1、汽车冲压件及动力总成产业基地项目顶管工程监理实施细则 目 录第1章编制依据2第2章专业工程特点2第3章监理工作流程2第4章监理工作要点8第5章监理工作方法及措施37第6章监理工作目标值71第7章工程质量通病及预控措施71第1章 编制依据1、监理规划;2、工程建设标准;3、工程设计文件;4、施工组织设计;5、专项施工方案。第2章 专业工程特点本项目由多栋工业与民用建筑组成,工期紧、任务重,顶管工程线路长、地质情况复杂、要求精度高是本工程的特点。第3章 监理工作流程质量控制程序图参加图纸会审、设计交底审查:施工组织设计、施工方案、分包单位资质等。审签:原材料、半成品、构配件、设备等质量。参加工程质
2、量检查及验收,签认认可文件。参加隐蔽工程质量验收,签发验收认可文件。参加分部(子分部)、分项工程质量验收,签发验收认文件。签认后进行下道工序施工组织分部(子分部)工程验收参加单位工程竣工验收评估工程质量签发竣工移交证书进入工程保修隐蔽工程质量控制程序施工单位自检合格,向监理单位申报(工程报验单)并附隐蔽记录、质量评定表等有关资料。下达监理通知并提出整改要求(监理工程师)施工现场检查验收(专业监理工程师) 不合格整改后再次申报(施工单位)隐蔽记录单上签字认可(监理工程师)再次检查验收(监理工程师)施工单位进入下一道工序施工(施工单位) 合格下达不合格项目通知限期整改(监理工程师)合格整改后第三次
3、申请(施工单位) 第三次检查验收(监理工程师)下令停工或签发更换施工队伍的通知(监理工程师)工序质量控制程序框图工序施工监理跟踪检查工序施工完毕返 修施工单位自检 不合格向监理部报验、专业监理工程师现场检查。签发工序质量认可书进入下道工序施工原材料质量控制程序料源重选料源 质量证明书自检复试(施工单位) 材料报验(施工单位)不合格监理工程师抽检、认可材料进入施工现场使用施工单位按规定批量自检并填写质检报告单监理抽检频率和现场发现材料有问题时进行抽检专业监理工程师审批通知禁止使用自费运出现场合格继续使用 合格质量事故处理程序框图发生质量事故必要发出停工令发出质量事故通知单(监理)提交质量事故调查
4、报告(施工单位)暂停施工上报主管部门1、倒塌事故12小时内上报2、重大事故及时上报有关部门3、 一般事故每月汇集上报总监理工程师组织有关单位:现场调查原因分析处理方案(初稿)补充调查研究确定处理方案(设计单位、建设单位参加)可不处理方案交底实施处理方案(施工单位)实施处理、自检合格、申请验收(施工单位)检查验收提交质量事故处理报告(监理单位)补充新方案跟踪发出复工令恢复施工第4章 监理工作要点1、管材选用及管件构造要求项 目监 控 要 点管材选用1、顶管材质应根据管道用途、管材特性及当地具体情况确定。2、给水工程管道宜选用钢管或玻璃纤维增强塑料夹砂管。3、排水工程管道宜选用玻璃纤维增强塑料夹砂
5、管或钢筋混凝土管。4、输送腐蚀性水体及管外水土有腐蚀性时,应优先选用玻璃纤维增强塑料夹砂管。钢管1、顶管用钢材宜选用Q235B。2、顶管钢材的规格和性能应符合现行国家标准碳素结构钢中的要求。3、管壁厚度应采用计算厚度加腐蚀量厚度,腐蚀量厚度应根据使用年限及环境条件确定,且不 应小于2 mm。钢管年腐蚀量标准可按表1确定。4、卷制钢管的长度一般为钢板宽度,同一横断面内宜采用一条纵向焊缝。若采用两条纵向焊 缝,对大直径管焊缝间距应大于300mm;小直径管纵向焊缝间距应大于100mm。5、卷制钢管接长时,管口对接应平整,当采用300mm的直尺在接口外纵向贴靠检查时,相邻管壁的错位允许偏差为0.2倍壁
6、厚,且不大于2mm。相邻管段对接时,纵向焊缝位置错开的距离应大于300mm。6、下井管段的长度应为卷制管段的倍数。管段长度不宜小于6m,长距离顶管管段长度可适当增长。7、下井管件几何尺寸的制作允许偏差应符合表2的规定。8、小直径管道焊缝宜采用V形坡口,大直径管道宜采用K形坡口。不论采用何种坡口形式,同顶铁的接触面应为坡口的平端。9、钢管焊缝质量检验,非压力管不应低于焊缝质量分级的级标准;压力管不应低于焊缝质量分级的级标准。10、钢管内外应做防腐处理。下井管段两端各100mm范围应在井下焊缝检查合格后再涂快干型涂料防腐。给水管道的内壁防腐可采用涂料或水泥砂浆,所用防腐涂料应具有相应的卫生检验合格
7、证书。管道的外壁防腐可采用环氧玻璃鳞片或环氧沥青。11、水泥砂浆内防腐层厚度可根据钢管直径在1520mm范围内选择。水泥砂浆内宜掺入无毒纤维材料,加强抗裂性能,水泥砂浆的抗压强度标准值不应小于30N/mm2。12、当顶管两端设有工作井和接收井,并且管道长度在100m以上时,两井中应有一口井的穿墙管可让管道伸缩;长度超过600m时,两井墙的穿墙管、接收孔均应让管道伸缩;长度超过1000m时,每500m宜设一只伸缩接头。13、钢管与工作井、接收井的井墙均采用刚性连接时,必须验算温差作用下的井墙受力和管道的连接强度。钢筋混凝土管1、钢筋混凝土顶管的混凝土强度等级不宜低于C50,抗渗等级不应低于S8。
8、2、当地下水或管内贮水对混凝土和钢筋具有腐蚀性时,应对钢筋混凝土管内外壁做相应的防腐处理。3、混凝土骨料的碱含量最大限值应符合现行协会标准混凝土碱含量限值标准中的规定,在含碱环境中使用时应选用非活性骨料。4、采用外加剂时应符合现行国家标准混凝土外加剂应用技术规范中的规定。5、钢筋应选用HPB235、HRB335和HRB400钢筋,宜优先选用变形钢筋。6、混凝土及钢筋的力学性能指标,应按现行国家标准混凝土结构设计规范中的规定采用。7、钢筋混凝土顶管管节长度应根据使用条件和起吊能力确定。8、钢筋混凝土管管节几何尺寸制作允许误差应符合现行行业标准顶进施工法用钢筋混凝土排水管的规定。9、混凝土管接头可
9、按下列原则选用:9.1、混凝土管接头宜使用钢承口和双插口接头。(见图1、图2)9.2、双插口管接头应使用钢套环或不锈钢套环。9.3、应优先选用钢承口接头。9.3、接头的允许偏转角应大于0.5。10、 混凝土管传力面上均应设置环形木垫圈,并用胶粘剂粘在传力面上。11、 钢承口接头的钢套管与混凝土的接缝应采用弹性密封填料勾缝。12、 接头钢套管必须有良好的防腐措施。玻璃纤维增强塑料夹砂管1、玻璃纤维增强塑料夹砂管质量应符合现行国家标准玻璃纤维增强塑料夹砂管中的要求。2、缠绕管管体受压设计强度不应小于75MPa,管端受压设计强度不应小于105MPa;离心管管体受压设计强度不应小于90MPa。3、顶管
10、的刚度等级不应小于15000Pa。4、玻璃纤维增强塑料夹砂管接头,包括无内水压顶管接头(见图3)、有内水压顶管接头(见图4)、承插口接头(见图5),可使用双插口接头或承插口接头。5、玻璃纤维增强塑料夹砂管可不做防腐处理。6、管道内表面应光滑、无缺陷和损伤。管道外表面平直度应小于3mm。顶管段长度由设计确定,一般不宜超过6m。7、管道长度允许误差应符合表3中的规定。8、管径允许误差应符合现行国家标准玻璃纤维增强塑料夹砂管中的规定。9、管端垂直度误差应符合表4中的规定。10、用于输送饮用水的顶管,管内涂层树脂必须达到食品级标准。11、双插口接头的玻璃纤维增强塑料夹砂管在顶进时,应在与顶铁及中继间接
11、触面加设木垫圈;承插式接头的玻璃纤维增强塑料夹砂管在顶进时,应在每根管节头处加设木垫圈。橡胶密封圈1、无压排水管接头用的橡胶密封圈可使用单胶圈。2、有压水管接头用橡胶密封圈应使用双胶圈。3、双插口管接头的密封圈宜采用L形、齿形及半圆半方形密封圈。密封圈材料应符合现行行业标准橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范中的要求。4、接头用的密封圈在遇有含油地下水的地方,宜选用丁腈橡胶;在含有弱酸弱碱地下水时宜选 用氯丁橡胶;遇霉菌侵蚀时宜选用防霉等级达二级及二级以上的橡胶;在平均气温低的地方,宜选用 三元乙丙橡胶。木垫圈1、木垫圈应选用质地均匀富有弹性的木、杉木或胶合板。2、木垫圈的压缩模
12、量不应大于140MPa。3、木垫圈厚度通常为1030mm。木垫圈厚度应根据管道直径和曲率半径确定。4、混凝土管木垫圈外径应与橡胶密封圈槽口齐平,内径应比管道内径大20mm。5、玻璃纤维增强塑料夹砂管木垫圈应等于接头的最小外径,内径宜比管道内径大2mm。2、管材选用及管件构造要求中的附表及附图2.1、表1:钢管年腐蚀量(单面)标准腐蚀环境低于地下水位区地下水位变化区高于地下水位区海水淡水海水淡水腐蚀量(mm/年)0.030.020.060.040.032.2、表2:钢管管件几何尺寸允许偏差项目允许偏差周长D16002.0D16000.0033 D1椭圆度管端部位0.005D1;其它部位0.001
13、D1端面垂直度0.001D1,且不大于1.5弧长用弧长D1/6的弧形板量量测于管内壁或外壁纵缝处形成的间隙,其间隙不大于0.1t+2,且不大于4;距管端200mm纵缝处的间隙不应大于2。注:1、D1为管道外径(mm),t为壁厚(mm)。 2、椭圆度为同一横剖面上互相垂直的最大直径与最小直径之差。2.3、图1:钢承口接头2.4、图2:双插口接头2.5、图3:无内水压双插口接头2.6、图4:无内水压双插口接头2.7、图5:有内水压承插口接头2.8、表3:管道长度允许误差(mm)管道长度2500300040005000允许误差121520302.9、表4:管道垂直度允许误差(mm)分称直径DN管端直
14、垂直偏差800DN16002.0DN16002.53、顶管勘察规定项 目监 控 要 点一般规定1、顶管工程勘察时,应查明沿线各地段的地质、地貌、地层结构特征、各类土层的性质、空间分布。2、当顶管工程地段有暗埋的河、湖、沟、坑时,应查明分布范围、埋置深度,提供覆盖层的工 程地质特性。3、应查明沿线各地段可能产生潜蚀、流沙、管涌和地震液化地层的分布范围、埋深、厚度及其工程地质特性。4、当有地下障碍物时,应查明地下障碍物及邻近地段地下埋设物的分布范围、埋置深度和特性。5、当顶管管线范围内存在对人有害气体和其他有害物质时,应查明分布位置。6、当在化工区内顶管时,应查明地下受工业污染的程度和分布范围。地
15、下水勘察1、当进行地下水勘察时,应调查地下水历史上的最高水位和最低水位。2、在有地下水地区,应测定地下水的水温随深度的变化;无地下水时应测定土体温度随埋深的变化。3、在地下水有污染的场地,应测定地下水的pH值、氯离子、钙离子和硫酸根离子等的含量以及对混凝土、钢、铸铁及橡胶的腐蚀程度。4、当地下有承压水分布时,应测定承压水的压力,并评价对顶管施工的影响。布孔要求1、顶管勘探孔应布置在管道设计轴线的两侧,陆上各10m、水上各20m范围内,但不宜布置在顶 管管体范围。管道穿越小河道或主要道路时,应在河道两岸和道路两侧及绿化带内布置勘探孔。2、矩形工作井和接收井勘探孔应布置在四角,圆形井勘探孔沿周边均
16、匀布置。3、顶管勘察的勘探孔间距应符合表5的规定。3.1、在管道穿越暗埋的河、湖、沟、坑地段和可能产生流沙及地震液化的地段,勘探孔应适当予以加密。3.2、在管道穿越铁道、公路和河谷的地段,勘探孔间距以能控制地层土质变化为原则,宜采用30100m,但在穿越铁道、公路地段时,不宜少于2个勘探孔;在穿越河谷的地段时,不应少于3个勘探孔。4、工作井和接收井勘探孔的间距不宜超过30m。孔的数量不宜少于2个。5、顶管的勘探孔深度在一般情况下应达到管底设计标高以下35m;遇有下列情况之一时,应适当增加勘探孔深度:5.1、当管道穿越河道时,勘探孔深度应达到河床最大冲刷深度以下46m,并应满足管底勘探深度要求。
17、5.2、当基底下存在松软土层或未经固结的回填土时,勘探孔深度应适当增加。5.3、当基底下存在可能产生流沙、潜蚀、管涌或地震液化地层时,应予以钻穿。5.4、当采取降低地下水位施工时,勘探孔深度应钻至管底以下510m。5.5、当已有资料证明,或勘探过程中发现粘性土层下存在承压含水层,且其水压较大,需要降水施 工时,勘探孔应适当加深,并应测量其水压。6、工作井和接收井的勘探孔深度可取井底下5m,特殊情况应适当加深。勘察报告1、勘察报告由文字和图表构成,应满足相应设计阶段的技术要求。工程地质条件简单和勘察工作量小的工程,可适当简化勘察报告的内容。2、初步勘察报告,应阐述场地工程地质条件、评价场地稳定性
18、和适应性,为合理确定平面布置、选择顶进标高,防治不良地质现象提供依据。3、详细勘察报告,应提供顶管段和工作井、接收井设计和施工所需的各土层物理力学性质设计参数,以及地下水和环境资料,并作出针对性的分析评价、结论和建议。4、施工勘察报告,应满足设计、施工的具体要求,提供相应的资料,并作出结论和建议。5、勘察报告文字部分应包括下列内容:5.1、 勘察目的和任务要求;5.2、拟建顶管工程的基本特性;5.3、勘察方法和工作布置说明;5.4、场地地形、地质(地层、地质构造)、地貌、岩土性质、地下水及不良地质现象的阐述和评价;5.5、地基与斜坡上土的稳定性评价;5.6、岩土参数的分析及选用;5.7、建议地
19、基处理方案;5.8、工程施工及使用期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控、防治措施的建议;有关顶管工程 设计及施工措施的建议。6、勘察报告图表部分应包括以下内容:6.1、勘探点平面布置图;6.2、工程地质柱状图;6.3、工程地质剖面图;6.4、原位测试成果图表;6.5、室内试验成果图表;6.6、岩土工程计算简图及计算成果图表;6.7、建议地基处理方案的图表。必要时,可附特殊性岩土分布图、综合工程地质图,或工程地质分区(段)图、地下水等水位线图、素描及照片等。提供岩土物理力学指标的基本规定1、岩石和土的物理力学性质指标,应按工程地质区(段)及层位分别统计,当同层土指标差别较大时,应进一步划分土质
20、单元,并分别进行统计。2、在勘察报告中,应提供岩土参数的平均值、最大值、最小值、子样数、均方差和变异系数。3、土层物理力学性质参数表必须具有下列内容:土的颗粒分析、密实度、垂直和水平渗透系 数、粘聚力、内摩擦角、土与混凝土、钢和玻璃钢等材料的摩擦系数、4、土的变形模量、泊桑比、地基 承载力及其他必需的常规参数。4、顶管勘察规定中的附表4.1、表5:顶管勘察勘探孔间距(m)场地类别类场地类场地类场地勘探孔间距30-5050-100100-1505、顶管设计规定项 目监 控 要 点顶管管位选择1、顶管位置应避开地下障碍物。2、顶管管线不应在活动性地震断裂带通过。3、顶管穿越河道时的埋置深度,应满足
21、河道的规划要求,并应布置在河床的冲刷线以下。顶进土层选择1、顶管可在淤泥质粘土、粘土、粉土及砂土中顶进。2、下列情况不宜采用顶管施工:2.1、土体承载力d小于30kPa。2.2、岩体强度大于15MPa。2.3、土层中砾石含量大于30或粒径大于200mm的砾石含量大于5。2.4、江河中覆土层渗透系数K大于或等于10-2cm/s。2.5、长距离顶管不宜在土层软硬明显的界面上顶进。顶管间距1、互相平行的管道水平净距应根据土层性质、管道直径和管道埋置深度等因素确定,一般情况下宜大于1倍的管道外径。2、空间交叉管道的净间距,钢管不宜小于0.5倍管道外径,且不应小于1.0m;钢筋混凝土管和玻璃纤维增强塑料
22、夹砂管不宜小于1倍管道外径,且不应小于2m。3、顶管底与建筑物基础底面相平时,直径小于15m的管道宜保持2倍管径净距;直径大于1.5m的管道宜保持3m净距。4、顶管底低于建筑基础底标高时,顶管间距除应满足本规程第3条要求外,尚应考虑基底土体稳定。管顶覆盖层厚度1、管顶覆盖层厚度在不稳定土层中宜大于管道外径的1.5倍,并应大于1.5m。2、穿越江河水底时,覆盖层最小厚度不宜小于外径的1.5倍,且不宜小于2.5m。3、在有地下水地区及穿越江河时,管顶覆盖层的厚度尚应满足管道抗浮要求。曲线顶管1、设有中继间的曲线顶管最小管径不宜小于DN1400。2、曲线顶管宜选用较短的管节。3、曲率半径小的曲线顶管
23、应选用较厚的和弹性模量较小的木垫圈。4、预制管节顶管的曲率半径应按条件进行估算。5、焊接钢管不宜用于曲线顶管。结构基本设计规定1、应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量管道结构的可靠度,除管道的稳定验算外,均应采用分项系数的设计表达式进行设计。2、钢管及玻璃纤维增强塑料夹砂管应按柔性管计算;钢筋混凝土管应按刚性管计算。3、管道结构设计应计算下列两种极限状态:3.1、承载能力极限状态:顶管结构纵向超过最大顶力破坏,管壁因材料强度被超过而破坏;柔性管 道管壁截面丧失稳定;管道的管段接头因顶力超过材料强度破坏。3.2、正常使用极限状态:柔性管道的竖向变形超过规定限值;钢筋混凝土管道
24、裂缝宽度超过规定限值。4、管道结构的内力分析,均应按弹性体系计算,不考虑由非弹性变形所引起的塑性内力重分布。承载能力极限状态计算规定1、管道结构按承载能力极限状态进行强度计算时,结构上的各项作用均应采用设计值。作用设计值,应为作用代表值与作用分项系数的乘积。2、管道按强度计算时,应采用极限状态计算表达式。3、作用效应的组合设计值,应按组合值计算。4、承载能力极限状态强度计算的作用组合,应根据顶管实际条件按表6的规定采用。5、对柔性钢管管壁截面进行稳定验算时,各项作用应取标准值,并应满足稳定系数不低于2.0,作用组合应按表7规定采用。6、施工期间管道纵向尚应对允许顶力进行验算。正常使用极限状态验
25、算规定1、管道结构按正常使用极限状态进行验算时,各项作用效应均应采用作用代表值。2、当验算构件截面的最大裂缝开展宽度时,应按准永久组合作用计算。3、正常使用极限状态验算时,作用组合工况可按本规程表6的规定采用。4、柔性管道在准永久组合作用下长期竖向变形允许值,应符合下列要求:4.1、内防腐为水泥砂浆的钢管,先抹水泥砂浆后顶管时,最大竖向变形不应超过0.02D0;顶管后再抹水泥砂浆时,最大竖向变形不应超过0.03D0。4.2、内防腐为延性良好的涂料的钢管,其最大竖向变形不应超过0.03D0。4.3、玻璃纤维增强塑料夹砂管最大竖向变形不应超过0.05D0。5、钢筋混凝土管道在准永久组合作用下,最大
26、裂缝宽度不应大于0.2mm。6、顶管设计规定中的附表6.1、表6:承载能力极限状态强度计算的作用组合表管材计算工况永久作用可变作用管自重G1竖向和水平土压力FSV管内水重GW管内水压FWd地面车辆荷载或堆载QV,QIN温度作用FI钢管空管期间管内满水使用期间混凝土管空管期间管内满水使用期间6.2、表7:管壁稳定验算作用组合表永久作用可变作用竖向土压力地面车辆或堆积荷载真空压力地下水7、顶管结构上的作用项 目监 控 要 点作用的分类和作用代表值1、顶管结构上的作用,可分为永久作用和可变作用两类:1.1、永久作用应包括管道结构自重、竖向土压力、侧向土压力、管道内水重和顶管轴线偏差引起的纵向作用。1
