泥水式頂管規程1本章適用于管道穿越施工時采用泥水式施工的工程。2泥水式頂管施工概述：在頂管施工分類中，我們把用水力切削泥土以及雖然采用機械切削泥土而采用水力輸送棄土，同時有的利用泥水壓力來平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水式頂管施工。這樣，從有無平衡的角度出發，又可把他們細分為具有泥水平衡功能和不具有泥水平衡功能的兩在類。如常用的網格式水力切割土體的，是屬于沒有泥水平衡功能的一類。即使它采用了局部氣壓一一向泥土倉內加上一定壓力的空氣，也只能屬氣壓平衡而非泥水平衡。然而，現今生產的比較先進這類頂管掘進機大多具有泥水平衡功能。另外，如果從輸土泥漿的濃度來區，又可把泥水式頂管分為普通泥水頂管、濃泥水頂管和泥漿式頂管三種。普通泥水頂管的輸土泥水相對密度在1.03?1.30之間，而且完全呈液體狀態。濃泥水頂管泥水的相對密度在1.30?1.80之間，多呈泥漿狀態，流動性好。這種濃泥水式施工亦稱超高濃度的泥水式頂管，有其獨特的優點。而泥漿式頂管施工則是介于泥水式和土壓式頂管施工之間。是由泥水式向土壓式過渡的一種頂管施工。又由于它大多數采用螺旋輸送機排土，多被列入土壓式頂管施工的范疇。9.1.設備、材料要求9.1.1推進用管及接口：推進用管分為多管節和單一管節兩大類。多管節的推進大多為鋼筋混凝土管，管節長度有2m?3m不等。這類管都必須采用可靠的管接口，該接口必須在施工時和施工完成以后的使用過程中都不滲漏。這種管接口形式有企口型、T型和F型等多種形式。單一管節的是鋼管，它的接口都是焊接成的，施工完以后變成一根剛性較大的管子，它的優點是焊接接口不易滲漏，缺點只是只能用于直線頂管，而不能用于曲線頂管。除此之外，也有些PVC管可用于頂管，但一般頂距都比較短。鑄鐵管在經過改造后也可用于頂管。9.1.2掘進機：泥水式頂管采用的掘進機有切削刀盤可浮動的泥水平衡頂管掘進機、具有破碎功能的泥水平衡頂管掘進機、濃泥水式頂管掘進機。9.1.3洞口止水圈：洞口止水圈是安裝在工作坑的出洞洞口和接收坑的進洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到工作坑和接收坑的功能。9.1.4主頂裝置：1主頂裝置是由主頂油缸、主頂油泵和操縱臺及油管等四部分構成。主頂油缸是管子推進的動力，它多呈對稱布置在管壁周圍。在大多數情況下都成雙數，且左右對稱。2主頂油缸的壓力油由主頂油泵通過高壓油管供給。常用的壓力在32MPa?42MPa之間，高的可達50MPa。3主頂油的推進和回縮是通過操縱臺控制的。操縱方式有電動和手動兩種，前者使用電磁閥或電液閥，后者使用手動換向閥。9.1.5頂鐵：1頂鐵有環形頂鐵和弧形或馬蹄形頂鐵之分。環形頂鐵的主要作用是把主頂油缸的推力較均勻地分布在所頂管子的端面上。2弧形或馬蹄形頂鐵是為了彌補主頂油缸行程與管節長度之間的不足。弧形頂鐵用于手掘式、土壓平衡式等許多方式的頂管中，它的開口是向上的，便于管道內出土。而馬蹄形頂鐵則是倒扣在基坑導軌上的，開口方向與弧形頂伯相反。它只用于泥水平衡式頂管中。9.1.6基坑導軌：基坑導軌是由兩根平行的箱形鋼結構焊接在軌枕上制成的，它的作用主要有兩點：一是使推進管在工作坑中有一個穩定的導向，并使推進管沿該導向進入土中；二是讓環形、弧形頂鐵工作時能有一個可靠的托架。9.1.7后座墻：1后座墻是把主頂油缸推力的反力傳遞到工作坑后部土體中去的墻體。它的構造會因工作坑的構造方式不同而不同。在沉井工作坑中，后座墻一般就是工作井的后方井壁。