、3 安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。6.3.2 千斤顶的安装应符合下列规定：6.3.2.1 千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；6.3.2.2 当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；6.3.2.3 千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。6.3.3 油泵安装和运转应符合下列规定：6.3.3.1 油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；6.3.3.2 油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；6.3.3.3 顶进
12、开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；6.3.3.4 顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；6.3.3.5 千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。6.3.4 分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：标书第 9 页 共 17 页6.3.4.1 顶铁应有足够的刚度；6.3.4.2 顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；6.3.4.3 顶铁的相邻面应互相垂直；6.3.4.4 同种规格的顶铁尺寸应相同；6.3.4.5 顶铁上应有锁定装置；6.3.4.6 顶铁单块放置时应能保持稳定。6.3
13、.5 顶铁的安装和使用应符合下列规定：6.3.5.1 安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；6.3.5.2 更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；6.3.5.3 顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm30cm 顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于 1.5m；双行使用的长度不得大于 2.5m，且应在中间加横向顶铁相联；6.3.5.4 顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加 U 形或环形顶铁；6.3.5.5 顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无
14、异常迹象。6.3.6 采用起重设备下管时应符合下列规定：6.3.6.1 正式作业前应试吊，吊离地面 10cm 左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；6.3.6.2 下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于 50cm 时，操作人员方可近前工作；6.3.6.3 严禁超负荷吊装。6.4 顶进6.4.1 开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进。6.4.1.1 全部设备经过检查并经过试运转；标书第 10 页 共 17 页6.4.1.2 工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合第 6.3.1 条的规定；6.4.1.3 防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；6.4.1.
15、4 开启封门的措施。6.4.2 拆除封门时应符合下列规定：6.4.2.1 采用钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞口，并采取措施防止洞口上方的钢板桩下落；6.4.2.2 采用沉井时，应先拆除内侧的临时封门，再拆除井壁外侧的封板或其他封填措施；6.4.2.3 在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将工具管立即顶入土层。6.4.3 工具管开始顶进 510m 的范围内，允许偏差应为：轴线位置 3mm，高程 0+3mm 。当超过允许偏差时，应采取措施纠正。在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前 35 节管与工具管联成一体。6.4.4 采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定(图 6.4.4)：图
16、6.4.4 超挖示意a 最大超挖量；b允许超挖范围6.4.4.1 工具管接触或切入土层后，应自上而下分层开挖；工具管迎面的超挖量应根据土质条件确定；6.4.4.2 在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部 135o 范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于 1.5cm；管前超挖应根据具体情况确定，并制定安全保护措施；标书第 11 页 共 17 页6.4.4.3 在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞通视调整偏差量。6.4.5 采用网格式水冲法顶管时，应符合下列规定：6.4.5.1 网格应全部切入土层后方可冲碎土块；6.4.5.2 进水应采用清水；6.4.5.3 在地下水位以下的粉砂层
17、中的进水压力宜为 0.40.6MPa ；在粘性土层中，进压力宜为 0.70.9MPa；6.4.5.4 工具管内的泥浆应通过筛网排出管外。6.4.6 采用挤压式顶管时，应符合下列规定：6.4.6.1 喇叭口的开关及其收缩量应根据土层情况确定，且应与其形心的垂线左右对称；6.4.6.2 每次顶进的长度，应根据车斗的容积、起吊能力和地面运输条件综合确定；6.4.6.3 工具管开始顶进和接近顶完时，应采用手工挖土缓慢顶进；6.4.6.4 顶进时，应防止工具管转动；6.4.6.5 临时停止顶进时，应将喇叭口全部切入土层。6.4.7 采用挤密土层法顶管时，应符合下列规定：6.4.7.1 管前应安装管尖或管
18、帽。当采用管尖时，其中心角宜为：砂性土层，不宜大于 60o；粉质粘土，不宜大于 50o；粘土，不宜大于 40o；6.4.7.2 为防止相邻管道损坏及地面隆起，应根据施工设计控制与相邻管道间的净距及距地面的深度。6.4.8 顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经验公式确定：P=fD 12h+(2h+ D1)tg2(45-/2)+ /D 1L+PF (6.4.8)式中 P 计算的总顶力 (kN)；管道所处土层的重力密度(kN/m3)；D 1管道的外径(mm)；标书第 12 页 共 17 页H管道顶部以上覆盖土层的厚度(m)；管道所处土层的内摩擦角(o)；管道单位长度的自重(kH/m)；L管道的计
19、算顶进长度(m)；f顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可按表6.4.8-1 所列数据选用；P F 顶进时，工具管的迎面阻力(kN)，其取值，宜按不同顶进方法由表6.4.8-2 所列公式计算。顶进管道与其周围土层的摩擦系数 表 6.4.8-1土类 湿 干 粘土、亚粘土 0.20.3 0.40.5 砂土、亚砂土 0.30.4 0.50.6 6.4.9 顶进钢管采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊口处的外防腐层。6.4.10 采用钢筋混凝土管时，其接口处理应符合下列规定：6.4.10.1 管节未进入土层前，接口外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有 1020mm 的空
20、隙；顶紧后两管间的孔隙宜为 10 15mm；顶进工具管迎面阻力(PF)的计算公式 表 6.4.8-2顶进方法 顶进时，工具管迎面阻力(P F)的计算公式(kN) 工具管顶部及两侧允许超挖 0 手工掘进 工具管顶部及两侧不允许超挖 Dav t R 标书第 13 页 共 17 页挤压法 Dav t R 网格挤压法 a /4 D R 注：Dav 工具管刃脚或挤压喇叭口的平均直径(m)；t工具管刃脚厚度或挤压喇叭口的平均宽度 (m)；R手工掘进顶管法的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压顶管法的挤压阻力。前者可采用 500kN/m2，后者可按工具管前端中心处的被动土压力计算(kN/m2) ；a 网格截面参
21、数，可取 0.61.0。6.4.10.2 管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。6.4.11 采用 T 形钢套环橡胶圈防水接口时，应符合下列规定：6.4.11.1 混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸符合规定；6.4.11.2 橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷；安装前应保持清洁，无油污，且不得在阳光下直晒；6.4.11.3 钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理；6.4.11.4 木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。6.4.12 采用橡胶圈密封的企
22、口或防水接口时，应符合下列规定：6.4.12.1 粘结木衬垫时凹凸口应对中，环向间隙应均匀；6.4.12.2 插入前，滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀；6.4.12.3 安装后，发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，应拔出重插。标书第 14 页 共 17 页6.4.13 顶管结束后，管节接口的内侧间隙应按设计规定处理；设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管内。6.4.14 工具管进入土层后的管端处理应符合下列规定：6.4.14.1 进入接收坑的工具管和管端下部应设枕垫；6.4.14.2 管道两端露在工作坑中的长度不得小于 0.5m，且不得有接口；6.