27、.2、可变作用应包括管道内的水压力、管道真空压力、地面堆积荷载、地面车辆荷载、地下水作 用、温度变化作用和顶力作用。2、顶管结构设计时,对不同性质的作用应采用不同的代表值:2.1、对永久作用,应采用标准值作为代表值。2.2、对可变作用,应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。2.3、可变作用组合值应为可变作用标准值乘以作用组合系数;可变作用准永久值应为可变作用标准值乘以作用的准永久值系数。3、当顶管结构承受两种或两种以上可变作用时,承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按短期效应的标准组合设计中,对可变作用应采用组合值作为代表值。4、正常使用极限状态应按长期效应组合设计,可变作用
28、应采用准永久值作为代表值。永久作用标准值1、管道结构自重标准值可按照公式进行计算。2、作用在管道上的竖向土压力,其标准值应按覆盖层厚度和力学指标确定。2.1、当管顶覆盖层厚度小于或等于1倍管外径或覆盖层均为淤泥土时,管顶上部竖向土压力标准值可按照公式进行计算。2.2、当管顶覆盖层厚度小于或等于1倍管外径或覆盖层均为淤泥土时,管顶上部竖向土压力标准值可按照公式进行计算。2.3、当管道位于地下水位以下时,尚应计入地下水作用在管道上的压力。3、作用在混凝土管道上的侧向土压力,标准值可按下列几种条件分别计算:3.1、当管道处于地下水位以上时,侧向土压力标准值可按按照公式进行计算主动土压力:3.2、当管
29、道处于地下水位以下时,侧向水土压力标准值应采用水土分算,土的侧压力按照公式进行计算,重度取有效重度;地下水压力按静水压力计算,水的重度可取10kN/m3。4、管道内水重的标准值,可按不同水质的重度计算。可变作用标准值及其准永久值系数1、管道设计水压力的标准值,可按表8采用。准永久值系数可取0.7,但不得小于工作压力。1.1、工业企业中低压运行的管道,其设计内水压力可取工作压力的1.25倍,但不得小于0.4MPa;1.2、混凝土管包括钢筋混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管;1.3、当管线上设有可靠的调压装置时,设计内水压力可按具体情况确定。2、管道在运行过程中可能产生的真空压力,其标准
30、值可取005MPa计算,其准永久值系数可取q0。3、地面堆积荷载传递到管顶处竖向压力标准值qmk,可按10kN/m2计算,其准永久值系数可取q0.5。4、地面车辆轮压传递到管顶处的竖向压力标准值qvk可按规程确定值确定,其准永久值系数应取q0.5。当埋深大于2m时可不计冲击系数。地面堆积荷载与地面车辆轮压可不考虑同时作用。5、温度作用标准值,可按温差20计算,其准永久值系数可取q1.0。8、顶管结构上的作用中的附表8.1、表8:压力管道内设计水压力标准值 管材类型工作压力设计水压力(MPa)焊接管道FWKFWK+0.50.9混凝土管FWK(1.4-1.5)FWK玻璃纤维增强塑料夹砂管FWK(1
31、.4-1.5)FWK9、工作井项 目监 控 要 点工作井选址1、工作井的位置应按以下因素确定:1.1、应利用管线上的工艺井;1.2、应考虑排水、出土和运输方便;1.3、应靠近电源和水源;1.4、应远离居民区和高压线;1.5、应避免对周围建、构筑物和设施产生不利的影响;1.6、当管线坡度较大时,工作井宜设置在管线埋置较深一端;1.7、在有曲线又有直线的顶管中,工作井宜设在直线段的一端。工作井结构型式1、工作井结构形式可采用钢板桩、沉井、地下连续墙、灌注桩或SMW(水泥土搅拌桩墙)工法。2、当工作井埋置较浅、地下水位较低、顶进距离较短时,宜选用钢板桩或SMW工法。工作井内水平支撑应形成封闭式框架,
32、在矩形工作井水平支撑的四角应设斜撑。3、在顶管埋置较深、顶管顶力较大的软土地区,工作井宜采用沉井或地下连续墙。4、当场地狭小且周边建筑需要保护时,工作井宜优先选用地下连续墙。5、在地下水位较低或无地下水的地区,工作井可选用灌注桩。6、除沉井外其他形式的工作井,当顶力较大时皆应设置钢筋混凝土后座墙。工作井平面形状1、工作井可分为圆形、矩形和多边形三种。管线交叉的中间井和深度大的工作井宜采取圆形或多边形工作井。工作井最小长度确定1、当按顶管机长度确定时,工作井的最小内净长度可按下列公式计算:Ll1l3k式中:L工作井的最小内净长度(m);l1顶管机下井时最小长度,如采用刃口顶管机应包括接管长度(m
33、);l3千斤顶长度(m),一般可取2.5m;k后座和顶铁的厚度及安装富余量,可取1.6m。2、当按下井管节长度确定时,工作井的内净长度可按下列公式计算:Ll2l3l4k式中:l2下井管节长度(m): 钢管一般可取60m,长距离顶管时可取80100m; 钢筋混凝土管可取2.53.0m; 玻璃纤维增强塑料夹砂管可取3.06.0m。l4留在井内的管道最小长度,可取0.5m。3、工作井的最小内净长度应按上述两种方法计算结果取大值。工作井最小宽度确定1、浅工作井内净宽度可按下列公式计算:BD1(2.02.4)式中:B工作井的内净宽度(m);D1管道的外径(m)。2、深工作井内净宽度可按下列公式计算:B3
34、D1(2.02.4)工作井深度确定1、工作井底板面深度应按下列公式计算:HHsD1h式中:H工作井底板面最小深度(m); Hs管顶覆土层厚度(m); h管底操作空间(m);钢管可取h0.700.80m;玻璃纤维增强塑料夹砂管和钢筋混凝土管等可取h0.40.5m。穿墙止水装置1、盘根止水穿墙管构造见图6,盘根止水穿墙管可用于以下情况:1.1、穿墙管处于透水层(包括砂土、粉土和砾石)。1.2、地下水压力大于0.08MPa。1.3、穿墙管兼作释放管道温度应力的伸缩机构。2、橡胶板止水穿墙管的构造见图7,橡胶板止水穿墙管可用于以下情况:2.1、穿墙管处于渗透系数小的粘性土土层。2.2、穿墙管处的地下水
35、压力小于或等于0.08MPa。3、顶管结束后,永久性工作井上的橡胶板止水穿墙管应改造成永久性柔性堵头。4、穿墙管临时封填可采用下列材料:4.1、沉井穿墙管可采用砖砌体或低强度水泥土。4.2、地下连续墙穿墙管可用低强度水泥土或钢板。5、工作井底板上应埋设安装导轨的预埋钢板。6、工作井的允许顶力可按现行协会标准给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程进行验算。10、工作井中的附图10.1、图6: 盘根止水穿墙管构造10.2、图7: 橡胶板止水穿墙管的构造11、接收井项 目监 控 要 点接收井结构形式1、接收井可以采用钢板桩、沉井、地下连续墙、灌注桩及SMW工法等结构形式。2、专为施工用的临时接收井可
36、以不做钢筋混凝土内衬。接收井尺寸确定1、接收井内净最小宽度应按下式计算:BD121000式:B接收井内净最小宽度(mm);D1顶管机外径(mm)。2、接收井的最小内净长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需要。3、接收井尺寸应满足工艺管道连接的要求。接收孔1、接收井的接收口尺寸应按下式确定:DD12(c100)式中:D接收孔的直径(mm);c管道允许偏差的绝对值(mm)。 2、出井墙孔和接收井的接收孔处于流砂层时,孔外的砂性土层应经过地基处理。3、管道进接收孔后,应按设计要求将接收孔和管道之间空隙封堵。当接收井与管道之间可能产生不均匀沉降时,应采用柔性材料封堵。12、顶管施工项 目监 控 要 点施
37、工组织设计1、施工组织设计应包括下列主要内容:1.1、工程概况:应主要介绍施工场地的特征,水文地质和工程地质概况。1.2、编制依据及采用标准。1.3、施工单位简介。1.4、施工准备工作计划。1.5、施工顺序与施工进度计划。1.6、施工方法和施工设备选择。1.7、施工平面布置图。1.8、应采取的主要施工技术措施,包括以下内容:1.8.1、顶管机出洞和施工方法;1.8.2、顶管机的定向和水平测量方法,采用测量仪器,测量精度分析;1.8.3、顶管机进洞和施工方法;1.8.4、减少管壁摩阻力;1.8.5、出泥的方法和弃土的处置;1.8.6、长距离顶管中的通风、供电、通讯、中继间等;1.8.7、地面隆起
38、、沉降和对周边挤压的控制;1.8.8、曲线顶管中的技术措施;1.8.9、解决工程难点的技术保障措施;1.8.10、顶管设备型号、规格、性能和数量。1.9、施工安全、质量和文明措施。1.10、环境保护。1.11、应急预案。2、工程概况2.1、工程简介首先应对工程所在地的环境、交通、地下公共设施等作一些简明扼要的介绍;其次,应对工程的工作量、管道埋深、管线走向作一个说明;最后应对工程的特点、难点作一个重点介绍。2.2、地层条件对顶管、工作井、接收井所涉及的土层的物理、力学性质进行详细描述。地层条件不仅是选择顶管工法的主要依据,也是合理选择辅助施工方法和各种施工计算(如顶进力计算)的依据。因此,要求
39、其数据可靠、可信。如果业主提供的资料不能完全满足要求,承包商应进一步要求业主提供有关资料,或者自己进行一次比较详尽的勘探,以取得完整的资料。2.3、地层柱状图在比较简单、推进距离不长的情况下,可以在地层的纵剖图上标明所顶管子的直径、高程和顶进长度。但是,若顶管施工规模比较大且较为复杂时,就必须每间隔一定距离绘一张地层柱状图。地层柱状图是把每一个钻探孔的土质分层,并对其主要特性加以说明,让施工人员能一目了然地了解地层状况。在每一张地层柱状图中,自左至右,其应含有的内容有:绝对标高、土层深度、柱状图、土层颜色、土质名称、土层物理力学性质说明、标准贯入值、标准贯入值曲线、顶管所穿过的土层及管径和管内
40、底标高等。2.4、地面建筑及道路状况对顶管可能影响到的建筑的结构、基础、使用状况应作一些说明。必要时应对建筑物已有的裂缝作一个封头处理。具体做法是由施工方、业主、监理及当地代表四方,在施工前对可能影响到的建筑物的裂缝端头用红漆标注出来,对较宽裂缝的宽度用红漆标注在裂缝旁边,并且对这些拍照,做成资料,由四方签字并各持一份。遇到受保护的古建筑物及居民房屋应尽可能做得详细一点。如果需要特别保护的还要制定出其保护措施,该措施应列入后面的施工计划。2.5、地下管线及地下构筑物对顶管、工作井、接收井及辅助施工可能影响到的各种地下管线,应注明所要施工的管道是与其平行还是相交,顶管与它们的间隔、距离都应标明。
41、还要标明该管线的名称、用途、接口、埋设年份及目前使用状况。特别应该引起注意的是那些早已废弃的各种管道,如果调查不充分,会给顶管施工带来麻烦,甚至影响工程的顺利进展。所以,应尽可能取得它们的竣工资料或开挖样洞来获取第一手资料。同样,对于地下废弃的构筑物也要仔细调查清楚。3、施工进度计划的编制3.1、施工方法的选择顶管施工方法很多,在选择合适的施工方法时,首先应考虑各类工法的适用条件,然后根据现场情况及设计要求,确定采用何种施工方法。选择工法的原则是要求该工法同时具有适应性、安全性、经济性。然后通过对比、优化,选出最好的工法。3.2、施工图施工设计图应包括施工平面图和施工纵剖图。为了装订方便,施工
42、图最大图幅不要超过A3,如果实在太小看不清楚,则可以把它分成几页。3.3、施工数量表及施工计划图这里施工数量除了顶管施工、工作井的施工数量以外,还应包括前期施工准备及后期路面恢复、各种辅助施工的数量,并且全部列入施工计划的总工期中。施工计划图可以是简单的横道图,也可以是施工网络图。较简单的工程可采用前者,较复杂的工程一般应采用后者。3.4、施工现场布置图及说明这里的施工现场布置应包括临时的基地布置和工作坑的平面布置图,还应包括临时交通布置图及说明。3.5、工作坑施工及其布置对工作坑地点的选择、施工方法、辅助施工方法、施工进度以及设备布置等都应作详细的说明,并配有必要的附图。另外,对工作坑的受力
43、情况应进行详细的计算,并得到结论,可行还是不可行,安全还是不安全。如果不安全,则应采取措施确保其安全。还应确定主顶千斤顶总推力的大小。3.6、顶管机及顶管施工原理介绍可结合实际施工情况进行综合说明。其中,还必须有顶推力计算、地面沉降计算等定量计算。如是泥水平衡施工,还必须给出供操作者作为操作依据的土压力、泥水压力、进排泥压力、中继排泥泵等参数。如果采用土压平衡施工方法,则必须给出供操作者作为操作依据的土压力上下限。3.7、弃土输送方式及处理办法如果是泥水式顶管或微型隧道施工,则应说明泥水管理的流程、泥水处理的方法和泥水管理的主要指标。如果采用手掘式和土压式平衡式施工方法,则应说明弃土的运输及处
44、理方式。3.8、注浆减阻这里指的是为了减小顶进阻力而必须注入的润滑浆。主要包括注浆设备的选型、注浆现场的布置、注浆材料的选用和配制方法等。注浆现场的布置应包括注浆泵、浆液搅拌装置、注浆管路和材料堆放等的布置。注浆效果的好坏不仅直接关系到顶管施工的进度、质量,而且直接影响到顶管施工的成本。它是顶管施工中不可忽略的重要一环。有时,它还直接影响顶管施工的成败。3.9、管材和管接口以及管子数量顶管施工最合适的管材是高强度的混凝土管和钢管。混凝土管中最适合顶管的管接口是F型接口。钢管中则是采用 K 型坡口的焊接接口。应该附上管材的设计图,同时还应对管材所能承受的最大顶进力进行计算,并与总推力的大小进行比
45、较,看是否匹配。主顶工作站的总推力的大小确定,是以工作井能承受的最大推力、管材所能承受的最大推力和全程顶进所必须具有的推力这三者中的最小值为依据的。另外,如果是曲线顶管,还必须考虑张角大小对管材所承受推力的影响。3.10、机具设备及使用时间一览表3.11、主要材料使用情况一览表3.12、测量与记录对测量仪器、测量方法要有说明。如果是复杂的曲线顶管,则应进行详细说明。同时还要有复测或检验测量是否准确的措施。另外,要设计好测量及其它施工数据采集的记录表格,明确记录人员和交表格的时间及方法。需要说明的是,除了方向偏差表格以外,推进距离与实际推力和理论推力之间要有一个对比的曲线,当实际推力小于理论推力
46、时为正常;反之则视为不正常。3.13、顶管始发和接收措施应根据不同地层条件,制定出可靠的顶管机进出洞措施。顶管机从工作坑中进入土层中称为出洞;顶管机从土层中进入接收坑洞称为进洞。3.14、基坑降水措施及方法3.15、照明及供电措施3.16、中继站的设置及管理如果一次推进距离长,主顶千斤顶推力小于实际总推力的要求,这时就必须设置中继站。 中继站的管理可以是集中管理,也可以是各个中继站单独管理。如果中继站较多,单独管理时必须设置好中继站之间的通信联络方法。3.17、路面恢复方法及措施3.18、竣工测量与内业资料管理在工程施工完毕,应提交的资料包括:开工报告、完工报告、隐蔽工程检验签证记录、工程初步
47、验收报告、交接书、施工设计图、施工工程竣工图、工程预算表等。3.19、通风方法说明。4、组织机构在管理组织网络中,除了绘明施工单位、分包单位之间的联系之外,必须明确施工项目经理,以及以项目经理为首的施工、安全、质量、文明施工等各个部门的负责人。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。顶管机1、不同性能的土质应采用不同类型的顶管机:地下水位以上的顶管可采用敞开类顶管机;地 下水位以下的顶管应采用具有平衡功能类型的顶管机。2、敞开类顶管机有:2.1、机械式顶管机采用机械掘进的顶管机,可用
48、于岩层、硬土层和整体稳定性较好的土层。2.2、挤压式顶管机依靠顶力挤压出土的顶管机,可用于流塑性土层。2.3、人工挖掘顶管机采用手持工具开挖的顶管机,可用于地基强度较高的土层。3、平衡类顶管机有:3.1、土压平衡式顶管机通过调节出泥舱的土压力稳定开挖面,弃土可从出泥舱排出的顶管机,可用于淤泥和流塑性粘性土。3.2、泥水平衡式顶管机通过调节出泥舱的泥水压力稳定开挖面,弃土以泥水方式排放出顶管机,可用于粉质土和渗透系数较小的砂性土。3.3、气压平衡式顶管机通过调节出泥舱的气压稳定开挖面,弃土以泥水方式排放出的顶管机,可用于有地下障碍物的复杂土层。顶管机选型1、顶管机选择应根据管道穿越土层的物理力学
49、特性、有无地下水、是否存在有毒气体、地下障碍物情况和需要保护的构建筑物等因素,应按表9经技术经济比较后确定。2、顶进土层单一时宜选用表中的“首选机型”;在复杂土层顶进时,应根据可能有的土层选 择“可选机型”或“首选机型”。3、含砾石地层可选用具有相应破碎能力的泥水平衡顶管机。4、地面沉降有严格要求时,应选择对正面阻力有精确计量装置的平衡式顶管机。5、顶管机和相应施工方法选择可参照表10选择。顶力估算1、管道的总顶力可按下式估算:F0D1LkNF式中:F0总顶力标准值(kN);D1管道的外径(m); L管道设计顶进长度(m);k管道外壁与土的平均摩阻力(kN/m2),可按本规程表12614采用;
50、NF顶管机的迎面阻力(kN)。2、不同端口顶管机的迎面阻力计算可按表11选用。3、当估算总顶力大于管节允许顶力设计值或工作井允许顶力设计值时,应设置中继间。4、设计阶段中继间的数量可按下式估算: N=D1fk(l+50)/0.70-1式中:n中继间数量(取整数);0中继间设计允许顶力(kN)。中继间1、中继间的设计允许顶力不应大于管节相应设计转角的允许顶力。2、中继间性能应满足以下要求:2.1、中继间的允许转角宜大于1.2;2.2、中继间的合力中心应可调节。3、 中继间的选择:3.1、顶进土层为粉土和砂性土时密封圈压紧度应可调节;3.2、超长距离顶管宜采用密封性能可靠、密封圈压紧度可调及可更换
51、的密封装置。4、中继间顶力富裕量,第一个中继间不宜小于40%,其余不宜小于30%。5、中继间在曲线段或轴线偏差段运行时,应及时调整合力中心,确保中继间转角不扩大。6、超长距离顶管的中继间应采用计算机联动控制。7、中继间拆除后应将间体复原成管道,原中继间处的管道强度和防腐性能应满足管道原设计功能要求。8、钢管中继间拆除后,应在薄弱断面处加焊内环。减阻措施1、长度超过40m的大直径顶管,应采取措施减少管壁摩阻力。2、扩孔减阻应满足下列技术要求:2.1、扩孔后管周间隙可取1030mm;2.2、地下水以上顶管时,管底弧形支承面角度宜取120;2.3、扩孔间隙在地下水以下时应压注减阻泥浆;无地下水处可涂
52、抹非亲水减阻剂。3、膨润土触变泥浆技术参数应满足表12中的要求。4、触变泥浆可用于粘性土、粉质土和渗透系数不大于10-5m/d的砂性土。渗透系数较大时应另加化学稳定剂。5、地下水有酸或碱离子时,应就地采用地下水调配触变泥浆。6、渗透系数大于或等于10-2cm/s的粗砂和砂砾层宜采用高分子化学泥浆。7、石蜡、废油脂等非亲水减阻剂可用于无地下水的硬土层。8、钢管预留注浆孔纵向间距一般可采用1025m;混凝土管取35管节。每组压浆孔在同一横截面上设24个,管底不宜设注浆孔。9、顶管机后部断面缩小处应设置一组主注浆孔;在每个中继间处应设注浆孔。根据顶进速度应在预留孔上设置补浆孔,补浆孔的间距可按下式估