在鋼板樁工作坑中，必須在工作坑內的后方與鋼板樁之間澆注一座與工作坑寬度相等厚度為0.5m?1m的鋼筋混凝土墻，目的是使推力的反力能比較均勻地作用到土體中去，盡可能地使主頂油缸的總推力的作用面積大些。2由于主頂油缸較細，對于后座墻的混凝土結構來講只相當于幾個點，如果把主頂油缸直接抵在后座墻上，則后座墻極易損壞，為了防止此類事情發生，在后座墻與主頂油缸之間，我們再墊上一塊厚度在200mm?300mm之間的鋼結構件，稱之為后背墻。通過它把油缸的反力較均勻的傳遞到后座墻上，這樣后座墻也就不太容易損壞。9.1.8輸土裝置：輸土裝置會因不同的推進方式而不同。在手掘式頂管中，大多采用人力勞動車出土；在土壓平衡式頂管中，有蓄電池拖車、土砂泵等方式出土；在泥水平衡式頂管中，都采用泥漿泵和管道輸送泥水。9.1.9地面起吊設備：1地面起吊設備最常用的是門式行車，它操作簡便、不同口徑的管子應配不同噸位的行車。它的缺點是轉移過程中拆裝比較困難。2汽車式起重機和履帶式起重機也是常用的地面起吊設備。它們的優點是轉移方便、靈活。9.1.10測量裝置：1通常用得最普遍的測量裝置就是置于基坑后部的經緯儀和水準儀。使用經緯儀來測量管子的左右偏差，使用水準儀來測量管子高低偏差。有時所頂管子的距離比較短，也可只用上述兩種儀器的任何一種。2在機械式頂管中，大多使用激光經緯儀，它是在普通經緯儀上加裝一個激光發射器而構成的。激光束打在掘進機的光靶上，觀察光靶上光點的位置就可判斷管子頂進的高低和左右偏差。9.1.11注漿系統：注漿系統由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液。注漿是通過注漿泵來進行的，它可以控制注漿的壓力和注漿量。管道分為總管和支管，總管安裝在管道內的一側。支管則把總管內壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔去。9.1.12中繼站：中繼站亦稱中繼間，它是長距離頂管中不可缺少的設備。中繼站內均勻的安裝有許多臺油缸，這些油缸把它們前面的一段管子推進一定長度以后，如300mm，然后再讓它后面的中繼站或主頂油缸把該中繼站縮回。這樣一只連一只。一次連一次就可以把很長的一段管子分幾段頂。最終依次把由前到后的中繼站油缸拆除，一個個中繼站合攏即可。9.2主要機具、設備9.2.1推進管、運輸車、扶梯、主頂油泵、行車、安全扶欄、潤滑注漿系統、配電系統、操縱系統、后座墻、測量系統、主頂油缸、導軌、弧形頂鐵、環形頂鐵、掘進機、運土車、洞口止水圈、基坑導軌。9.2.2設備的選擇1TM、MEP泥水平衡頂管掘進機比較適用于軟土和土層變化比較大的土層，另外因其泥水壓力是可調節的，具有泥水壓力來平衡地下水壓力的功能。用它施工后的地面沉降很小，一般在5mm以內。2具有破碎功能的泥水平衡頂管掘進機有多種形式，其有代表性的兩種：一種是：主軸裝有軋碎機的泥水頂管機。左邊是其刀盤的正面，刀盤的開口比較大，便于大塊的卵石等能進入頂管機內。上、下有兩個泥土和石塊的進口，其開口的面積約占頂管機全斷面的15%?20%。另一種是：日本伊勢機開發工機的專利產品一一偏心破碎泥水式頂管機。該機目前生產的最小口徑為6250mm，最大口徑為61350mm，是中小口徑掘進機中性能較為優良的一種頂管掘進機。具有破碎功能的泥水平衡頂管掘進機可以在N值從0?15的粘土地，N值1?50的砂土以及N值10?50的礫石層等所有土質中使用，而且推進速度不會有太大的變化。其具有如下特點：第一個特點：它幾乎是全土質的掘進機。