23、4.14.3 钢筋混凝土管道端部应及时浇筑混凝土基础。6.4.15 在管道顶进的全部过程中，应控制工具管前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。6.4.16 管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合下列规定：6.4.16.1 采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进 30cm，测量不应少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进 100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；6.4.16.2 全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时，应测出相对高差；6.4.16.3 测量记录应完整、清晰。6.4.17 纠偏时应符合下列规定：6.
24、4.17.1 应在顶进中纠偏；6.4.17.2 应采用小角度逐渐纠偏；6.4.17.3 纠正工具管旋转时，宜采用挖土方法进行调整或采用改变切削刀盘的转动方向，或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。6.4.18 顶管穿越铁路或公路时，除应遵守本规范外，并应符合铁路或公路有关技术安全规定。6.4.19 管道顶进应连续作业。管道顶进过程中，遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理；6.4.19.1 工具管前方遇到障碍；6.4.19.2 后背墙变形严重；6.4.19.3 顶铁发生扭曲现象；标书第 15 页 共 17 页6.4.19.4 管位偏差过大且校正无效；6.4.19.5 顶力超过管端的允许顶力；6
25、.4.19.6 油泵、油路发生异常现象；6.4.19.7 接缝中漏泥浆。6.4.20 当管道停止顶进时，应采取防止管前塌方的措施。6.4.21 顶进管道的施工质量应符合下列规定：6.4.21.1 管内清洁，管节无破损；6.4.21.2 允许偏差应符合表 6.4.21 的规定；顶进管道允许偏差(mm) 表 6.4.21项目 允许偏差 轴线位置 50 管道内底高程 D1500 +30 -40 D1500 +40 -50 相邻管间错口 钢管道 2 钢筋混凝土管道 15%壁厚且不大于 20 对顶时两端错口 50 注：D 为管道内径(mm)。6.4.21.3 为严密性要求的管道应按本规范第 10 章的有
26、关规定进行检验；6.4.21.4 钢筋混凝土管道的接口应填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管缝、贴紧，不脱落；6.4.21.5 顶管时地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计的规定。6.4.22 采用中继间时应符合下列规定：6.4.22.1 中继间千斤顶的数量应根据该段单元长度的计算顶力确定，并应有安全贮备；标书第 16 页 共 17 页6.4.22.2 中继间的外壳在伸缩时，滑动部分应具有止水性能；6.4.22.3 中继间安装前应检查各部件，确认正常后方可安装；安装完毕应通过试运转检验后方可使用；6.4.22.4 中继间的启动和拆除应由前向后依次进行；6.4.22.5 拆除中
27、继间时，应具有对接接头的措施；中继间外壳若不拆除时，应在安装前进行防腐处理。6.5 触变泥浆及注浆6.5.1 采用触变泥浆减阻措施时，应编制施工设计，并应包括以下主要内容：6.5.1.1 泥浆配合比压浆数量及压力的确定；6.5.1.2 制备和输送泥浆的设备及其安装规定；6.5.1.3 注浆工艺、注浆系统及注浆孔的布置；6.5.1.4 顶进洞口封闭泥浆的措施；6.5.1.5 泥浆的置换。6.5.2 触变泥浆的压浆泵，宜采用活塞泵或螺杆泵。管路接头宜选用拆卸方便、密封可靠的活接头。6.5.3 注浆孔的布置宜符合下列规定：6.5.3.1 注浆孔的布置宜按管道直径的大小确定，每个断面可设置 35 个，
28、并具备排气功能；6.5.3.2 相邻断面上注浆孔可平行布置或交错布置。6.5.4 触变泥浆的配合比，应按管道周围土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。6.5.5 触变泥浆的注浆量，宜按管道与其周围土层之间环形间隙的 12 倍估算。6.5.6 触变泥浆的灌注应符合下列规定：6.5.6.1 搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注；6.5.6.2 注浆前，应通过注水检查注浆设备，确定设备正常后方可灌注；标书第 17 页 共 17 页6.5.6.3 注浆压力可按不大于 0.1MPa 开始加压，在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数，应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。6.5.6.4 每个注浆孔宜安装阀门，注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后可继续顶进。6.5.7 触变泥浆的置换应符合下列规定：6.5.7.1 可采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆；6.5.7.2 拆除注浆管路后，应将管道上的注浆孔封闭严密；6.5.7.3 注浆及置换触变泥浆后，应将全部注浆设备清洗干净；6.5.8 在不稳定土层中顶管采用注浆加固法时，应通过技术经济比较确定加固方案