53、算:LmTV式中:Lm补浆孔间距(m); V每天平均顶进速度(m/d); T减阻泥浆失效期(d),可取T610d。10、注浆管出口处应设泥浆单向阀,出口压力应大于地下水压力。11、主注浆口的实际注浆量,对于粘性土和粉土不应大于理论注浆量的153倍,对于中粗砂层应大于理论压浆量的3倍以上。12、主注浆孔应与管道顶进同步注浆,先注浆后顶进。中继间注浆孔的注浆应与中继间启动同步,运行中连续注浆。13、管道在覆盖层较薄的流塑性土层中顶进,注浆量不宜过大,防止地面拱起及管道上浮。14、采用触变泥浆减阻的顶管,管壁与土的平均摩阻力可按表13采用。15、采用其他减阻泥浆的摩阻力应通过试验确定。管内弃土运输1
54、、管内弃土运输方式应根据管道内径、顶进长度和顶管机类型确定。2 、泥水平衡顶管机的泥水排放,应选用管道运输。3、采用土压平衡顶管机时,弃土可用螺旋输送机从泥舱排出,顶进距离较长的可用泥泵输送。顶进距离较短的可采用矿车运输。4、气压平衡顶管机的泥水排放应采用管道输送。5、除挤压式外其他敞开类顶管机宜采用矿车运输弃土。6、挤压式顶管机挤出的块状土,土块较小的可采用人工抛滑输送弃土,土块较大的宜采用矿车输送。7、管道输送的废弃泥浆必须经过处理才可排放,避免污染环境。通风1、长度超过150m的进人操作顶管,应配置通风设施。2、短距离顶管可采用鼓风机通风;长距离顶管应采用压缩空气通风。3、通风的空气质量
55、应符合环保要求。4、地面空气湿度较高且地面温度又高于地下温度的季节,应采用经除湿后的压缩空气通风。5、配置通风设施的顶管工程每人所需通风量不应小于30m3/h。使用开敞式顶管机时通风量应酌情增大。6、地层中存在有害气体时必须采用封闭式顶管机,并应增大通风量。测量1、顶管施工应建立地面与地下测量控制系统。2、测量控制点应设在不易扰动、视线清楚、便于校核和易于保护处。3、顶管施工测量的相对坐标的X轴线应为工作井穿墙管中心与接收井的墙管中心(无接收井时 采用设计管道终点的中心)的连线。4、直线顶管的方向测量,当顶进长度不超过300m时,可采用经纬仪;超过300m时,宜采用激光经纬仪;超过1000m时
56、,应在管内设置测站采用经纬仪导线法测量。5、曲线顶管的方向测量,应在管内设置若干测站,用导线法测量。6、管内水准测量仪器,当顶进长度不超过200m时,可使用水准仪;超过200m时,宜使用水位连通器;轴线高度偏差大于管道内的1/3时,应采用微测压计。7、测量成果应有精度分析,并提供管道终点测量可能达到的最大误差。8、原始记录和测量分析资料应完整存档。后座1、主顶站千斤顶与反力墙之间应设置后座。2、反力墙为沉井或地下连续墙墙体时,可采用拼装式后座。3、反力墙为原状土或桩体时,应采用整体式后座。4、后座面积应使反力墙后土体的承载能力满足顶力要求。后座刚度应能保障顶进方向不变。5、后座应与管道轴线垂直
57、,允许不垂直度为5mm/m。顶进设备1、导轨应符合下列规定:1.1、导轨支架应采用钢材制作。固定在工作井底板上的导轨在管道顶进时不可产生位移。其整体刚度和强度应满足施工要求。1.2、导轨对管道的支承角宜为60,导轨的高度应保证管中心对准穿墙管中心。导轨的坡度应与设计轴线一致。1.3、导轨安装的允许偏差应满足下列要求:1.3.1、轴线位置:3mm;1.3.2、顶面高程:03mm;1.3.3、两轨净距:2mm。2、主顶站千斤顶的性能和安装宜满足下列规定:2.1、千斤顶行程宜不小于1000mm,单只顶力宜不小于1000kN。2.2、千斤顶安装应符合下列规定:2.2.1、除铰接式千斤顶外,千斤顶应安装
58、在支架上。2.2.2、千斤顶数量应为偶数,设置在管道两侧,并与管中心左右对称。每只千斤顶均应与管轴线平行。2.2.3、千斤顶的合力中心应低于管中心,其尺寸宜为管道外径的1/101/8。2.2.4、千斤顶应同步运行。3、主站油泵安装应符合下列规定:3.1、油泵应与千斤顶性能相匹配。油泵流量宜满足顶进速度100mm/min的要求。3.2、油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直、转角少。3.3、除遥控顶管外,主油泵的运行应受控于顶管机。4、顶铁安装应符合下列规定:4.1、顶铁应满足传递顶力、便于出泥和人员出入的需要。4.2、顶铁的两个受压面应平整,互相平行。4.3、宜采用U形或弧形刚性顶铁。4.4、与管
59、尾接触的环形顶铁应与管道匹配,顶铁与混凝土管或玻璃纤维增强塑料夹砂管之间应加木垫圈。穿墙1、穿墙方法应根据工程地质、水文地质、管道直径、管道埋置深度、地下水的压力、穿墙管 的构造和临时封堵方法等条件确定。2、在地下水位以下的工作井,穿墙管应有临时封堵。3、穿墙应根据不同条件采取以下相应措施:3.1、穿墙管周围为粘性土且水头较高时,闷板开启后管道应迅速顶进,并及时安装好穿墙管止水装置。3.2、穿墙管周围为粉土时,应降低地下水,并缩短穿墙时间。3.3、穿墙管周围为淤泥质粘土时,应设置防管道回弹的措施。3.4、穿墙管周围为砂土时,应加固穿墙管外的土体,降低渗透系数。4、在软土地区,顶管机入土长度小于
60、管道直径阶段,应采取以下措施防止顶管机头部下沉:4.1、导轨前端应尽量接近穿墙管,减少顶管机的悬臂长度。4.2、穿墙作业应迅速连续不可停顿。4.3、应在穿墙管内设置定心环。5、无地下水的穿墙,应防止井外土体的坍塌。顶进1、进人操作的顶管,应在顶管机内发指令。2、主顶站和中继间都应装设计量准确的油压表,严格防止顶力超限。3、顶管机偏差测量觇标宜接近前端。觇标设在顶管机第二段上的,应借助仪器通过计算转换成顶管机前端面偏差。4、管道偏差测量每顶进500mm不宜少于1次,在纠偏阶段不宜少于2次。5、顶管纠偏记录应包括如下内容:日期、时间、顶进长度、顶进总长度、各组纠偏油缸的纠偏量、锁紧压力和上下纠偏角
61、及左右纠偏角。6、工作井中的顶进记录应包括如下内容:日期、时间、顶进长度、顶进总长度、启动顶力和正常顶力。7、顶管机的偏差测量记录应包括如下内容:日期、时间、顶进长度、顶进总长度、方向测量 和水准测量数据。8、中继间油压应有记录。9、采用触变泥浆减阻时的注浆记录应包括如下内容:日期、时间、顶进长度、顶进总长度、注浆压力和注浆量。10、应根据纠偏记录及时绘制顶管机顶进轨迹,指导纠偏。11、顶管机纠偏应根据管道偏差的大小、偏差发展趋势而确定,使顶管机轨迹过渡平稳。12、顶管机旋转需要校正时,对大刀盘顶管机应采用改变刀盘的旋转方向校正,其余顶管机可在管内采取单边配重校正。13、经较长时间停顿的管道,
62、在启动前应加大补浆量、连续补浆及增加补浆点,直至顶管启动。14、在流塑性土层中的长距离顶管,应防止管道纵向失稳。进洞1、顶管机进洞前的3倍管径范围内,应减慢顶进速度,减小管道正面阻力对接收井的不利影响。2、进洞口的临时闷板宜加水平支撑便于顶管机接近闷板。3、接收孔轴线上可安装临时支架,防止顶管机头下落。4、接收孔处于饱和砂土层时,应进行土体加固。5、管道进洞后应按设计要求封闭接收孔,防止水土流入井内。减少地面沉降措施1、在不稳定土中应选择有平衡功能的顶管机,不应采用开敞式挖掘顶管。2、建立地面观察点,并通过试顶确定具有平衡功能顶管机的平衡参数。3、顶管施工时应采取以下措施:3.1、减少减阻泥浆
63、套的厚度。3.2、不可采用大角度纠偏。3.3、严格控制出泥量,不可超量出泥。4、在道路下顶进,当路面沉量超过10mm时,应钻孔取样检查土体孔隙比变化。5、顶管结束后应采用水泥砂浆加固减阻泥浆。曲线顶管1、每个管节之间都应设木垫圈。2、管接头的木垫圈厚度应根据曲率半径变化调整。曲线顶管木垫圈厚度不应小于20mm。3、管节允许顶力与曲率有关,应根据计算调整。4、中继间的允许顶力应具备调整合力中心的能力。5、曲线顶管在软土中施工时,应防止管道向曲线外侧位移失控。13、顶管施工中的附表13.1、表9:顶管机选型参考表 地层敞开式顶管机平衡式顶管机机械式挤压式人工挖掘土压平衡泥水平衡 气压平衡无地下水胶
64、结土层、强风化岩稳定土层松散土层地下水位以下地层淤泥fd30KPa粘性土含水量30%粘性土含水量30%粉性土砂土R10-4cm/s砂土R10-4-R10-3cm/s砂砾R10-3-R10-2cm/s含障碍物注:首选机型;可选机型;空格不宜选用。13.2、表10:顶管机和相应施工方法选择参照表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:900-4200H:3m或1.5D1、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100-200mm。2挤压
65、式D: 900-4200H: 3m或1.5D1、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100-200mm。3网格式(水冲)D: 1000-2400H: 3m或1.5D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150mm。4斗铲式D: 1800-2400H: 3m或1.5D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
66、粘性土的渗透系数应不大于10-4cm/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100mm。5多刀盘土压平衡式D: 900-2400H: 3m或1.5D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100mm。6刀盘全断面切削土压平衡式D: 900-2400H: 3m或1.5D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
67、。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50mm。7加泥式机械土压平衡式D: 600-4200H: 3m或1.5D胸板前密封舱内混有粘土浆液的塑性土压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。地下水位以下的粘性土、砂质粉土、粉砂。地下水压力200kPa, 渗透系数10-3cm/s时慎用。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50mm。8泥水平衡式D: 250-4200H: 3m或1.5D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
68、系数10-1cm/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: 250-4200H: 3m或1.5D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: 150-400H: 3m或1.5D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。13.3、表11:顶管机迎面阻力(NF)的计算式顶管机端面常用机型迎面阻力NF(KN)式中符号刃口机械式人工挖掘式NF=(Dg-t)tRt-刃口厚度(m)喇叭口挤
69、压式NF=/4DG2(1-e)Re-开口率网格挤压式NF=/4DG2R-网络截面参数,网格加气压气压平衡式NF=/4DG2(R+Pa)Pa-气压(KN/m2)大刀盘切削土压平衡式泥水平衡式NF=/4DG2H-土的重度(KN/m3)H-覆盖层厚度(m)注:1、Dg-顶管机外径(m);2、R-挤压阻力(kN/m2),可取R300-500kN/m2。13.4、表12: 膨润土触变泥浆技术参数比重3失水量25cm3/30min静切力100Pa左右稳定性静置24h无离析水粘度30sPH1013.5、表13: 触变泥浆减阻管壁与土的平均摩阻力(KN/m2)土的种类软粘土粉性土粉细土中粗砂触变泥浆混凝土管钢
70、管注:玻璃纤维增强塑料夹砂管可参照钢管乘以0.8系数。14、顶管施工监测及验收标准项 目监 控 要 点顶管施工监测1、施工监测的范围应包括地面以上和地面以下两大部分。地面以上应监测地面沉降和地面建 筑物的沉降、位移和损坏。地面以下应监测在顶管扰动范围内的地下构筑物、各种地下管线的沉降、 水平位移及漏水、漏气。2、施工监测的重点应放在邻近建筑物(构筑物)、堤岸及可能引起严重后果的地下管线及其他重要设施。3、在设置监测点时,应避开各种可能对其产生影响的因素,以确保不被损坏。4、观察裂缝应记录地面和结构裂缝的生成时间、裂缝的长度及宽度发展状况。5、所有监测点必须在顶管施工开始前进行埋设、布置。6、观
71、测点应定时测定,测定数据应保持连续、真实、可靠。工程验收标准1、顶进贯通后的管道允许偏差应符合表14中的规定。2、水平管道垂直顶升施工的允许偏差应符合表15中的规定。3、顶管竣工后管道的闭水试验结果应满足现行国家标准给水排水管道工程施工及验收规范的要求。4、地面沉降应满足下列规定:4.1、顶管造成的地面沉降不应造成道路开裂,大堤及地下设施损坏和渗水。4.2、顶管造成的地面沉降量不应超过下列规定:4.2.1、土堤小于或等于30mm;4.2.2、公路小于或等于20mm;4.2.3、顶管穿越铁路、地铁及其他对沉降敏感的地下设施时,累计沉降量尚应符合国家相关的规定。4.3、当检测数据达到沉降限值70时
72、,应及时报警并启动应急事故处理预案。15、顶管施工监测及验收标准中的附表15.1、表14:顶管管道顶进允许偏差(mm) 检查项目允许偏差检查频率检查方法玻璃纤维增强塑料夹砂管、钢筋混凝土管钢管范围点数1直线顶管水平轴线顶进长度300m50130每管节1点用经纬仪或挂中线用尺测量300m顶进长度1000m100200顶进长度1000mL/10100+ L/102直线顶管内底高程顶进长度300mD11500+30,-40+60,-60用水准仪或水平仪测量D11500+40,-50+80,-80300m顶进长度1000m+60,-80+100,-100用水准仪测量顶进长度1000m+80,-100+
73、150,-100,-L/103曲线顶管水平轴线R150D1水平曲线150用经纬仪测量竖曲线150复合曲线200R150D1水平曲线150竖曲线150复合曲线1504曲线顶管内底高程R150D1水平曲线+100,-150用水准仪测量竖曲线+150,-200复合曲线200R150D1水平曲线+100,-150竖曲线+100,-150复合曲线2005相邻管间错口钢管、玻璃纤维增强塑料夹砂管2用尺测量钢筋混凝土管15%壁厚,且206钢筋混凝土管曲线顶管相邻管间接口的最大间隙与最小间隙之差S7钢管、玻璃纤维增强塑料夹砂管管道环向变形0.03D18对顶时两端错口50注:1、L为顶进长度(m);D1为管道外
74、径(mm);S为曲线顶管相邻管节接口允许的最大间隙与最小间隙之差(mm),一般可取1/2的木垫圈厚度;R为曲线顶管的设计曲率半径。2、对于长距离的直线钢顶管,除应满足水平轴线和高程允许偏差外,尚应限制曲率半径R1;当D11600时,应满足R12080m;当D11600时,应满足R11260D1。15.2、表15:水平管道内垂直顶升施工的允许偏差(mm) 检查项目允许偏差检查频率检查方法范围点数1顶升管帽盖顶面高程20每根1点用水准仪测2顶升管管节安装管节垂直度1.5H每节各1点用垂线量管节连接端面平行度1.5D1,且2用钢尺、角尺等量3顶升管节间错口20用钢尺量4项升管道垂直度0.5%H每根1
75、点用垂线量5顶升管的中心轴线沿水平管纵向30各1点各1点用经纬仪、钢尺测量沿水平管横向206开口管顶升口中心轴线沿水平管纵向40每处1点沿水平管横向30注:H为垂直顶升管总长度(mm);D1为垂直顶升管外径(mm)。第5章 监理工作方法及措施 1、顶管工程的事前控制项 目监 控 要 点顶进管道基本要求1、所用管材必须满足如下基本要求:1.1、能够抵抗管道内外的侵蚀;1.2、能够承受一定的静、动荷载;1.3、能够承受管道内外部的压力;1.4、具有良好的过流性能;1.5、较低的成本;1.6、较高的轴向承载能力;1.7、紧密的配合尺寸;1.8、端部要平整、垂直;1.9、管道长度方向上应保证平直度;1
76、.10、防水接头应设置在管道壁内,不允许突出于管道的内外壁;1.11、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。2、管道长度通常以2.0-3.0m为宜,有时也采用1.0-1.25m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。3、顶进管道的直径(DN/ID)系列为:250,300,350,400,450,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1250,1300,1400,1500,1600,1800,2
77、000,2100,2200,2400,2500,2600,2800,3000,3200,3500,4000。4、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。5、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。6、管道制造商应提供顶进管道的下列详细资料:6.1、管道的内径;6.2、管道的外径;6.3、管道的接头形式;6.4、管道连接位置的尺寸;6.5、 管道长度(平均长度);7、管道的长度误差应符合表16中的相关规定。8、管道端面的垂直度应满足下列要求:8.1、管道端面的垂直
78、度定义为如图8所示的管道末端的角度。8.2、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。8.3、管道端面垂直度误差应符合表17中的要求。9、管道水平方向的偏差的最大值为0.5%的管道直径(m)。在顶进施工钢管时,最大的偏差不能超过1.5mm/m。10、管道外径的误差应满足表18中的相关要求。11、管道表面凸凹度一般用管道直径的百分比表示,要求见表19所示,其最大值限制在30mm以内。12、管道接头应满足下列基本要求:12.1、密封性要求:污水管道接头以
79、及供水和供气管线管道接头必须满足如下密封要求:能够承受管内超水压0.5bar;承受施工条件下所要求的管道内部气体超压;管外超水压0.5bar的水渗入(对较深的地下水也必须满足要求)对密封性能的要求,也可以根据具体的工程情况而定。供气和供水管道产品的密封性能检测应按照相关规范进行。12.2、抗偏斜能力要求:管道接头在最大允许偏斜的情况下必须保持良好的密封性能。12.3、在一定的剪切力/剪切运动作用下,要求管道街头能够保持良好的密封性能。12.4、轴向力的传递当管道之间使用垫环来传递轴向力时,垫环的厚度Dj可由下面的公式确定。minDj=4max对小直径管道,可选用不易变形的材料;对于大直径管道,