第二個特點：是破碎粒徑大，可達口徑的40%?50%。可參見下表。口徑(mm)2503003504004505006007008009001000110012001350最大粒徑(mm)11013015018019021025028032036040044048054最多個數(個/m3)22161310864.5321.51.10.90.60.5第三個特點：是施工精度高，施工后的偏差極小。第四個特點：是由于有偏心運動，進土間隙又比較小，即使用普通的清水作為進水，也能保證挖掘面的穩定。第五個特點：是可以進行長距離頂進，也可用于曲率半徑比較小的曲線頂進。第六個特點：是施工速度快，每分鐘可進尺在100mm?160mm之間。第七個特點：是結構緊湊、維修保養簡單、操作方便。無論在工作坑中安裝還是在接收坑中拆除都很方便。由于具有以上特點，所以此種挖掘機有很好的發展前途。3氣壓式泥水平衡頂管機大多用于直徑比較大的場合，因而它即可以用于枯管施工，也可用于盾構施工。氣壓式泥水平衡頂管掘進機有以下幾個特點：第一，泥水倉內的壓力高低完全由壓縮空氣的壓力所決定。由于壓縮空氣的調節范圍寬，調節又十分精確，可精確到0.1kPa的程度，所以使泥水倉內的壓力始終處于一個極小的波動范圍內穩定的工作。這種平衡比較徹底，施工后的地沉降極小。第二，輻條式刀盤的前傾角在一定范圍內可變調節，因而可適用于不同的土質，適應性比較廣。第三，輻條式刀盤可前后伸縮，可減小刀盤驅動功率。當刀盤起動時，把刀盤縮回，這就相當于空載起動。因此，該刀盤的轉矩經驗系數可以小到a=1.3左右。4濃泥水式頂管掘進機，它與普通的泥水式掘進機有較大的不同，普通泥水式掘進機的泥水查對密度在1.03?1.30之間，而濃泥水頂管掘進機施工時的泥水相對密度在1.40?1.80之間。其實，它是介于泥水和泥漿之間的一種頂管形式。但是，它的相對密度雖接近泥漿，可流動性要比泥漿的好得多，所以它仍屬泥水式頂管施工的范疇。另外，它還有一點與泥漿式和泥水式都不同的是，在整個施工過程中，為了使濃泥水的流動性更好些，必須加入許多種添式和泥水式都不同的是，在整個施工過程中，為了使泥水的流動性更好些，必須加入許多種添加劑。9.3作業條件9.3.1應具有頂管的施工設計，其應包括以下主要內容：1施工現場平面布置圖；2頂進方法的選用和頂管段單元長度的確定；3工作坑位置的選擇及其結構類型的設計；4頂管機頭選型及各類設備的規格、型號及數量；5頂力計算和后背設計；6洞口的封門設計；7測量、糾偏的方法；8垂直運輸和水平運輸布置；下管、挖土、運土或泥水排除的方法；9減阻措施；10控制地面隆起、沉降的措施；11地下水排除方法；12注漿加固措施；13安全技術措施。

9.3.2詳細了解現場地上、地下情況，掌握頂進管線的水文、地質資料。9.3.3確定工作開挖范圍內的障礙物已經移走，并具備開挖條件。9.3.4頂管穿過河流、鐵路、公路等設施，須持相關部門批準文件。9.3.5頂管施工應有批準、經審查的施工組織設計，并已進行技術、質量、安全交底。9.4操作工藝9.4.1濃泥水式頂管掘進機頂管施工流程圖