80、则可优先选用侧向伸缩较小的材料。垫环的宽度一般不能超过管壁的厚度,推荐比管壁厚度稍小。13、管道接头的密封设计应满足下列要求:13.1、保证顶进施工的正常进行。13.2、应该保证对管道导向环的充分固定。13.3、应该采用合适的方法来避免管道的转动。13.4、如果管道顶进完成后的压力试验导致管道泄漏,在征得客户同意的情况下,应在管道内部安装一个密封环,然后还应进行接口的防水测试。13.5、要求所采用的密封材料和管道材料没有相互的影响,并且要求得到证实。13.6、采用橡胶圈防水接口时,应符合下列规定: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;橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀,无
81、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;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;木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。13.7、密封介质的使用还应满足表20中的要求。14、管道和配件的包装管道及配件的包装必须适合道路运输以及施工场地存储要求和单个移动方便的要求。对于混凝土管道的运输和存放都应该遵守相关的技术规范和要求。15、产品出厂的标记顶进管道和管道接头出厂时应该有如下的标记:制造商的生产号码生产日期直径测试标记,制造允许和所采用的相关标准检测合格标记常用的顶进管道尺寸1、常用的污水管道、饮用水管道和供气管道顶进管道直径。表21
82、顶进用混凝土管道1、钢筋混凝土管是顶管中使用得最多的一种管材,且主要用于下水道中。有时需用钢管做外壳,里面再浇上钢筋混凝土,可用于超长距离顶管施工。钢筋混凝土管道按接口形式可分为:平口式(P)、企口式(Q)、双插口式(S)、钢承口式(G)四种。2、企口管:这种管道既适合于开挖法埋管也适于采用顶管施工,直径有1350mm、1500mm、1650mm、1800mm、2000mm、2200mm、2400mm共有七种规格。成品管道的混凝土为C50,最大覆土厚度为5.5-6m,最小覆土厚度为0.7m,内水压可达75-90kPa。2.1、采用企口管作为顶管用管,应注意如下问题:由于管道端面的接触面积较小,
83、还不及有效环断面的一半,虽然抗压强度高,但作用在管道端面的许用推力要比同口径的其他接口形式小许多。由于采用半干性混凝土,管道的外表比较粗糙,与其他类型的管子比较,顶进阻力较大。由于它的最大允许偏角仅为0.75,而且偏角每增加0.5,许用推力就会下降50%,所以不适用于曲线顶管。而且,即使在直线顶管中,也不允许存在较大幅度的纠偏,否则管口即有损坏的危险。2.2、采用橡胶圈密封的企口或防水接口时,应符合下列规定:粘结木衬垫时凹凸口应对中,环向间隙应均匀;插入前,滑动面可涂润滑剂;插入时,外力应均匀;安装后,发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外,应拔出重插。3、双插口混凝土管道双插口混凝土管道也称T型
84、套环管接口管道,直径有600mm、700mm、800mm、900 mm、1000mm、1100 mm、1200mm、1350mm、1500mm、1650mm、1800mm、2000mm、2200mm、2400、2600mm、2800mm、3000mm。其结构形式是用一个T形钢套环把两只管子联接在一起的接口形式。接口的止水部分由安装在混凝土管与钢套环之间的齿形橡胶圈承担,为了保护管端和尽量增加管端间的接触面积,在两个管端与钢套环的筋板两侧都安装有一个衬垫。衬垫可以用多层胶合板制成,也可用8mm左右的木板制成。T形钢套环在套入之前,必须先把齿形橡胶止水圈用粘结剂胶粘在混凝土管的槽口内,要注意的是齿
85、形橡胶圈的方向不能安放错了,T形钢套环是顺着齿形橡胶圈的斜面滑进去的,为了使安装顺利,应在齿形橡胶圈外涂抹一层润滑剂。最普通的润滑剂就是用肥皂削成碎片所泡成的肥皂水。安装时,还应注意不能让橡胶圈被挤出,否则,接口就会漏水。3.1、T型套环管接口的形式适用范围比较广,直径为200-3500mm之内的各种口径的混凝土管都可以用。但是,在砂性土中,这种接口就不太适用,这一点必须引起足够的认识。3.2、采用T形钢套环橡胶圈防水接口时,应符合下列规定: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;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
86、在阳光下直晒;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;木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。4、钢承口管接口形式钢承口管接口形式是把钢套环的前面一半埋入到混凝土管中去,又称为F型管接口。为了防止钢套环与混凝土管结合面产生渗漏,在该处设了一个橡胶止水圈。该橡胶止水圈不是用普通橡胶,而是采用了遇水膨胀橡胶,该橡胶在吸收了水分以后体积会膨胀1-3倍。5、钢筋混凝土管平接口平接口是钢筋混凝土管最常用的接口形式,其接口的连接方法有五种。第一种是油毡垫接口,此种接口方法简单、施工方便,主要用于无地下水的条件下。雨水管道或者穿越构筑物的套管上常采用该类型管道。油毡垫可以使顶
87、力均匀分布于管道的端面上,在施工中管节之间要垫3-4层油毡垫,竣工后在管节之间用水泥沙浆嵌内缝。第二种为麻辫石棉水泥接口,这种接口可用于地下水位以下的工程,施工中有利于校正作业,竣工后的管道具有一定的抗渗性。在使用过程中,首先将青麻编成直径为25-30mm的麻辫,并在沥青内浸透成油麻。接口时将油麻绕成圈垫于管口外缘,顶进过程中管口间的油麻被挤紧,竣工后在管口内缘的管间凹槽内填打石棉水泥。为了减轻填打石棉水泥口的劳动强度,可采用在凹槽内填抹膨胀水泥砂浆。这种接口适用于防止外渗的污水管道。第三种为钢套环接口,钢套环的宽度为20-30cm,外径稍小子管内径。安装时先对齐管口,将钢套环装于接口间并对中
88、,然后用木楔固定。竣工后撤去木楔并用石棉水泥将管缝填实。此种接口刚度较大、接口质量好、不易渗漏,但成本较高且耗用钢材,故只适用于地基土壤受扰动处或穿越重要建筑物时。第四种为麻布沥青接口。施工方法是:先将管口对齐,在接口处涂布热沥青,边涂边裹麻布。采用三油二麻或四油三麻均可,根据施工条件及管道要求而定。这种接口形式一般用于小口径顶管。第五种接口为粘接口,采用树脂型材料涂于将对口的两管节的端面上,用千斤顶推动后边管节,使管口紧贴后停止顶进,待接口处粘接剂固化后,再开始顶进。这种接口有两个不利因素,一是粘接材料价格较贵,二是用于大口径接口时对接比较困难,故一般应用于小口径管接口。6、钢筋混凝土管道的
89、许用顶力管道断面的许用顶力是决定顶进长度的一个重要因素,管道的许用顶力取决于管材强度、顶进时的加压方式和受力面积以及顶铁与管道端面的接触状态等。钢筋混凝土管道的强度决定于离心混凝土的强度,从理论上讲,离心混凝土强度应高于普通混凝土强度的1.25倍,但实际上我国混凝土管道的抗压强度应大于30MPa。在顶管施工中,加压面的中心即顶力作用中心应与管壁中心重合,否则在管壁上除产生压应力外,还会引起其他应力的产生,如拉应力、弯曲应力和剪应力等,容易造成管壁的破坏。从理论上讲,管道端面和顶铁应平整接触,无间隙,而实际上由于管道制造和顶铁加工中都存在误差,不可能实现密切接触,为了补救这一不足,在施工中需在两
90、者之间加垫层,常采用的铺垫材料有油毡、橡胶、塑料和软木板等。2、顶管工程的事前控制中的附表、图2.1、表16:管道的长度误差 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150D6002但是要少于5mm11mm10mm;0mm1600D12002但是要少于5mm11mm10mm;0mm11200D30005但是要少于10mm或25mm110mm;0mm13000D5但是要少于10mm或25mm2.2、图8:管道端面的垂直度2.3、表17:管道端面垂直度的允许误差(mm)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150D60020.50.51.00.50.5600D1
91、20030.51.02.00.51.01200D300040.53.00.52.03000D52.4、表18:管道外径的允许误差(mm)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150D60055 0555 05600D120065 0567 051200D300065 0810 083000D122.5、表19:管道转向的误差允许值(mm)直径纤维-水泥管道,陶土管道,铸铁管道,钢管道,聚合物水泥管道,玻璃钢管道。加强混凝土管道,混凝土管道,钢化纤维混凝土管道。所有1%2%2.6、表20:密封介质的尺寸和安装要求密封介质1 粘结剂2可压缩的橡胶接口宽度b (mm)最小 10 m
92、m接口深度t (mm)单层t12b/3双层t2(12b/3)t2b工作面的特征干燥(湿度1%时,导轨可按平坡铺设。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:2mm;1.3、安装后的导轨必须稳固,在顶进中承受各种负载时不产生位移、不沉降、不变形。1.4、导轨安放前,应先复核管道中心的位置,并应在施工中经常检查校核。2、导轨应选用钢质材料制作,导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨,副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一致,此副导轨用于防止机头进洞后低头。3、目前常用的导轨形式有两种,普通导轨和复合型导轨。普通导轨适用于小口径顶管,它是用两根槽钢相背焊接在轨
93、枕上制成的(如图9),它的导轨面标高与管子内管底的标高是相等的,因此两轨道之间的宽度B可以根据公式求得: 式中:B-基坑导轨两轨之间的宽度m;D0-顶进管道外径m;D-顶进管道内径m。4、复合型基坑导轨断面请参见图8b。在每一根导轨上都有两个工作面:水平工作面是供顶铁在其上滑动,倾斜的工作面则是与管子接触。这样一来,复合型导轨的寿命要比普通型大大提高。为了测量及导轨安放的方便,导轨的水平工作面仍然与钢筋混凝土管内的管底标高同处一个水平面上。每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚,以便安装。主顶设备安装1、主顶千斤顶安装于顶进工作坑中,用于向土中顶进管道,其形式多为液压驱动的活塞式双作用油
94、缸。主顶设备主要由下列装置组成:1.1、2-6只主顶千斤顶;1.2、组合千斤顶架;1.3、液压动力泵站及管阀;1.4、顶铁。千斤顶的组合布置一般采用以下几种形式:固定式、移动式、双冲程组合式。2、千斤顶的安装应符合下列规定: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;2.2、当千斤顶多于一台时,应取偶数,应规格相同,行程同步,每台千斤顶的使用压力不应大于其额定工作压力,千斤顶伸出的最大行程应小于油缸行程100mm左右。当千斤顶规格不同时,其行程应同步,并应将同规格的千斤顶对称布置;2.3、千斤顶的油路必须并联,每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。
95、3、油泵安装和运转应符合下列规定:3.1、油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直、转角少;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;3.3、顶进开始时,应缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进;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;3.5、千斤顶活塞退回时,油压不得过大,速度不得过快。主顶千斤顶可固定在组合千斤顶架上做整体吊装,根据其顶进力对称布置的要求,通常选用2、4、6只按偶数组合,如图11所示。顶铁1、顶铁又称为承压环或者均压环,其作用主要是把主顶千斤顶的推力比较均匀地分散到顶进管道的管端面上,同时还起到
96、保护管端面的作用,同时还可以延长短行程千斤顶的行程。顶铁可分成矩形顶铁、环形顶铁、弧形顶铁、马蹄形顶铁和“U”形顶铁几种。2、分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定:2.1、顶铁应有足够的刚度;2.2、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;2.3、顶铁的相邻面应互相垂直;2.4、同种规格的顶铁尺寸应相同;2.5、顶铁上应有锁定装置;2.6、顶铁单块放置时应能保持稳定。3、顶铁的安装和使用应符合下列规定:3.1、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;3.2、更换顶铁时,应先使用长度大的顶铁;顶铁拼装后
97、应锁定;3.3、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200m m300mm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;3.4、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;3.5、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异常迹象。顶管机安装和调试1、顶管机安装前应作一次安装调试,油管安装前应清洗,防止灰尘等污物进入油管,电路系统应保持干燥,机头运转调试各部分动作正常,液压系统无泄漏。2、顶管机的尺寸和结构应完全符合实际工程要求,在吊装前应做详细
98、的检查。3、在吊装顶管机时应平稳、缓慢、避免任何冲击和碰撞。一般重量较轻的小型简单顶管机可钢丝绳外套橡皮吊放,对于大型顶管掘进机等重要设备,必须采用专用吊具,确保安全可靠。4、顶管掘进机安防在导轨上后,应测量前后端中心的方向偏差和相对高差,并作好记录,顶管掘进机的接触面必须相互吻合。5、带帽檐的顶管掘进机和封闭式顶管掘进机应按设计要求,正确定位,两边对称。6、将掘进机和电路、油路、水路、气压、泥浆管路和控制系统等进行逐一连接,要求个部件安装正确、连接牢固、不得渗漏,要求安装后对个分系统进行认真检查和试运行,达到正常运转。7、顶管掘进机下坑后,刀盘应离开封门1m左右,放置平稳后重测导轨标高,高程
99、误差不应超过5mm,然后开始凿除砖封门,砖封门应尽量凿除干净,不要遗留块状物,使掘进机刀盘贴住前方土体。导向油缸1、导向油缸安装在首节管或顶管掘进机后面,用以调整高程和轴线的偏差。导向油缸的行程一般为50-100mm,顶力为 500-1000kN。施工中应根据管径大小、顶进方法、顶管掘进机长度、地质条件等因素来选择导向油缸的吨位值。安装止水圈1、顶管施工中,针对不同构造的工作坑,洞口止水的方式也不同。如在钢板桩围成的工作坑中,首先应该在管子顶进前方的坑内,浇筑一道前止水墙,墙体可由级配较高的素混凝土构成。其宽度约为2.0-5.0m,具体数据根据管径的不同而定;厚度约为0.3-0.5m;高度约为
100、1.5-4.5m。2、洞口止水圈一般由以下四部分组成(见图10):2.1、前止水墙;2.2、预埋螺栓;2.3、橡胶止水圈;2.4、压板。3、如果是钢筋混凝土沉井或用钢筋混凝土浇筑成的方形工作坑,则不必设前止水墙。如果是圆形工作坑,则必须同样浇筑一堵弓形的前止水墙,这时洞口止水圈就安装在平面上,而不可能安装在圆弧面上。4、如果在覆土深度很深,一般指大于10m以上或者在穿越江河的工作坑中,洞口止水圈必须做两道。前面一道是充气的,像一只自行车内胎一样,与管子不直接接触;中间也有一道止水圈。平时,前面一道止水圈是不充气的,只有当后面一道止水圈损坏需更换时,前面的那一道充气,起到止水作用。5、要求洞口止
101、水圈橡胶的拉伸量300%,肖氏硬度在505度范围以内,还要具有一定的耐磨性和较大的扯断拉力。起重机械安装1、顶管施工需配备垂直吊装和运输设备。一般情况下可采用桥式起重机(即门式行车)或旋转臂架式起重机(如汽车吊、履带吊),其起重能力必须满足如下各项工作要求:1.1、顶管掘进机和顶进设备的装拆;1.2、顶进管道的吊放和顶铁的装拆;1.3、土方和材料的垂直运输。2、起重机械应建立现场维修保养、定期检查和交接班制度,并遵照执行起重机械相关的安全操作规程。土方运输设备安装1、出土运输分为管内运输和场内地面运输两种。管内运输应根据土层的性质,选用掘进机型、管内作业空间、每次顶进的出土量、顶进长度等因素。
102、2、可参考使用的输土方法有以下几种:2.1、手掘式顶管一般可选用人力推车、轨道式土斗车、电瓶车等工具进行管内水平运输。2.2、挤压式顶管出土是由设置在顶进工作坑的双滚筒卷扬机牵引轨道上的半圆形土斗车,将挤压口排出的泥土输送至顶进工作坑,然后进行垂直起吊。2.3、小口径泥水平衡顶管掘进机采用水力机械方式将泥浆通过与管路连接的吸泥泵排出并由排泥旁通装置直接输送至地面泥浆沉淀池。2.4、网格水冲式顶管施工则是利用高压水枪将泥土冲碎后,采用水力机械方式,将泥浆通过管路直接输送至地表。但是,水枪的转动球阀必须经常检修,以防卡死。泵送装置的入口要有清除残渣和堵塞物的装置,每班进行清理。2.5、土压平衡顶管
103、掘进机由螺旋输送机控制出土,然后通过电瓶车、皮带输送机将弃土运输至顶进工作坑,再由垂直运输机械吊至地表;或者采用砂石泵直接从螺旋输送机将弃土泵送至地表。3、场内地面运输:根据出土量、运输距离和现场堆土条件,可用人力车、机动翻斗车或自卸汽车将弃土运送至堆土场,然后再用垂直吊机或铲车堆高,做到文明施工。堆土场应具有良好的排水和通行条件。4、采用水力机械出土方式排泥时,应设置泥浆沉淀池。泥浆池的容积根据实际需要计算得到,输送管路接头应密封,防止渗漏。为降低排泥输送压力,输送管路系统应尽量降低。泥水系统安装1、泥浆池应尽量靠近工作坑边,可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力,沉淀池的配置可沉淀块状物
104、,防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。2、注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象,浆液应保证搅拌均匀,系统应配置减压系统。在注浆泵出口处1米外以及掘进机机头注浆处各安装一只隔膜式压力表,便于准确观测注浆压力。中继站安装1、中继站油缸安装在顶进管道的中间部位作为接力顶进工具。当顶进阻力(即掘进机所受迎面阻力与顶进管道所受摩擦阻力之和)超过主顶工作站的顶推能力、施工管道或者后座装置所允许承受的最大荷载,无法一次到达要求的顶进距离时,则需要在施工的管线之间安装中继站进行辅助施工,实行分段逐级顶进。中继站可以分为回收式中继站和丢弃式中继站两种类型。2、中继站油缸行程一般较主顶千斤顶短,吨位视
105、中继间在顶进管道中所安装的位置而定,根据中继站的工作性能,中继站油缸要求布置均匀,以达到均匀施加顶力的目的。中继站油缸的能力一般不大于1000kN,要求尽可能作到台数多而吨位小,并作周向均匀布置。3、中继站的设计必须满足刚度大、安装方便、在使用中具有水密性,其主体结构有以下部分组成:3.1、短行程千斤顶组(冲程一般为15-30cm),千斤顶的规格和性能要求一致;3.2、液压、电器、操纵系统;3.3、壳体和千斤顶紧固件、止水密封圈。4、中继站油缸的安装应符合下列要求:4.1、中继站油缸宜固定在支架上,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;4.2、当中继站油缸多于一台时,宜
106、取偶数,且其规格宜相同;当规格不同时,其行程应同步,并应将同规格的中继站油缸对称布置;4.3、中继站油缸的油路应并联,每台中继站油缸应有进油、退油的控制系统。4.4、中继站吊放入工作坑后,应认真检查各项工作部件是否正常,安装完毕后应进行试顶。5、中继站主要由多个顶推油缸、特殊的钢制外壳、前后两个特殊的顶进管道和均压环、密封件等组成,顶推油缸均匀地分布于保护外壳内。6、中继站油缸的供油有两种方式:一种是利用主顶油泵通过高压供油管把压力油供到中继站油缸,另一种是在中继站附近安装一台中继站油泵。7、第一个中继站一般应安装于顶管机后20-40m,因为它不但要克服地层的摩擦力,还要克服切削刀盘向前顶进的
107、反作用力。中继站的间距一般可设计为100-150m。如果施工中的摩擦阻力比预期的要小,则可以相应加大中继站的间距;相反,则应适当减小其间距。8、中继站的结构形状要求和相关规范中规定的管道的管接头相一致,中继站应带有木质的传压环和钢制的刚性均压环,以便顶进力均匀地分布于管道的端面上,端面的尺寸必须和作用于其上的顶进力相适应。9、处于松动状态或者一端固定于前面管道的钢制中继站外壳的长度应该和油缸的行程(一般为300-1000mm)相一致。10、中继站密封装置应具有良好的密封性能、耐磨性和较长的寿命,应避免浆液、地下水、沙子或者土颗粒等进入中继站外壳和其后部的管子之间。可以通过注油管定期地向内外弹性
108、密封环之间以及密封环的外部注入油脂润滑。11、中继站的控制通过操纵台来实现,每一个中继站都单独需要自己的液压供油管线;为了在长距离施工中尽可能减少循环中油路的压力损失,可以设置若干个不同的液压装置来分别对不同的中继站供油。12、对中继站应进行编组操纵,从顶管机头向后按次序依次将每段管节向前推移,当一组中继站伸出时,其它中继站应保持不动,在所有中继站依次完成作业后,主顶工作站完成该顶进循环的最后顶进作业。13、丢弃式中继站只能在管道直径DN/ID800时才能应用。在顶管作业结束后,前特殊管、后特殊管以及包括钢制的外壳都留在地层中,不再进行回收,但是其内部的组成部分(如推进油缸、连接件、均压环和液
109、压管线等)将由工作人员通过手工的方法进行拆卸,以备它用。在拆卸工作完成之后,所留下的区间,可以借助于后面的中继站将其合拢封闭,或者通过现场浇筑混凝土的方法形成衬砌。14、当总推力达到中继站总推力40%-60%时,就应安放第一个中继站,此后,每当达到中继站总推力的70%-80%时,安放一个中继站。而当主顶千斤顶达到中继站总推力的90%时,就必须启用中继站。15、当施工条件比较复杂时,如高水压或覆土厚度特别大时,应采用密封和止水性能较好的中继站,以防止事故的发生。16、采用中继站时还应符合下列要求:16.1、中继站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;16.2、中继站的外壳
110、在伸缩时,滑动部分应具有止水性能;16.3、中继站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;16.4、中继站的启动和拆除应由前向后依次进行;16.5、拆除中继站时,应具有对接接头的措施;中继站外壳若不拆除时,应在安装前进行防腐处理。16.6、对于一种施工方法,所采用的中继站的结构和功率也要相同,这样每一个中继站所用的推进油缸的数目相同以及每个油缸的面积A也是相等的。16.7、由主顶工作站施加的顶进力应始终大于中继站的顶进力,即: FmpsFijs其中:Fijs-中继站的顶推力;Fmps-主顶工作站的顶进力。6、顶管工程的事中控制(施工设备及安装)中的附图6.1
111、、图9、导轨型式6.2、图10、主千斤顶布置示意图 90o 120o6.3、图11、主千斤顶布置示意图注:1-前止水墙;2-预埋螺栓;3-橡胶止水圈;4-压板。7、顶管工程的事中控制(顶进施工)项 目监 控 要 点顶进施工一般要求1、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。2、采用钢筋混凝土管时,其接口处理应符合下列规定:2.1、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10-20mm的空隙;顶紧后两管间的孔隙宜为10-15mm;2.2、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
112、紧。3、采用T形钢套环橡胶圈防水接口时,应符合下列规定:3.1、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;3.2、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;3.3、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;3.4、木衬垫的厚度应与设计顶进力相适应。4、采用橡胶圈密封的企口或防水接口时,应符合下列规定:4.1、粘结木衬垫时凹凸口应对中,环向间隙应均匀;4.2、插入前,滑动面可涂润滑剂;插入时,外力应均匀;4.3、安装后,发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外,应拔出重新安装。5、
113、掘进机进入土层后的管端处理应符合下列规定:5.1、进入接收坑的顶管掘进机和管端下部应设枕垫;5.2、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;5.3、钢筋混凝土管道端部应及时浇筑混凝土基础。6、在管道顶进的全部过程中,应控制顶管掘进机前进的方向,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。7、管道顶进过程中,顶管掘进机的中心和高程测量应符合下列规定:7.1、采用手工掘进时,顶管掘进机进入土层过程中,每顶进300mm,测量不应少于一次;管道进入土层后正常顶进时,每顶进1000mm,测量不应少于一次,纠偏时应增加测量次数;7.2、全段顶完后,应在每个管节接口处测量
114、其轴线位置和高程;有错口时,应测出相对高差;7.3、测量记录应完整、清晰。8、纠偏时应符合下列规定:8.1、应在顶进中纠偏;8.2、应采用小角度逐渐纠偏;8.3、纠正顶管掘进机旋转时,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。9、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。10、管道顶进应连续作业。如遇下列情况时,应暂停顶进,并应及时处理;顶管掘进机前方遇到障碍;10.1、后背墙变形严重;10.2、顶铁发生扭曲现象;10.3、管位偏差过大且校正无效;10.4、顶力超过管端的允许顶力;10.5、油泵、油路发生异常现象
115、;10.6、接缝中漏泥浆。11、顶进过程中的方向控制应满足下列要求:11.1、有严格的放样复核制度,并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度,坚持三级复测:施工组测量员项目管理部监理工程师,确保测量万无一失。11.2、必须避免布设在工作井后方的后座墙在顶进时移位和变形,必须定时复测并及时调整。11.3、顶进纠偏必须勤测量、多微调,纠偏角度应保持在10-20,不得大于0.5。并设置偏差警戒线。11.4、初始推进阶段,方向主要是主顶千斤顶控制,一方面要减慢主顶推进速度,另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。11.5、开始顶进前必须制定坡度计划,对每一米、每节管的位置、标高需事先计算,确保顶
116、进时正确,以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。顶管始发1、在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。1.1、全部设备经过检查并经过试运转。主要包括液压、电器、压浆、气压、水压、照明、通讯、通风等操作系统是否正常工作,各种电表、压力表、换向阀、传感器、流量计等是否能正确显示其处于正常工作状态,然后进行联动调试,确认没有故障后,方可准备顶管始发;1.2、顶管掘进机在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规定;1.3、制定了防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施;1.4、开启封门的措施完备。2、拆除封门前应按施工组织设计的要求,分别检查以下技术措施是否有效:2.1、通过水位观测孔检查
117、洞口外段的降水效果是否达到要求;2.2、洞口止水圈与机头外壳的环形间隙应保持均匀、密封良好、无泥浆流入;2.3、用注浆法加固的洞口外段应有检测结果,确保在增加洞外土体固结力的同时地面无明显隆起或沉降。3、拆除封门时应符合下列规定:3.1、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;必须考虑在拆除过程中将要采取的加固措施。3.2、采用沉井时,应先拆除内侧的临时砖墙或混凝土封门,再拆除井壁外侧的封板或其他封填措施。3.3、封门和封板一旦拆除后,必须在确保人身安全的前提下,立即清除洞口外可能存在的金属物件(如短钢筋、钢管等)或较大的硬块等障碍物。3.4、在不稳定
118、土层中顶管时,封门拆除后应马上将顶管机切入土层,避免前方土体松动和坍塌。手掘式顶管作业1、顶管掘进机切入土体后,应严格控制其水平偏差不大于5mm,其高程应为设定标高加上抛高数,其数值可根据土质情况、管径大小、顶管掘进机的自重以及顶进坡度等因素确定,以抵消机头到达接收坑后的“磕头”而引起的误差。当出现“磕头”现象时应迅速调整,必要时应拉回后重新顶进,但必须抓紧时间迅速完成,以减少对正面土体的扰动。2、顶管掘进机开始顶进5-10m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3-5节管与顶管掘进机联成一体
119、。3、采用手工掘进顶管法时,应符合下列规定:3.1、顶管掘进机接触或切入土层后,应自上而下分层开挖;顶管掘进机迎面的超挖量应根据土质条件确定;3.2、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15mm;管前超挖应根据具体情况确定,并制定安全保护措施;3.3、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。4、在顶管掘进机后接入第一节管道时,顶管掘进机尾部至少须有200-300mm处于导轨上,并应立即进行管道和顶管掘进机的连接。当顶进管道为混凝土企口管道时,应先在顶管掘进机尾部安装承口钢环,与企口管的插口均匀吻合。企口管和钢承口管道应
120、以插口在前、承口在后的方法排列在顶进轴线方向上。5、开始人工挖土前,应先将顶管掘进机的刃口部分切入周边土体中。挖土程序按自上而下分层开挖,严防正面坍塌。必要时可辅以降水或注浆加固等施工措施,以保证土体的稳定。6、在顶进过程中应采取适当措施,经常保持顶管掘进机底部无积水现象,如遇积水,应及时排除,以防止土体基底软化。7、当挖土时遇到地下障碍物,应在采取安全措施的条件下,先清除障碍物,然后再继续顶进,如遇特殊或紧急情况,应及时采取应变技术措施,并向有关部门汇报。8、当顶进作业停顿时间较长,为防止开挖面的松动或坍塌,应对挖掘面及时采取正面支撑或全部封闭措施。9、顶进过程中安防管节的正常施工程序如下图
121、所示。主顶千斤顶回缩松开管道内部轨道、电缆、油路、注浆管道接头等吊开顶铁退出承插口钢环安放顶进管段安放橡胶圈接口安装顶铁连接管道内部轨道、电缆、油路、注浆管道接头等顶进油缸伸出,继续顶进网格水冲式顶管作业1、在粘性土层中顶进时,网格必须全部切入土体后,方可采用高压水枪破碎挤入的条状土块。在遇到粉砂层时,为减少顶进的迎面阻力,可将网格内的部分土体先破碎,但应控制好破碎范围,严防发生正面土体坍塌。2、高压泵应布置在工作坑附近,保证进水管路顺直、连接可靠、不渗漏。进水应采用不含泥沙和其它杂质的清水。在粉砂地层中顶进,在地下水位以下的粉砂层中的进水压力宜为0.4-0.6MPa;在粘性土层中施工,进水压
122、力宜为0.7-0.9MPa。3、在施工中,排出的泥浆的泥水比例一般可控制在1:8左右,顶管掘进机内的泥浆应先通过筛网过滤,然后由设置在密封舱板下部的吸泥设备,通过泥浆管路压送至地面的储泥池中作分离处理。4、网格水冲法作业程序如下:4.1、开启高压水泵和进水阀门,建立相应的工作水压力。4.2、按纠偏要求确定冲刷部位,开启相应位置的水枪进行冲刷作业。4.3、当泥水舱内的泥水浓度到达要求时,开动排泥泵开始排泥。4.4、注意调节进水量和排泥量,使二者达到相互协调、平衡。4.5、开动液压动力站,启动主顶千斤顶。4.6、顶进时必须对管道与土层的环状空间进行同步注浆,压浆量应根据顶进速度确定并与之保持一致。
123、4.7、在顶进中应及时测量顶管掘进机的轴线偏差,以便及时调整水枪的破土位置和范围。4.8、为控制地表变形,应根据网格内土体的稳定性和地下水位确定必须的局部气压值和相应的进气量。4.9、停止顶进时,应先关闭高压油泵,然后同步关闭高压水泵和排泥泵。4.10为保持开挖面的稳定,应保持网格切入土体中。挤压式顶管作业1、顶管始发前应保持顶管掘进机垂直中心位置正确,其左右面必须对称,保证顶管掘进机喇叭口的垂直中心线位置能与土斗车很好衔接。2、采用挤压式顶管时,应符合下列规定:2.1、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;2.2、每次顶进的长度,应根据车斗的容积、起吊能力和地
124、面运输条件综合确定;2.3、顶管掘进机开始顶进和接近顶完时,应采用手工挖土缓慢顶进;2.4、顶进时,应防止顶管掘进机转动;如发生转动,应采取措施及时纠正;2.5、临时停止顶进时,应将喇叭口全部切入土层。多刀盘顶管机操纵1、先打开顶管机操作台上的总电源开关,保证信号指示灯和工作照明灯正常工作,电表上的指示压力值也应在允许的范围内。2、开启液压油泵,打开螺旋输送机的出土口,同时将土斗车置于出土口下面,然后启动螺旋输送机。同时开动切削刀盘,使其正常工作。3、启动主顶千斤顶,根据试顶所设定的正面平衡土压值和传感器实测的平衡土压值,分别调节螺旋输送机转速和主顶千斤顶的顶进速度,保证切削量和排泥量达到一定
125、平衡,在工作面建立起一定的平衡压力,控制地面的隆起或沉降。4、在顶进过程中必须进行同步压浆,并认真做好压浆量、注浆压力和注浆点位的原始记录。5、停止顶进的操作步骤是:先停止主顶千斤顶,再停止切削刀盘和螺旋输送机,最后关闭螺旋输送机的出土阀门。土压平衡顶管掘进机操作规范1、先打开顶管机操作台上的总电源开关,保证信号指示灯和工作照明灯正常工作,电表上的指示压力值也应在允许的范围内。2、合上各分系统的电源开关,使切削刀盘、纠偏油缸、螺旋输送机、控制系统处于工作状态。3、开启注油泵,向刀盘内圈及支承环之间的密封中注入油脂。4、按照操作要求,将刀盘控制开关置于“自动”或“手动”位置,然后启动刀盘使其开始
126、旋转工作。5、开启土压平衡控制系统的电源开关,将经计算所得的平衡压力值(一般取1.2倍的静止土压力和试顶后优化的设定压力值)输入控制器,检查各压力计的实测值,并予以调整。6、检查激光经纬仪和倾斜仪是否正常工作,确定纠偏方向;启动液压动力站,将纠偏千斤顶进行编组作业。7、主顶系统进入工作状态,将出土车置于螺旋输送机的出土口位置。8、启动螺旋输送机,同时启动主顶千斤顶,这时,应保证切土、排土、顶进和注浆作业同步进行。9、调节螺旋输送机的转速,使实测的土压值稳定在设定的平衡土压值,当在顶进中压力波动不大时,可使控制器进入自动调节状态。10、在顶进过程中,应密切注意顶进方向的偏差情况,随时调整千斤顶进
127、行微量纠偏,以控制机头方向。11、暂停顶进作业时,可按如下程序操作:11.1、停止主顶系统的推进;11.2、关闭螺旋输送机的出土阀门;11.3、关闭加泥润滑系统;11.4、停止刀盘前的注浆;11.5、停止机头内纠偏油泵。12、在使用土压平衡顶管机时,所要施工的地层或者作为平衡介质的“泥粥”必须具备以下性能:12.1、无论是在破碎室前面或者是破碎室里面的土,都要求是尽可能不透水,以便与工作面上的地下水和土压力建立平衡;12.2、“泥粥”的内摩擦力和研磨性应尽可能小,以利于和破碎下来的土混合以及减小切削刀具的磨损和所需顶进功率;12.3、平衡介质应具有象触变性流体那样的粘塑性变形行为,以便能始终保