9.4.2泥水平衡頂管的基本原理：1第一，在泥水式頂管施工中，要使挖掘面上保持穩定，就必須在泥水倉中充滿一定壓力的泥水，而不能充清水。第二，因為泥水在挖掘面上可以形成一層不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里滲透。同時，該泥水本身又有一定的壓力，因此，它可以用來平衡地下壓力和土壓力。這就是泥水平衡頂管的基本的原理。9.4.3泥水頂管系統分八部分：441-掘進機；2-進排泥管路；3-泥水裝置處理；4-主頂油泵；5-激光經緯儀；6-行車；7-配電間；8-洞口止水圈1第一部分是掘進機。它有各種形式，因而也就有區分各種泥水頂管施工主要依據。第二部分為進排泥系統。普通泥水頂管施工的進排泥系統大體上相同。第三部分是泥水處理系統。不同成份的泥水有不同處理方式：含砂成份多的可以用自然沉淀法；含有粘土成分多的泥水處理是件比較困難的事。第四部分是主頂系統，它包括主頂油泵、油缸、頂鐵等。第五部分是測量系統。第六部分是起吊系統。第七部分是供電系統。第八部分是洞口止水圈、基坑導軌等附屬系統。9.4.4泥水式頂管施工有以下優點：1適用的土質范圍比較廣，如在地下水壓力很高及變化，如在地下水壓力很高以及變化范圍較大的條件下，它也能適用。2可有效的保持挖掘面的穩定，對所頂管子周圍的土體擾動比較小，因此采用泥水式頂管，特別是采用泥水平衡式頂管施工引起的地面沉降也比較小。3與其它類型頂管比較，泥水頂管施工的總推力比較小，尤其是在粘土層這表現的更為突出。所以它適用于長距離頂管。4工作坑內的作業環境比較好，作業也比較安全。由于它采用泥水管道輸送棄土，不存在吊土、搬運土方等容易發生危險的作業。它可以在大氣常壓下作業，也不存在采用氣壓頂管帶來的各種問題及危及作業人員健康等問題。5由于泥水輸送棄土的作業是連續不斷的進行的，所以它作業的速度比較快。9.4.5泥水式頂管存在的不足與缺點：1棄土的運輸和存放都比較困難。如果采用泥漿式運輸，則運輸成本高，且用水量也會增加。如果采用二次處理方法來把泥水分離，或讓其自然沉淀、晾曬等，則處理起來不僅麻煩，而且處理周期也比較長。2所需的作業場地大，設備成本高。3口徑越大，它的泥水處理量也就越多。因此在鬧市區進行大口徑的泥水頂管施工是件非常困難的事。而且泥水一旦流入下水道以后極易造成下水道堵塞。因此，在小口徑頂管中有杉泥水式是比較理想的。4如果采用泥水處理設備則往往噪聲很大，對環境會造成污染。5由于泥水頂管施工的設備比較復雜，一旦有哪個部分出現了故障，就得全面停止施工作業。它的這種相互聯系、相互制約的程度比較高。6如果遇到復土層過薄，或者遇到滲透系數特別大的砂礫、卵石層，作業就會因此受阻。因為這樣的土層中，泥水要么溢到地面上，要么很快滲透到地下水中去，致使泥水壓力無法建立起來。泥水的相對密度必須大于1.03,即必須是含有一定粘土成份的泥漿泥。但是，在泥水平衡頂管施工過程中，應針對各種不同的土質條件，來控制不同的泥水。詳細情況可參見下表:不同土質條件下的泥水相對密度土質名稱滲透系數(cm/s)顆粒含量(%)相對密度粘土及粉土1X10-9?1X10-75~151.025?1.075粉砂及細砂1X10-7?1X10-515~251.075?1.175砂1X10-5?1X10-325?351.125?1.175粗砂及砂礫1X10-3?1X10-135?451.175?1.225礫石1X10-1以上45以上1.225以上在粘土層中，由于其滲透系數極小，無論采用的是泥水還是清水，在較短的時間內，都不會產生不良狀況，這時在頂進中應考慮以土壓作為基礎。在較硬的粘土層中，土層相對穩定，這時，即使采用清水而不是泥水，也不會造成挖掘面失穩的。但實際上，即使在靜止土壓力的范圍內，頂進停止時間過長時，也會使挖掘面失穩，從而導致地面下陷。這時，我們應把泥水壓力適當提高些。在滲透系數較小，如K<1X10-3cm/s的砂土中，泥漿相對密度應適當增加。這樣，在挖掘面上使泥膜在較短的時間內就形成，從而泥水壓力就能有效地控制在挖掘面的失穩狀態。