128、持对工作面的平衡作用和防止“泥粥”的分解和固化;12.4、“泥粥”必须具有一定的可压缩性,以克服在平衡压力调节过程中,不可避免地出现的压力波动;12.5、切削下来的土应具有较小的粘附性,以保证顺利地排土和防止“泥粥”在破碎室中的粘结、架桥、硬化和密实等;12.6、对于“泥粥”浓度的要求是:在螺旋钻杆中形成的泥塞应具有保持压力的作用,同时还应有必要的密封作用。泥水平衡顶管掘进机的操作规范1、顶进工作开始前应检查和注意如下事项:1.1、检查液压动力站的液压油是否加注充分;1.2、应确保液压管路和泥浆管路各接头连接正确、可靠;1.3、操纵台上的所有控制开关都应处于空档或停止位置;1.4、确保供电电源
129、符合要求;1.5、电动机的旋转方向正确无误。2、泥水平衡顶管掘进机的所有操作都是通过操作台上的按钮来控制的,操作人员必须严格按以下步骤进行操作:2.1、启动之前,所有按钮开关和选择开关都应处于“断开”或“停止”位置;2.2、合上电源开关,指示灯亮,接通电视监控器;2.3、调整测斜仪到零位;2.4、启动基坑旁路装置的进泥泵和排泥泵;2.5、按下液压动力装置的“启动”按钮;2.6、把泥浆送入顶管掘进机后,调整泥浆压力达到稳定值;2.7、启动切削刀盘,使其开始旋转切削土层;2.8、起始顶进时,调整电视监控屏上土压表的显示的压力数值,使之保持在设定的压力值范围内;2.9、确保掘进机工作平稳,当切削刀盘
130、位移指示器指在“零位”左右时,表明掘进机处于良好工作状态中;2.10、掘进机在正常作业过程中,操作人员还应经常通过电视监控器上仪表的显示进行适当调整,主要操纵内容包括:调整土压力,控制切削刀盘位移,启闭主切削刀具,纠偏油缸行程的伸缩,操作泥浆截止阀,操纵旁通阀,泥浆流向变换,抽除掘进机内积水,等等。3、泥水平衡掘进机的停机操作应按如下程序进行:3.1、主顶千斤顶停止顶进作业;3.2、停止切削刀盘转动;3.3、把机内“旁通阀”开关拨到“开启”位置;3.4、把“泥浆截止阀”拨到“闭合”位置;3.5、关闭“机内液压动力机组”开关;3.6、关闭“进泥泵”和“排泥泵”;3、7开启“放泄阀”;3.8、关闭
131、“工作回路”开关;3.9、关闭电视监控器及主电源。挤密土层法顶管1、采用挤密土层法顶管时,应符合下列规定:1.1、管前应安装管尖或管帽。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;1.2、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。注浆减阻1、长距离顶管施工中,降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。使管周外壁形成泥浆润滑套,从而降低了顶进时的摩阻力,一般应满足下列要求:1.1、选择优质的触变泥浆材料,对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。1.2、在管子上预埋压浆孔,压浆孔的设置要有利于在
132、管道周围形成均匀的浆套。1.3、膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间,听取供应商的建议但都必须按照规范进行,使用前必须先进行试验。1.4、压浆方式要以同步注浆为主,补浆为辅。在顶进过程中,要经常检查各推进段的桨液形成情况。1.5、注浆设备和管路要可靠,具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀,使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔,从而影响注浆效果。1.6、注浆工艺由专人负责,质量员定期检查。1.7、注浆泵选择脉动小的螺杆泵,流量与顶进速度相应配。1.8、由于顶管线路长,为使全程注浆压力不致相差过大,可每隔400m增设压浆泵以增大压力。2、对于松散的无粘性或是粘性较小的土层中(如
133、砂层和砂土层),在管道壁和土层间注入具有触变性的悬浮液(如膨润土浆液)将大大减小管道和土层间的摩擦力。注入的润滑液应均匀地覆盖于整个管道表面。注浆压力和注入的浆液量应该随时进行监控,以避免对管道和邻近的建筑物造成破坏。 3、对于浆液难以到达的区域,可以在切削刀盘位置或顶管机的尾部进行注浆;对于浆液容易到达的区域,可通过管道上的注浆孔进行注浆,注浆结束后应对注浆孔进行密封。4、顶管施工过程中,要求润滑浆液能在管子的外周形成一个比较完整的连续的润滑膜,达到良好的减摩效果。特别是在长距离顶管过程中必须要十分小心地选择注浆材料和完善注浆工艺。5、要达到注浆减阻目的,应满足如下要求:5.1、地层和管线之
134、间的环状间隙要足够大,在松散地层最小应为20mm;在岩层中环状间隙甚至要达到30mm,并要求在整个施工过程中和整个施工管段都要保持这样的间隙;5.2、注浆材料在任何施工阶段都要保持其流动性,不能通过孔壁漏失到地层中(对于损失的注浆材料应及时在量上给以补充)。6、一般采用具有触变性的悬浮液(如膨润土浆液或膨润土浆液+聚合物等)作为润滑材料。在水力输送微型隧道工法中,通常也采用清水或者清水+聚合物作为平衡和输送介质。顶管施工一般优先选用钠基膨润土。7、顶管施工所用触变泥浆的性能主要由以下6个指标来控制:7.1、3。7.2、静切力:测定静切力一般用1min和10min两个标准的终切力,一般很小,约1
135、00Pa左右,在实际顶管施工中可以不予考虑。7.3、粘度:现场施工一般采用漏斗粘度,用漏斗粘度计进行测量,单位是秒(s)。顶管施工采用的触变泥浆粘度较大,一般大于30s。7.4、失水量:用于顶管的泥浆要求有较小的失水量,大于25cm3/30min的,不宜用于顶管施工。7.5、稳定性:指泥浆性能保持不变的持久性,以24小时后从泥浆中离析出来的水分与原体积的比作为稳定指标。用于顶管的泥浆要求无离析水。7.6、PH值:在钢管顶进中,要求PH值DN/ID 1000的软土地层,其超挖量的允许值应10mm;如果不进行注浆作业,超挖量不应大于5mm。顶管施工测量和导向1、在顶管施工中,特别是在施工污水管道等
136、重力管道时,对施工精度要求特别高。所以,顶管施工必须严格按照设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下的测量控制系统,控制点应布置在不宜扰动、视线清晰、方便校核的地方,并加以保护。2、在安装测量装置时,所用的测量仪器应和工作坑的坑底和坑壁分开,避免这些位置在施工由于顶进力的施加产生位移,从而和起始位置不一致,则很容易产生误差。3、为了满足顶管施工精度要求,在施工中必须对下面几个参数进行测量:3.1、顶进方向的垂直偏差;3.2、顶进方向的水平偏差;3.3、掘进机机身的转动;3.4、掘进机的姿态;3.5、顶进长度。4、常用的测量方法主要有:4.1、光学法(测量水平和垂直偏差)。主要装置包括激光和主动
137、或被动目标靶、经4.2、纬仪、激光经纬仪和CCD 摄像机;4.3、电磁法(测量垂直和水平偏差);4.4、陀螺法(测量水平偏差);4.5、液面水平法(测量绝对高度);4.6、倾角计主要是机械钟摆(测量掘进机的倾角和偏转);4.7、路径测量(测量顶进长度)。5、顶管始发前必须认真测定掘进机头的轴线和标高,并将测量数据及时反馈进行调整。顶进施工中的原始数据记录必须连续、真实、完整,记录表格填写清楚。6、交接班时,必须认真交接测量记录,交清管道轨迹和纠偏趋向。7、每节管道顶进结束,必须进行复测,绘制管道顶进轨迹图(含管道高程、方向、顶进力曲线等),并由项目经理或监理人员检查复核。8、在市区内施工时,为
138、了不影响对其它地上或地下建筑物或构筑物的扰动,必须进行地面变形监测和建筑物的沉降观测,按建设单位的要求,在指定地段进行施工监测布置,观测在顶进过程中地面变形和土体位移情况,以便及时采取措施,保证地上或地下建筑物或构筑物的安全和正常使用。顶进结束后应绘制施工过程和竣工后的地面变形图。9、在长距离曲线顶管施工时,推荐使用SLS-RV测量导向系统(图13)。该系统的设备包括硬件和软件两部分,硬件设备主要包括主动目标靶、激光经纬仪、反射棱镜、倾角测量仪、控制装置、顶距测量装置和导向系。该测量导向系统的主要性能如下:9.1、在顶进过程中可以连续测量和计算掘进机的位置;9.2、比传统的测量方法节约了大量的
139、时间;9.3、可以对水平和垂直方向上的曲线顶进进行测量和导向;9.4、可提供大量详细的信息用于对方向的优化控制;9.5、用户友好的软件系统;9.6、对顶进管道进行自动测量;9.7、掘进机的位置可以在远程计算机上显示。10、在采用装备先进的土压平衡或泥沙平衡掘进机施工时,可以将设备置于“自动”或“手动”位置,系统则根据测量系统显示的测量结果和偏差情况,进行自动纠偏,或采用人工控制的方法进行纠偏。11、挖土校正法即采用在不同部位增减挖土量,以达到校正目的的方法。例如管头误差为正值时,应在管底超挖土方(但不能过量),在管节继续顶进后借助管节本身重量而沉降。开始时管节后部已被土挤紧,而前节管的自重又不
140、足以克服它,故管子可能先出现继续爬坡现象,经过一段距离,在管自重的作用下才趣于下降。这种方法校正误差的效果较慢,适用于误差值不大于10mm的情况下。挖土校正法多用于土质较好的粘性土内,或用于地下水位以上的砂土层中。12、强制校正法是采用强制措施造成局部阻力,迫使管子向校正方向转移的方法。这类方法又可分为衬垫法、支顶法、支托法和主顶千斤顶校正法。12.1、衬垫法 在首节管的外侧局部管口位置垫上钢板或木板,用加工成短节的刃板亦可,造成强制性的局部阻力后,迫使管子转向。误差消除后撤出垫板,不易撤除时就被挤入土内。短节刃板可以取出重复使用。12.2、支顶法 采用支柱或50-100kN的千斤顶在管前设支
141、撑,斜支于管内顶端。为了扩大承压面积,在支柱下垫上木托板。这样,边顶进,管节就随着被支顶起来。此种校正方法见效快。注意不要使管节调向过快,而应当缓慢地转向,否则支撑受力过大,管壁受到的局部压力也大,容易引起管体破坏。当管节接近设计高程时,可拆除支撑使管节缓慢地正常顶进。12.3、支托法 在流砂层顶进时,发现误差要立即校正。当采用支顶法无效时可采用支托法以增加支撑能力。但一般不采用。12.4、主顶千斤顶校正法 当顶距较短时 ( 15m), 如发现管中心线有误差,可以利用主压千斤顶进行校正。例如,管中线向右偏时,可将管口处右侧的顶铁比左侧顶铁加长10-15mm,当千斤顶向前推进时,右侧顶力大于左侧
142、,从而校正右偏的误差。13、校正工具管纠偏校正工具管是顶管施工的一项专用设备。根据不同管径采用不同直径的校正工具管。校正工具管主要由工具管、刃脚、校正千斤顶、后管等部分组成。校正千斤顶按周向均匀布设,一端与工具管连接,另一端与后管连接。工具管与后管之间留有10-15mm的间隙。后管与工具管连接应牢固。顶进钢筋混凝土管时,校正千斤顶以首节钢筋混凝土管的端面为后座,调节工具管的方向。顶进过程中工具管起导向作用,既能引导后面的管节正确地前进,也能成为误差产生的因素。因此,要求工具管运转灵活,长度尽可能短些,在校正完成后,管节已按设计线路前进时,为了稳定管线走向,又希望工具管长些。为了满足以上要求,工
143、具管长度应设计恰当。其长度与外径的比值称为灵敏度,可用下式计算: n=L/D式中:n 灵敏度;L 工具管长度m;D 工具管外径m。一般情况下,当管径为DN1000-1500mm时,取n=1.5左右,管径大于DN1600mm时,取n=1.0-1.2。后管与工具管搭接的空隙间,应在后管外周上焊上一条圆钢或扁钢,使其间保留5mm的空隙量。校正时以后管为支点调转方向,一般转角为1-1.5。此外在刃脚外周的上半圆上加焊一条钢带作为超挖环,使管子与上部土层间留有10-15mm的超挖量,以利于校正。普通顶管施工中,管体产生自转并不影响管子使用和施工操作。但采用机械挖掘或其它顶进方法施工时,就会影响设备的正常
144、使用,此时应当防止管子产生自转。用机械旋转切削时,刀齿承受土的反力。该力方向与刀头旋转的方向相反,通过刀头传递到工具管上,使工具管沿该力方向旋转,即管子自转方向与刀头旋转方向相反。因此,旋削式机械设计时要考虑刀头能向正反两方向旋转,以消除管子自转;或在工具管两侧各装一块翼板,克服旋转产生的反扭矩,阻止管子旋转;但由于校正时翼板阻力较大,妨碍校正操作,要求翼板能缩回。14、在顶进过程中应采取“勤测量、多微调”的操作方法,作到及时发现误差,及时加以校正,相应抵抗力矩值也小,尽量使误差值保持最小。顶管接收措施1、为了顺利完成顶管接收工作,一般应对洞口土体进行加固。如果土质不是很软,可采用门式加固法,
145、即对所顶管道两侧和顶部一定宽度和长度范围内的土体进行加固,以提高这部分土的强度,从而使工具管或掘进机在出洞或进洞中不发生坍土现象。如果土质比较软,则必须在管子顶进的一定范围内,对整个断面进行加固。如果土质比较好,土比较硬,挖掘面上的土体又能自立,这时也可不必对土体进行加固。土体加固技术一般有:高压旋喷技术、搅拌桩技术、注浆技术和冻结技术等。2、洞口的封门也应根据土质条件及顶管机的形式来选定。洞口可用低标号混凝土砌堵砖封门。在掘进机到达接收坑时,可以将砖封门挤倒或切削掉。有时,也可用低标号的混凝土取代砖头。3、采用特制的钢封门保证掘进机安全进入接收坑。具体做法是在洞口外侧预先安装好由一块块槽钢制
146、成的钢封门,把工作坑的洞口封住。槽钢的下部被安装在井壁上洞口以下的钢构件托住,中部被安装在井壁上洞口以上的钢构件压住,槽钢的上部必须高出沉井端面。在工作坑的洞口内,仍砌上一堵砖封门。当顶管机到达时,先把砖封门拆除。这时,由于有钢封门挡住,土体不会向洞内涌进来。等到顶管机推进到距钢封门50-100mm时,洞口止水圈已能发挥作用了,然后再依次拔除钢板桩。为减少钢板桩拔除过程中对顶管机正面土体的扰动,钢板桩全部拔除后应立即顶进,缩短停顿时间。4、在接收顶管机时,应避免引起顶管机前方土体不规则坍塌,使顶管机再次推进时方向失控和向上爬高。对于较重的顶管机或掘进机,应防止其在达到接收坑时产生叩头现象,一方
147、面可在接收坑内下部填上一些硬粘土或者用低标号混凝土在洞内下部浇一块托板,把掘进机托起。也可在接收坑内再预埋一副短的延伸导轨,把掘进机托起。另外,应把掘进机与第一节混凝土管联接在一起。施工排水1、有些顶进方法适合于在含有地下水的土层中施工,因此,如果需要排水作业,排水工作也仅限于在修建工作坑混凝土基础时使用。2、地下水可通过以下的方法进行排出或抑止:2.1、开放式排水;2.2、封闭式排水;2.3、压缩空气抑止地下水;2.4、水力平衡抑止地下水;2.5、特殊的工艺方法(如:冰冻法)。3、开放式排水在施工条件允许的情况下,可以通过顶进管道将地下水引入到顶进工作坑,然后再将地下水泵至地表。应通过合适的
148、处理方法防止大量地下水从工作面涌出。4、封闭式排水顶进施工期间,施工区域的地下水平面应该保持在一定的水位以下。当地下水位高于管道的底面时,顶进工作站应进行防水处理。5、组合排水方法将开放式和封闭式排水两种方法结合起来的排水方法。6、采用压缩空气的排水系统6.1、如果需要在超压的环境下需要工人进入作业,则必须遵守相应的在压缩空气环境下工作的各项规章和法律。6.2、在压缩空气的环境下,进人管道的最小内径应该为1.60m。6.3、应该装备职员密封舱,这样可以让施工环境外的助手能够在任何工作舱中出现危险的情况下将其带入到密封舱,并且所有在工作舱中的工作人员也可以随时进入到封闭舱。顶进施工记录1、在管道
149、顶进施中,应不间断的测量并记录下列工艺参数:1.1、顶进力;1.2、管道在垂直高程和侧向位置的偏离情况;1.3、管道的旋转;1.4、管道顶进长度;1.5、润滑注浆压力。2、对于非进人管道顶进,在记录时,顶进距离最大200mm或最长时间间隔90s必须进行记录,以保证在每个数据记录的时间间隔都要记录下顶进中出现的压力最大值。对于其它参数,应该记录下包括最后一个顶进回次在内的平均值。同时,还应同步记录下连续的施工监测图。3、对于进人管道的顶进施工参数的记录,应连续地记录下主顶进力和中继站的顶进力并且和设计值相比较,如果发现偏差较大,应该马上纠正。4、应对管道的长度进行测量和记录,根据管道的长度,每顶
150、进2m及每完成一根管道顶进时,应对顶管机及第一节管道的垂直和侧向位置进行检测,记录的结果应绘制成图表。另外,监测系统还应在适当的时间间隔内对其它参数进行常规的监测。5、记录数据中必须包括如下信息:施工时间、施工现场的详细位置、地层和和地下水条件等。当可能有污染存在时,应该进行取样分析。8、顶管工程的事中控制(顶进施工)中的附图7.1、图12、注浆装置和润滑系统7.2、图13、SLS-RV测量导向系统9、顶管工程的事后控制(施工质量控制)项 目监 控 要 点施工质量控制1、顶管工程开始前,施工单位必须提交完整的施工组织设计,描述依照规范所必须的测量标志,包括要用到的顶管设备的类型、详细尺寸、施工
151、原理、技术措施,包括泥浆及废弃物的处理等。2、要采用的管道和管道接缝应至少符合常规的管道和接缝标准,包括制作材料、误差、最小长度等等。3、在管道顶进施工之前,首先要确定管道在垂直和水平方向上与设计轨迹的允许偏差,在这一最大偏差的限制下,所铺设的管道应满足如下两方面的要求: 3.1、符合管道的既定功能要求;3.2、产生偏差的范围内不能损坏到其他的建筑和设备。4、一般情况下,顶管施工的允许偏差必须满足表24中列出的具体要求。5、顶进施工结束后,顶进管道应满足如下要求:5.1、顶进管道不偏移,管节不错口,管道坡度不得有倒落水;5.2、管道接口套环应对正管缝与管端外周,管端垫板粘接牢固、不脱落;5.3
152、、管道接头密封良好,橡胶密封圈安放位置正确。需要时应按要求进行管道管道密封检验;5.4、管节无裂纹、不渗水,管道内部不得有泥土、建筑垃圾等杂物;5.5、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,不得突入管内;5.6、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、在顶进施工的区域,应考虑土体和地下水条件以及顶管施工工艺,保证地层的沉降不大于允许的沉降值。7、顶进结束后,应对泥浆套的浆液进行置换。置换浆液一般可采用水泥砂浆掺合适量的粉煤灰。待压浆体凝结后(一般在24小时
153、以上)方可拆除注浆管路,并换上闷盖将注浆孔封堵。8、工程竣工后,应编写竣工报告,认真完成资料的移交和存档。9、安全撤离现场,恢复施工现场的本来面目,做到不留隐患,对环境没有破坏和污染。10、顶管工程的事后控制(施工质量控制)中的附表10.1、表24:一般情况的顶管施工的最大允许偏差 (mm)项 目允许偏差轴线位置D1500100D1500200管道内底高程D1500+30- 40D1500+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)。对于管道直径大于2400mm的长距离顶管施工或特殊困难地质条件下的顶管,允许偏差可以在满足管道设
154、计的水力功能要求、使用要求和不损坏接头结构及防水性能要求等的条件下进行适当调整,但应经业主、设计单位等的确认和批准。第6章 监理工作目标值1、总目标:合格。2、顶管工程质量目标:满足设计文件和规范文件要求,满足使用功能要求。第7章 顶管过程中的工程质量通病及预控措施1、顶管过程中的工程质量通病及预控措施项 目质量通病及预控措施管道轴线偏差过大1、现象管道轴线与设计轴线偏差过大,使管道发生弯曲,甚至造成管节损坏,接口渗漏。2、原因分析2.1、地层正面阻力不均匀,形成导向偏差,造成管道轴线偏差。2.2、顶管后背发生位移或不平整,使顶力合力线偏移,造成管道轴线偏差。3、预防措施3.1、顶管施工前对管
155、道通过地带的地质情况认真调查。通过仪器,指导纠偏。纠偏按照“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作方法进行。3.2、加强顶管后背施工质量的控制,确保后背不发生位移,并使后背平整,以保证顶进设备安装精度。顶进过程中随时绘制顶进曲线,以利指导顶进纠偏工作。4、治理方法4.1、重新调整千斤顶行程、顶力、顶速,或重新调整千斤顶的安装精度。4.2、对顶管后背进行加固,防止位移进行发展,并确保后背平整。4.3、纠偏前认真分析顶进曲线的发展趋势,采取适当的纠偏量,循序渐进,切不可操之过急,适得其反。地面冒浆1、现象顶管施工过程中,在管道轴线两侧一定范围内发生地面冒浆,管道周围建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响
156、,甚至危机到正常使用和安全。2、原因分析顶进地层有空洞。3、预防措施施工前对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查,制定切实可行的施工方案,并对有问题地段采取加固保护措施。顶力突然增大1、现象在顶进过程中顶进压力突然增大。2、原因分析2.1、土层塌方,或机头前端遇障碍物,使摩阻力增大。2.2、管道轴线偏差形成弯曲,使摩阻力增大。2.3、膨润泥浆配比不当或注入不及时,或注入量不足,减阻效果降低,使摩阻力增大。2.4、顶进设备油泵、油缸、油路发生故障。2.5、顶进施工中,因故停顶时间过久,润滑泥浆失水后,使减阻效果降低。3、预防措施3.1、顶进过程中严格执行“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作要求,
157、使管道轴线被控制在允许偏差范围内。3.2、按不同地质条件配置适宜的泥浆,保证足量的泥浆储备与循环。3.3、顶进施工前对顶进设备进行认真的检修保养。3.4、停顶时间不能太久,发生故障及时加以排除。4、治理方法发生顶力过大的情况时,立即停止顶进,泥浆循环系统保证正常,查找原因,判明情况后采取相应措施进行处理。钢筋混凝土管道接口渗漏1、现象管道接口渗水、漏水。2、原因分析2.1、管节和密封材料质量不符合技术标准或运输、装卸、安装过程中管节被损坏。2.2、管道轴线偏差过大,造成接口错位,间隙不均匀填充材料不密实。2.3、接口或止水装置选型不当。3、预防措施3.1、严格执行管节和接口密封材料的验收制度。
158、3.2、严格控制管道轴线,按技术标准和操作规程进行施工。3.3、在管节的运输、装卸、码放、安装过程中,做到吊(支)点正确,轻装轻卸,保护措施得当。3.4、认真进行接口和止水装置的选型。4、治理方法可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理。钢筋混凝土管节裂缝1、现象管节纵向和环向有明显裂缝,造成管道渗水漏水。2、原因分析2.1、管节质量不合格。2.2、顶进过程中顶力超过管节的盛压强度使管节损坏。或轴线偏差过大,致使管节应力集中而损坏。2.3、运输、装卸、码放安装方法不当,造成管节损坏。3、预防措施3.1、严格执行各管节质量验收标准。验收不合格要及时退货。3.2、顶进时严格控制管道轴线偏差,控制
159、顶力在管节允许的承压范围以内。3.3、在管节运输过程中采取管垫等保护措施,并做到吊(支)点正确,轻装轻卸。4、治理方法认真分析裂缝产生的原因和性质,根据不同受力情况,分别采取不同的治理方法,处理后能保证原有的承载能力、整体性。叩头1、现象顶管机在推进过程中一直往下走,即使纠偏使用也不明显。2、原因分析2.1、大多发生在粉细砂土中。由于泥水平衡顶管机比较重,而且机器转动起会相起震动,这种震动会使粉细砂土很快液化,从而降低了它的承载力,就会使顶管机产生往下沉的趋势。2.2、或者是遇到了上下两层不同性质的土,由于下面一层土较软,而使顶管机往下偏。2.3、泥水压力控制不好。3、预防措施3.1、首先仔细
160、阅读土质资料,如果在粉细砂土层中顶进偏低,可调低进泥的泥浆浓度,减小顶进速度。3.2、如果是遇到两层软硬程度不一样的土时,应注意让顶管机的头部略微往上翘一些,同时把前三至四节管与顶管机后壳体联成一体。泥水管内产生沉淀堵塞1、现象泥水管内泥水流动不畅通,顶管机推进因此也不顺利。2、原因分析2.1、在泥水管内产生沉淀这种现象大多发生在砂土层中。一是由于排泥泵效率低下流量不足,在泥水管内的流速小于临界流速使泥砂产生了沉淀。二是在顶管机停止推进以前对管内冲洗力度不足致使泥砂产生沉淀。如果是粉细砂,一旦沉淀在泥水管内,时间持久后板结起来就比较难冲洗干净。2.2、在含水量少的粘土层中,粘土会变成如同鸡蛋一
161、样的泥团,如果泥团过大,它在管道的弯头和阀门处会把管道堵塞。无论是哪一种管道堵塞,都会影响顶管机的正常推进,时间拖长,顶管机就会往下沉,从而影响到顶管的质量。3、预防措施3.1、如果排泥泵达不到所需的流量要求时,就应该更换。3.2、停止推进前必须对排泥管道进行较为彻底的清洗。3.3、如果是在含水量小的粘土中推进,应减小刀盘每转一圈时所切削泥土的厚度,同时适当加大送水量。另外在排泥管道与基坑旁通之间加一只沉淀箱,可让土块或卵石在该箱里沉淀下来,过一段时间只需打开箱底排出。地面沉降1、现象在顶管机过后或顶管施工完成以后,在管子中心线左右两侧的地面产生沉降。并且随着时间的推延,沉降槽的宽度与深度均匀
162、与日俱增。2、原因分析沉降原因有四种:第1种是泥水浓度过低,造成超挖塌方所造成的;第2种是顶管过程中对土的扰动而产生的沉降;第3种则是由于润滑浆套内的浆液流失所造成的沉降;第4种由于采取了辅助的降水施工所造成的沉降。3、预防措施3.1、控制好进尺与出土量之间的关系,做到不超挖;3.2、润滑浆要有一定的稠度,不能太稀。如果对沉降要求很高的情况下顶完全程后,必须用充填浆把润滑浆完全置换出来;尽量少采用降水这一铺助施工手段。地面沉降超标(过大)1、现象在顶管机头位置出现地面沉降超标(或过大)。2、原因分析地面沉降超标(或过大)原因有三种:第1种是适于顶管施工的新填土,由于填土较为松散所造成的沉降超标
163、(或过大);第2种是顶管过程中泥水压力过高造成对机头前方土体冲刷成空洞而产生的沉降超标(或过大);第3种则是排泥量过大,使机头前方不能形成压力,造成沉降超标(或过大)。3、预防措施3.1、顶管施工前认识阅读地质勘察报告,土质对顶管施工有影响的地段进行加固注浆处理。3.2、在顶管施工过程中,顶管机操作手要严格按照顶管操作规范进行操作,防止进水压力突然增加或突然减小,严格控制进排泥量,达到泥水压力平衡。2、沉井(工作井)过程中的工程质量通病及预控措施项 目质量通病及预控措施沉井制作外壁粗糙鼓胀1、现象沉井浇筑混凝土脱模后,外壁表面粗糙、不光滑,尺寸不准,出现鼓胀,增大与土的摩阻力,影响顺利下沉。2
164、、原因分析2.1、模板不平整,表面粗糙或粘有水泥砂浆等杂物未清理干净,脱模时,混凝土表层被粘脱落。2.2、采用木模板,浇筑混凝土前未浇水湿润或湿润不够,混凝土水分被吸去,致使混凝土失水过多,疏松脱落形成粗糙面。2.3、采用钢模板支模,未刷或局部漏刷隔离剂,拆模时,表皮被钢模板粘结脱落。2.4、模板接缝、拼缝不严密,使混凝土中水泥浆流失,而使表面粗糙;或混凝土振捣不密实,部分气泡留在模板表面,混凝土形成粗糙。2.5、筒壁模板局部支撑不牢,或支撑刚度差,或支撑在松软土地基上;浇筑混凝土时模板受振,或地基浸水下沉,造成局部模板松开外壁鼓胀。2.6、混凝土未分层浇筑,振捣不实,漏振或下料过厚,振捣过度
165、,而造成模板变形,筒壁表面出现蜂窝、麻面或鼓胀。3、预防措施3.1、模板应经平整,板面应清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。3.2、木模板在浇筑混凝土前,应充分浇水湿润,清洗干净;钢模脱模剂要涂刷均匀,不少于二遍,不得漏刷。3.3、模板接缝、拼缝要严密,如有缝隙,应用油毡条、塑料条、纤维板或刮腻子堵严,防止漏浆。3.4、模板必须支撑牢固,支撑应有足够的刚度;如支撑在软土地基上应经加固,并有排水措施,防止浸泡。3.5、混凝土应分层均匀浇筑,严防下料过厚及漏振、过振,每层混凝土均应振捣至气泡排除为止。4、治理方法井筒外壁粗糙、鼓胀主要是增大了下沉摩阻力,影响下沉,应加以修整。即将粗糙部位用清水刷
166、洗,充分湿润后,用素水泥浆或1:3水泥砂浆抹光。鼓胀部分应将凸出部分凿去、洗净,湿润后亦用素水泥浆或1:3水泥砂浆抹光处理。沉井制作井筒裂缝1、现象井筒制作完毕,在沉井壁上出现纵向或水平裂缝,有的出现在隔墙上或预留孔的四角。2原因分析2.1、沉井支设在软硬不均的土层上,未进行加固处理,井筒浇筑混凝土后,地基出现不均匀沉降造成井筒裂缝。2.2、沉井支设垫木(垫架)位置不当,或间距过大,使沉井早期出现过大弯曲应力而造成裂缝。2.3、拆模时垫木(垫架)末按对称均匀拆除,或拆除过早,强度不够,使沉井局部产生过大拉应力,而导致出现纵向裂缝。2.4、沉井筒壁与内隔墙荷载相差悬殊,沉陷不均,产生了较大的附加
167、弯矩和剪应力造成裂缝;而洞口处截面削弱,强度较低,应力集中,常导致在洞口两侧产生裂缝。2.4、矩形沉井外壁较厚,刚度较大,而内隔墙相对较薄、较弱,因温度收缩,内隔墙被外壁约束而出现温度收缩裂缝。3、预防措施3.1、遇软硬不均的地基应作砂垫层或垫褥处理,使其受力均匀,荷载应在地基允许承载力范围以内。 3.2、沉井刃脚处支设垫木(垫架)位置应适当,并使地基受力均匀。垫木(垫架)间距应通过计算确定,应使支点和跨中发生的拉应力彼此相等,并应验算沉井壁在垂直均布荷载作用下的弯矩、剪力、扭矩(对圆形沉井),使其不超过沉井壁的垂直抗拉强度。拆除垫架,大型沉井应达到设计强度的100%,小型沉井达到70%。3.
168、3、拆除刃脚垫木(垫架)应分区、分组、依次、对称、同步地进行,先抽除一般垫木(垫架),后拆除定位垫架。3.4、沉井筒壁与内隔墙支模应使作用于地基的荷载基本均匀;对沉井孔洞薄弱部位,应在四角增设斜向附加钢筋加强。3.5、矩形沉井在外壁与内隔墙交接处应适当配置温度构造钢筋。4、治理方法4.1、对表面裂缝,可采用涂两遍环氧胶泥或再加贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行处理。4.2、对缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝,应根据裂缝可灌程度采用灌水泥浆或化学浆液(环氧或甲凝浆液)的方法进行裂缝修补,或者采用灌浆与表面封闭相结合的方法。缝宽小于0.1mm的裂缝,可不处理或只作表面处理即可。沉井制作
169、井筒歪斜1、现象井筒浇筑混凝土后,筒体出现歪斜现象,影响沉井下沉的垂直度控制。2、原因分析2.1、沉井制作场地土质软硬不均,事前未进行地基处理,筒体混凝土浇筑后产生不均匀下沉。2.2、沉井一次制作高度过大,重心过高,易于产生歪斜。2.3、沉井制作质量差,刃脚不平,井壁不垂直,刃脚和井壁中心线不垂直,使刃脚失去导向功能。2.4、拆除刃脚垫架时,没有采取分区,依次、对称、同步地抽除承垫木。抽除后又未及时回填夯实,或井外四周的回填土夯实不均,致使沉井在拆垫架后出现偏斜。3、预防措施3.1、沉井制作场地应先经清理平整夯(压)实,如土质不良或软硬不均,应全部或局部进行地基加固处理(如设砂垫层、灰土垫层等
170、)。3.2、沉井制作应控制一次最大浇筑高度在12m以内,以保持重心稳定。3.3、严格控制模板、钢筋、混凝土质量,使井壁外表面光滑,井壁垂直。各部尺寸在规范允许偏差范围以内。3.4、抽除沉井刃脚下的承垫木,应分区,分组、依次、对称、同步地进行。每次抽出垫木后,刃脚下应立即回填砂砾或碎石,并夯打密实,井外回填土应夯实均匀;定位支点处的垫木,应最后同时抽除。4、治理方法井筒已歪斜,可在开始下沉时,采取在歪斜相反方向,刃脚较高的部位的一侧加强挖土,在歪斜的方向较低的一侧少挖土来纠正。沉井下沉下沉过快1、现象沉井下沉速度超过挖土速度,出现异常情况,施工难以控制。2、原因分析2.1、遇软弱土层,土的承载力
171、很低,使下沉速度超过挖土速度。2.2、长期抽水或因砂的流动,使井壁与土的摩阻力下降。2.3、沉井外部土体出现液化。3、预防措施3.1、发现下沉过快,可重新调整挖土,在刃脚下不挖或部分不挖土。3.2、将排水法改为不排水法下沉,增加浮力。3.3、在沉井外壁间填粗糙材料,或将井筒外的土夯实,增大摩阻力。4、治理方法4.1、可用木垛在定位垫架处给以支承,以减缓下沉速度。4.2、如沉井外部土液化出现虚坑时,可填碎石处理。沉井下沉下沉过慢1、现象沉井下沉速度很慢,甚至出现不下沉的现象。2、原因分析2.1、沉井自重不够,不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力。2.2、井壁制作表面粗糙,高洼不平,与
172、土的摩阻力加大。2.3、向刃脚方向削土深度不够,正面阻力过大。2.4、遇孤石或大块石等障碍物,沉井局部被搁住,或刃脚被砂砾挤实。2.5、遇摩阻力大的土层,未采取减阻措施,或减阻措施遭到破坏,侧面摩阻力增大。2.6、在软粘性土层中下沉,因故中途停沉过久,侧压力增大而使下沉过慢或停沉。3、预防措施3.1、沉井制作应严格按设计要求和工艺标准施工,保持尺寸准确,表面平整光滑。3.2、使沉井有足够的下沉自重,下沉前进行分阶段下沉系数X的计算(X值应控制不小于1.101.25),或加大刃脚上部空隙。3.3、在软粘性土层中,对下沉系数不大的沉井,采取连续挖土,连续下沉,中间停歇时间不要过长。3.4、在井壁上
173、预埋射水管,遇下沉缓慢或停沉时,进行射水以减少井壁与土层之间的摩阻力。3.5、在井壁周围空隙中充填触变泥浆(膨润土20%、火碱5%、水75%)或黄泥浆,以降低摩阻力,并加强管理,防止泥浆流失。泥浆应根据土层特性按表25选用。4、治理方法4.1、如因沉井侧面摩阻力过大造成,一般可在沉井外侧用0.20.4MPa压力水流动水针(或胶皮水管)沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉。下沉后,射水孔用砂子填满。4.2、在沉井上部加荷载,或继续浇筑上一节井壁混凝土,增加沉井自重使之下沉。4.3、将刃脚下的土分段均匀挖除,减少正面阻力;或继续进行第二层(深4050cm)碗形破土,促使刃脚下土失稳下沉。4.4、对于不排水下
174、沉,则可以进行部分抽水,以减少浮力,借以加重沉井。4.5、遇小孤石或块石搁住,可将四周土挖空后取出;对较大孤石或块石,可用炸药或静态破碎剂进行破碎,然后清除。如果采用不排水下沉,则应由潜水员进行水下清理。4.6、遇硬质胶结土层时,可用重型抓斗或加大水枪的射水压力和水中爆破联合作业;也可用钢轨冲击破坏后,再用抓斗抓出。4.7、如因沉井四壁减阻措施被破坏,应设法恢复。4.8、采用振动装置(振动锤或振动器)振动井壁,以减低摩阻力,但仅限于小型沉井使用。沉井下沉瞬间突沉1、现象沉井在瞬时间内失去控制,下沉量很大,或很快,出现突沉或急剧下沉,严重时往往使沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。2、原因分析2
175、.1、在软粘土层中,沉井侧面摩阻力很小,当沉井内挖土较深,或刃脚下土层掏空过多,使沉井失去支撑,常导致突然大量下沉,或急剧下沉。2.2、当粘土层中挖土超过刃脚太深,形成较深锅底,或粘土层只局部挖除,其下部存在的砂层被水力吸泥机吸空时,刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失稳,会引起突然塌陷,使沉井突沉。当采用不排水下沉,施工中途采取排水迫沉时,突沉情况尤为严重。2.3、沉井下遇有粉砂层,由于动水压力的作用,向井筒内大量涌砂,产生流砂现象,而造成急剧下沉。3、预防措施3.1、在软土地层下沉的沉井可增大刃脚踏面宽度,或增设底梁以提高正面支承力;挖土时,在刃脚部位宜保留约50cm宽的土堤,控制均匀削土,使
176、沉井挤土缓慢下沉。3.2、在粘土层中严格控制挖土深度(一般为40cm)不能太多,不使挖土超过刃脚,可避免出现深的锅底将刃脚掏空。粘土层下有砂层时,防止把砂层吸空。3.3、控制排水高差和深度,减小动水压力,使其不能产生流砂或隆起现象;或采取不排水下沉的方法施工。4、治理方法4.1、加强操作控制,严格按次序均匀挖土,避免在刃脚部位过多掏空,或挖土过深,或排水迫沉水头差过大。4.2、在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力;或用枕木在定位垫架处给以支撑,重新调整挖土。4.3、发现沉井有涌砂或软粘土因土压不平衡产生流塑情况时,为防止突然急剧下沉和意外事故发生,可向井内灌水,把排水下沉改为不排水下沉。沉井下沉
177、下沉搁置1、现象沉井被地下障碍物搁住或卡住,出现不能下沉或下沉困难的现象。2、原因分析 2.1、沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、矿渣块、砖石、混凝土基础、管线、钢筋、树根等被搁置、卡住,造成沉井难以下沉。2.2、下沉中遇局部软硬不均地基或倾斜岩层。3、预防措施3.1、施工前做好地基勘察工作,对沉井壁下部3m以内的各种地下障碍物,下沉前挖井取出。3.2、对局部软硬不均地基或倾斜岩层,采取先破碎开挖较硬土层或倾斜岩层,再挖较弱土层,使其均匀下沉。4、治理方法4.1、遇较小孤石,可将四周土掏空后取出;较大孤石或大块石、地下沟道等,可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出。炮孔距刃脚不小于500mm,
178、其方向须与刃脚斜面平行,药量不得超过200g,并设钢板、草垫防护,不得用裸露爆破。4.2、钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出。4.3、不排水下沉,爆破孤石,除打眼爆破外,也可用射水管在孤石下面掏洞,装药破碎吊出。沉井下沉沉井悬挂1、现象沉井下沉过程中,刃脚下部土体已经掏空,而沉井的自重仍不能克服摩阻力下沉,产生悬挂现象,有时将井壁拉裂。2、原因分析2.1、井壁与土壁间的摩阻力过大,沉井自重不够,下沉系数过小。2.2、沉井平面尺寸过小,下沉深度较大,遇较密实的土层,其上部有可能被土体夹住,使其下部悬空,有时将井壁拉裂。3、预防措施3.1、使沉井有足够的下沉自重;下沉前应验算沉井的下沉系数,应不
179、小于1.11.25。3.2、加大刃脚上部空隙,使井壁与土体问有一定空间,以避免被土体夹住。4、治理方法4.1、用0.2O.4MPa的压力流动水针沿沉井外壁缝隙冲水,以减少井壁和土体间的摩阻力。4.2、在井筒顶部加荷载;或继续浇筑上节筒身混凝土增加自重和对刃口下土体的压力,但应在悬空部分下沉后进行,以免突然下沉破坏模板和混凝土结构。4.3、继续第二层碗形挖土,或挖空刃脚土,必要时向刃脚外掏深100mm。4.4、在岩石中下沉,可在悬挂部位进行补充钻孔和爆破。沉井下沉筒体倾斜1、现象沉井下沉过程中或下沉后,简体发生倾斜,使筒体中心线与刃脚中心线不重合,沉井垂直度出现歪斜,超过允许限度。2、原因分析2
180、.1、沉井制作时,就出现歪斜,详见“井筒歪斜”的原因分析。2.2、土层软硬不均,或挖土不均匀,使井内土面高低悬殊;或局部超挖过深,使下沉不均;或刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉,易导致沉井倾斜。2.3、未保持井内水位高于井外,造成向井内涌砂,引起沉井歪斜。2.4、刃脚局部被石块或埋设物搁住,未及时处理;或排水下沉,井内一侧出现流砂。2.5、沉井壁上留有较大孔洞,使重心偏移,未填配重使井壁各部达到平衡就下沉。2.6、井外临时弃土或堆重对沉井产生偏心土压;或在井壁上施加施工荷载,对沉井一侧产生偏压。2.7、在下沉过程中,未及时采取防偏、纠偏措施。2.8、在软土中下沉封底时,未分格、逐段对称进行
181、,造成沉井不均匀下沉而引起倾斜。3、预防措施3.1、沉井制作时出现歪斜详见“井筒歪斜”的预防措施。3.2、根据不同土质情况,采用不同的挖掘顺序,分层开挖,使挖土对称均匀,刃脚均匀受力,沉井均匀、竖直平稳下沉。对松软土质,可先挖沉井中部土层(每层约深400500mm),沿沉井刃脚周围保留土堤,使沉井挤土下沉;对中等密实的土,如刃脚土堤挖出后仍很少下沉,可再从中部向刃脚分层均匀削薄土堤,使沉井平稳下沉;对土质软硬不均的土层,应先挖硬的一侧,后挖软的一侧;对流砂层只挖中间不挖四周;对坚硬土层,可按撤除垫木州顷序分段掏空刃脚,并随即回填砂砾,待最后几段(即定位承垫木处)掏空并回填后,再分层逐步挖去回填
182、填料,使均匀下沉。沉井倾斜如受地下水方向影响时,先挖背水方面的土,后挖迎水方向的土。3.3、不排水下沉应常向井内注水,保持井内水位高于井外12m,以防向井内涌砂。排水下沉井内侧出现流砂,应采取措施减小或平衡动水压力,或改用不排水下沉,或用井点降水。3.4、刃脚遇到小块姜石、孤石搁住,可将四周土挖空后立即橇去;较大姜石或孤石,用风动工具破碎,或钻孔爆破成小块取出,炮孔应与刃脚斜面平行,药量控制在200g以内。3.5、井壁孔洞应封闭,内用填配重(块石、铁块等)办法,保持井壁各段重量均衡,以达到平衡下沉。3.6、井外卸土、堆重,井上施工荷载,务使均匀、对称。3.7、下沉井过程中加强测量观测,在沉井外
183、设置控制网,沉井顶部设十字控制线和基准点,在井筒内壁按四或八等分划垂线,设置标板,吊锤球,以控制平面和垂直度。下沉过程中,每班观测不少于2次,发现倾斜(锤球偏离500m)应及时纠正。4、治理方法4.1、在初沉阶段,一般可采取在刃脚较高部位的一侧加强挖土,在较低的一侧少挖土或回填砂石来纠正。如系不排水下沉,一般可靠近刃脚较高的一侧加强抓土。4.2、在终沉阶段,一般可利用设在井外侧的射水管冲刷土体或采取井外射水来纠正倾斜。4.3、在刃脚底的一侧加垫木楔,刃脚高的一侧多挖土。4.4、在井口上端加偏心压载纠正,务使在沉井封底以前纠正达到合格。沉井下沉偏移或扭位1、现象沉井下沉过程中或下沉后,筒体轴线位
184、置发生一个方向偏移(称为位移),或两个方向的偏移(称为扭位)。2、原因分析2.1、位移大多由于倾斜引起,当沉井倾斜一侧土质较松软,在纠正倾斜时,井身往往向倾斜一侧下部产生一个较大的压力,因而伴随向倾斜方向产生一定位移。位移大小随土质情况及向一边倾斜的次数而定。当倾斜方向不平行轴线时,纠正后则产生扭位,多次不同方向的倾斜,纠正倾斜后拌随产生位移的综合复合作用,也常导致产生偏离轴线方向的扭位。2.2、沉井倾斜未纠正就继续下沉,常会使沉井向倾斜相反方向产生一定位移。2.3、测量偏差未及时纠正。3、预防措施3.1、加强测量控制和检测,在沉井外和井壁上设控制线,内壁上设垂度观测标志,以控制平面位置和垂直
185、度,每班观测不少于2次,发现位移或扭位应及时纠正。3.2、及时纠正倾斜,避免在倾斜情况下继续下沉,造成位移或扭位。3.3、控制沉井不再向偏移方向倾斜。3.4、加强测量的检查和复核工作。4、治理方法位移纠正方法一般是控制沉并不再向位移方向倾斜,同时有意识地使沉井向位移相反方向倾斜,纠正倾斜后,使其伴随向位移相反方向产生一定位移纠正。如位移较大,也可有意使沉井偏位的一方倾斜,然后沿倾斜方向下沉,直到刃脚处中心线与设计中心线位置吻合或接近时,再纠正倾斜,位移相应得到纠正。扭位可按纠正位移方法纠正,使倾斜方向对准沉井中心,然后纠正倾斜,扭位随之得到纠正。亦可先纠正一个方向的倾斜、位移,然后纠正另一个方
186、向的倾斜、位移,几次倾斜方向纠正后,轴线即恢复到原位置。沉井下沉遇坚硬土层1、现象沉井挖土遇坚硬土层,出现难以开挖下沉的现象。2、原因分析遇厚薄不一的黄砂胶结层(姜结石),质地坚硬,用一般镐、锹开挖非常困难,使下沉十分缓慢。3、防治措施3.1、排水下沉时,以人力用铁钎打入士中向上撬动、取出,或用铁镐、锄开挖,必要时打炮孔爆破成碎块。3.2、不排水下沉时,用重型抓斗、射水管和水中爆破联合作业。先在井内用抓斗挖2m深锅底坑,由潜水工用射水管在坑底向四角方向距刃脚边2m冲4个400mm深的炮孔,各放200g炸药进行爆破,余留部分用射水管冲掉,再用抓斗抓出。沉井下沉遇流砂1、现象沉井采取井内排水时,井
187、外的土、粉砂产生流动状态,随地下水一起涌入井内,边挖、边冒,无法挖深;常造成沉井出现突沉、偏斜、下沉过慢或不下沉等情况。2、原因分析2.1、井内锅底开挖过深;井外松散土涌入井内。2.2、井内表面排水后,井外地下水动水压力把土压入井内。2.3、爆破处理障碍物时,井外土受振进入井内。2.4、挖土深超过地下水位0.5m以上。3、预防措施3.1、采用排水法下沉,水头宜控制在1.52.0m。3.2、挖土避免在刃脚下掏挖,以防流砂大量涌入,中间挖土也不宜挖成锅底形。3.3、穿过流砂层应快速,最好加荷,使沉井刃脚切入土层。4、治理方法4.1、当出现流砂现象,可在刃脚堆石子压住水头,削弱水压力,或周围堆砂袋围
188、住土体,或抛大块石,增加土的压重。4.2、改用深井或喷射点井降低地下水位,防止井内流淤。深井宜安设在沉井外,点井则可设置在井外或井内。4.3、改用不排水法下沉沉井,保持井内水位高于井外水位,以避免流砂涌人。沉井下沉邻近建筑物下沉1、现象沉井周围地面塌陷,邻近建筑物局部下沉,出现裂缝或倾斜。2、原因分析2.1、建筑物离沉井过近,基础未采取加固隔离措施。2.2、沉井下沉降低地下水位,使邻近建(构)筑物地基土层局部压密产生下沉。2.3、沉井下沉遇粉砂层或下沉挖土刃脚外掏空过多,向沉井内涌砂,造成周围地面下陷。3、预防措施3.1、在建筑物基础靠沉井一侧用板桩或喷粉桩加固。3.2、在沉井与建筑物之间设置
189、回灌井,减少邻近建筑物地下水的流失。3.3、遇粉砂层采用点井降水,使水头差不过大,避免引起流砂。3.4、沉井挖土,避免在刃脚处向外掏空,尽量采取切土下沉方法。3.5、在井壁外侧不断回填中砂,使靠近建筑物一侧土不被扰动。4、治理方法遇流砂或向井内涌泥引起建筑物下沉时,应改排水下沉为不排水下沉,或在井外部加设点井降水下沉。沉井下沉下沉裂缝1、现象沉井下沉过程中,在沉井竖壁上出现纵向或水平方向裂缝,有的集中在隔墙上,或预留孔洞口两侧。2、原因分析2.1、沉井卜沉时被大孤石、漂石或其他障碍物搁住,使井壁产生过大拉应力而造成裂缝。2.2、圆形沉井下沉过程中,由于过大的倾斜受侧向不均匀土压力作用或一侧突然
190、下沉,常导致在井壁内侧或外侧产生竖向裂缝。2.3、沉井下沉时,当刃脚踏面脱空,沉井被上部土体挤紧而悬挂在土层中,在井墙内可能出现较大的竖向拉力,而将井筒水平拉裂。3、预防措施3.1、做好地质勘察工作,深3m以内障碍物应在沉井制作、下沉前挖除,下沉时采取先钎探,挖除障碍物再挖土下沉。3.2、考虑沉井受侧向不均匀土压力作用,按实测内摩擦角,加减5o8o计算井壁强度,提高受不均匀荷载强度的能力。下沉过程中注意避免过大的倾斜和突然下沉。3.3、考虑沉井脱空情况,验算竖向钢筋,一般按自重的25%一65%计算其最大拉断力,或按最不利情况(在墙高度分节接头处即施工缝位置)计算最大拉断力。4、治理方法参见 “
191、井筒裂缝”的治理方法。沉井封底超沉或欠沉1、现象沉井下沉完毕后,刃脚平均标高大大超过或低于设计要求深度,相应沉井壁上的预埋件及预留孔洞位置的标高,也大大超过规范允许的偏差范围。2、原因分析2.1、沉井下沉至最后阶段,未进行标高控制和测量观测。2.2、下沉接近设计深度,未放慢挖土和下沉速度。2.3、遏软土层或流砂,下沉失去控制。2.4、在软弱土层预留自沉深度太小,或未及时封底;或沉井下沉尚未稳定就封底,常造成超沉;在砂土层或坚硬土层预留自沉深度太大,或沉井下沉尚未稳定就封底,常发生欠沉。2.5、沉井测量基准点碰动,标高测量错误。3、预防措施3.1、沉至接近设计标高,应加强测量观测和校核分析工作。
192、3.2、在井壁底梁交接处,设砖砌承台,在其上面铺方木,使梁底压在方木上,以防过大下沉。3.3、沉井下沉至距设计标高0.1m时,停止挖土和井内抽水,使其完全靠自重下沉至设计或接近设计标高。3.4、采取减小或平衡动水压力和使动水压力向下的措施,以避免流砂现象发生。3.5、沉井下沉趋于稳定(8h的累计下沉量不大于10mm时),方可进行封底。3.6、采取措施保护测量基准点,加强复测,防止出现测量错误。4、治理方法如超沉过多,可将沉井上部接高处理;欠沉一般作抬高设计标高处理。沉井封底遇倾斜岩层1、现象沉井下沉到设计深度后遇倾斜岩石,造成封底困难。2、原因分析地质构造不均,使沉井刃脚部分落在基岩上,部分落
193、在较软的土层上,封底后易造成沉井不均匀下沉,产生倾斜。3、预防措施3.1、井底岩层的倾斜面,适当作成台阶。3.2、当沉井部分落在岩层上,部分落在较软的土层上时,在沉井落在软土层上的两角及中间挖井浇筑混凝土或砌块石支墩直至硬土层,以支承沉井,使封底后下沉均匀;亦可将沉井支承在岩层的部分凿去50cm深,再回填土砂混合物作软性褥垫处理。4、治理方法遇倾斜岩层应使沉井大部分落在岩层上,其余末到岩层部分,如土层稳定不向内崩坍,可进行封底工作;若井外土易向内崩坍,则可不排水,由潜水工一面挖土,一面以装有水泥砂浆或混凝土的麻袋包堵塞缺口,堵完后再清除浮渣,进行封底。沉井封底沉井失稳1、现象沉井封底后,沉井继
194、续下沉或不均匀下沉,造成上部标高出现水平差,沉井出现偏离。2、原因分析2.1、井底土质松软,封底前未进行处理。2.2、井底土质软硬不均,未经处理就封底,造成各部分下沉不均。2.3、封底混凝土未分格、对称、均匀浇筑,使各部分沉陷不均。3、预防措施3.1、封底前,对井底松软土层和软硬不均土层,进行换填加固处理;井底积水淤泥要清除干净,使有足够的承载力,以支承沉井上部荷载,防止不均匀沉陷。3.2、封底混凝土采取均匀、对称分格、按照一定顺序进行浇筑,并宜先沿刃脚填筑一宽约700mm同心圆带,厚度根据刃脚斜面高度确定,而后再逐步向锅底中心推进。混凝土应分层浇捣,每层厚500mm,在软土中采取分格逐段对称
195、封底。4、治理方法沉井均匀下沉,可将沉井接高处理;不均匀下沉,可采取在井口上端偏心压载等措施纠正。沉井封底沉井上浮1、现象封底后,沉井上浮一定高度,沉井底脱空或被稀泥填塞,或造成沉井倾斜。2、原因分析2.1、在含水地层沉井封底,井底未做滤水层,封底时未设集水井继续抽水,封底后停止抽水,地下水对沉井的上浮力大于沉井及上部附加重量而将沉井浮起。2.2、施工次序安排不当,沉井内部结构和上部结构未施工,沉井四周末回填就封底,在地下、地面水作用下,沉井重量不能克服水对沉井的上浮力而导致沉井上浮。3、预防措施3.1、在含水地层上的沉井封底,井底应先按设计铺设垫层,一般设置厚约400500mm的碎石或砂砾石
196、倒滤层,其中碎石和砂砾石部分应分层夯实,并在沉井底部设23个集水并不断抽水,待封底混凝土达到设计强度后,方可停止抽水,将集水井一个一个封堵,方法是将集水中水抽干,在套管内迅速用干硬性混凝土堵塞,然后用带胶圈法兰盖严,用螺栓拧紧或用钢盖板封焊,最后在盖板上浇筑混凝土抹平。3.2、沉井封底后,整个沉井受到被排除地下水的向上浮力作用,应对沉井进行封底后的抗浮稳定性验算:沉井外未回填土,不计抗浮的井壁与侧面土反摩擦阻力的作用,按下式验算:KG/F1.1沉井外已回填土,考虑井壁与侧面土的反摩阻力的作用,按下式验算:K=G+f/F125式中:K抗浮稳定系数;G沉井自重力;F地下水的向上浮力;f井壁与侧面土
197、反摩阻力。如抗浮稳定系数K分别小于1.1和1.25,应采取将回填土、内隔墙、上部结构等先施工的措施,再封堵集水井。3.3、合理安排施上次序,需要沉井四周回填土和上部结构施上完,才能满足抗浮要求时,应先回填土和施工上部结构,才封底。4治理方法4.1、沉并不均匀下沉,可采取在井口上端偏心压载等措施纠正。4.2、在含水地层井筒内涌水量很大无法抽干时,或井底严重涌水、冒砂时,可采取向井内灌水,用不排水方法封底。如沉并已上浮,可在井内灌水或继续施工上部结构加载;同时在外部采取降水措施使恢复下沉。沉井封底封底出现泥浆夹层1、现象封底混凝土中,出现大量的泥浆夹层,破坏了整体性,降低了强度,造成渗漏水。2、原
198、因分析2.1、在软土地基,沉井施工采用不排水封底,井底浮泥未清理干净,混入混凝土内。2.2、导管下口距基底面高度过大,首批混凝土量不够,使导管未埋入混凝土堆内。2.3、浇筑时,导管埋人混凝土深度不够,提升速度太快,泥浆水进入导管内,混凝土与泥浆水未完全隔离。2.4、导管接缝不严或断裂,严重漏水,使泥浆水与混凝土混在一起。2.5、导管布置间距大于导管扩散影响半径,使混凝土堆间搭接不良,出现泥夹层。2.6、混凝土和易性差,流动度过小,不能顺利摊开使之密实,而使泥浆水混入。3、预防措施3.1、基底为软土地基时,应将井底浮泥清除干净并铺碎石垫层。3.2、导管下口距基底保持400mm为宜;首批灌注导管混
199、凝土应通过计算确定,使混凝土能顺利从导管内排出扩散并与水隔离。3.3、浇筑前导管中应设置球、塞等隔水,灌注导管应埋入混凝土堆中不小于1.5m。多根导管同时灌注时,混凝土面应平均升高,上升速度不应小于O.25m/h,坡度不应大于1:5。3.4、导管接头应用橡胶圈密封,避免漏水;导管焊缝应有足够的强度,防止破裂。3.5、导管间距应控制在有效影响半径范围以内,一般取34m,使各导管的浇筑面积相互覆盖,导管直径宜为250300mm。3.6、混凝土配合比要适当,保持良好的和易性和流动度,坍落度宜为180200mm,均匀搅拌,浇筑应从最低处开始,由下而上分层浇筑,搭接严密,不使泥浆水混入。4、治理方法封底
200、混凝土存在泥浆夹层时,可采取压浆处理;或在上部加设适当厚度配筋面层加固。沉井封底混凝土不密实1、现象封底混凝土不密实,存在蜂窝、孔洞。2、原因分析2.1、混凝土配合比选择不当,初凝时间太短,坍落度过小,和易性差,混凝土不能很好扩散。2.2、混凝土未连续浇筑,间隔时间过长,使混凝土失去流动性,扩散不开,不能自流密实。3、预防措施3.1、封底混凝土配合比要适当,水泥用量一般为350400kg/m3;砂应用中、粗砂;砂率一般为45%50%;骨料粒径以540mm为宜;初凝时间应大于3h,水灰比不大于0.6;坍落度应为180200mm。为节省水泥,宜掺加适量木钙减水剂,使能较好地扩散,依靠重力和流态达到
201、密实;或掺加水泥用量0.5%3.0%的絮凝剂,使混凝土拌合物遇水不离析,水泥不流失,可进行水中自落浇筑,落到水底混凝土可自流平,自密实。3.2、混凝土保持在沉井全面积上连续浇筑,浇筑间歇时间不超过30min。4、治理方法个别蜂窝孔洞可凿去松散颗粒,冲洗干净后,重新浇筑混凝土;大面积蜂窝孔洞,不密实,应采取压浆加固处理。沉井封底导管拔不出1、现象在封底混凝土浇筑中,出现导管下口埋入混凝土内拔不出来的现象。2、原因分析2.1、导管制作尺寸和垂直度偏差大,外直径不一,并出现弯曲。2.2、导管埋入混凝土堆过深,提动次数太少。2.3、混凝土未连续浇筑,间隔时间过久,混凝土已经凝固,将导管粘牢。2.4、混
202、凝土配合比不当,初凝时间太短,和易性差,贮料时间过久,混凝土浇筑后,很快凝固,与导管粘牢,摩阻力加大。3、预防措施3.1、导管应精心加工制作,保持上下外直径一致,弯曲度不大于0.5%。接头应用粗丝扣套接,最下一节导管长度应大于2m,下端应不带法兰盘。3.2、导管插入混凝土深度应视封底厚度确定,宜控制在1.23.0m,不应过深。对导管外面混凝土面标高,每隔20min应测量一次,及时提升导管,不使埋入过深。在浇筑过程中,每隔2030min应提动一次导管。3.3、混凝土应连续浇筑,间隔时间一般控制在15min内,任何情况下不得超过30min。3.4、适当选用混凝土配合比,初凝时间不应少于3h,混凝土
203、坍落度应为180200mm,贮料时间不应超过1.5h。4、治理方法导管拔不出,可在管根部凿去部分封底混凝土,将露出的导管割断,在管内及上部浇筑混凝土堵塞,捣实并整平。3、沉井(工作井)过程中的工程质量通病及预控措施中的附表3.1、表25:泥浆应根据土层特性按下表选用土层名称土层特点对泥浆要求粘土层粘土层结构紧密,地下水渗透缓慢,土体侧压力较大。应采用密度较大、失水量较小的泥浆,以防粘土遇水膨胀,而造成土壁坍落破坏。砂层砂层结构松散,易坍落,有地下水渗透。应采用粘度较高,静切力较大,产生的泥皮薄而坚韧的泥浆,以防止砂层塌落和泥浆流失。卵石层卵石间孔隙较大,结构较松散,地下水渗流较畅通。应采用粘度高,静切力大、密度较小的泥浆,以防止泥浆流失。