在滲透系數適中，如1X10-3cm/sWKV1X10-2cm/s的砂性土中，挖掘面容易失穩。這就需要我們注意，必須保持泥水的穩定。即進入挖掘機泥水倉的泥水中必須含有一定比例的粘土和保持足夠的相對密度。為此，在泥水中除了加入一定的粘土以外，再段加一定比例的膨潤土用CWC作為增粘劑，以保持泥水性質的穩定，從而達到保持挖掘面穩定的目的。在砂礫層是施工，泥水管理尤為重要，稍有不慎，就可能使挖掘面失穩。由于這種土層中一般自身的粘土成份含量極少，所以在泥水的反復循環利用中就會不斷地損失一些粘土，這就需要我們不斷地向循環用泥水中加入一些粘土，才能保持泥水較高粘度和較大的相對密度，也唯有這樣，才可使挖掘面不會產生失穩現象。9.4.6在泥水頂管的施工過程中，還必須注意以下幾個問題。1當掘進機停止工作時，一定要防止泥水從土層中或洞口及其他導方流失。不然，挖掘面就會失穩，尤其是在出洞這一段時間內更應防止洞口止水圈漏水。2在掘進過程中，應注意觀察地下水壓力的變化，并及時采取相應的措施和對策，只有這樣，才能保持挖掘面的穩定。3在頂進過程，隨時要注意挖掘面是否穩定，要隨時檢查泥水的濃度和相對密度是否正常，還要注意進排泥泵的流量及壓力是否正常。應防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤積和堵塞現象。9.4.7基本原理泥水平衡頂管掘進機有兩種形式，一種是單一的泥水平衡式，即以泥水壓力來平衡地下水壓力，同時也平衡掘進機所處土層的土壓力。另一種是泥水僅起到平衡地下水的作用，而土壓力則用機械方式來平衡。圖8-2-1是單一的泥水平衡頂管機在施工過程中的平衡的基本原理。掘進機在地下水位h2的深度以下施工，掘進機的直徑與h3相等，地下水的高度自掘進機底開始，其高度為hl。當掘進機正常工作時，閥門1和2均打開，而閥門3則關閉。這時，泥水從進泥管經過閥門1而進入掘進機的泥水倉里。而泥水倉中的泥水則通過閥門2由排泥管道排出，我們只要調節好進、排泥水的流量，就可以使掘進機的泥水倉中建立起一定壓力。其中，pl為掘進機頂的地下水壓力，p3為掘進機底部的地下水壓力。P2為掘進機頂進的泥水壓力，p5為掘進機底的泥水壓力。由于泥水平衡頂管掘進機在施工過程中泥水倉的泥水壓力必須比地下水高出一個^p，即在圖中高出^h的水頭部分，這個△p一般取10kPa~20kPa之間。這時在掘進頂部被增加一個Ap后的地下水壓應為p4,在機部的大小均為P2。因為增加這個Ap是泥水壓力，所以，它同地下水有不同的相對密度，因為當掘進頂的壓力相同時，掘進機底的壓力是不同的，此時，掘進機底的泥水壓力為p5。如果我們的Yw為水的相對密度，以Ym為泥水的相對密度，那么：p1=Yh2p2=Y (h2+Ah)P3=Y(h1+Ah)p4=Yh3p5=Y(h3+Ah)+Yh3實際上，泥水平衡頂管掘進機泥水倉內是BDEC”這個梯形壓力區內工作的。如果我們把BD作為理想的挖掘面，那么泥膜就在該面上形成。這層泥膜可以防止泥水向地下滲透，同時也隔了地下水向泥水倉內滲透。而泥水倉內的BDEC”的梯形壓力同時也平衡了土壓力，從而保持了挖掘面的穩定。所以，我們在停止頂進前，不僅要關閉閥門1和2，同時還要保持BDEC”這個壓力梯度。G.L圖8-2-1泥水平衡的基本原理如果停止頂進過程中，由于滲漏或其他原因使這個壓力梯度起變化,那么挖掘面也就會失穩。通常,我們在設定泥水壓力pm時，一般都取其中間值，即取pm=1/2(p2+p5)。另一種泥水平衡頂管掘進機是以泥土壓力平衡地下水壓力，以機械方式平衡土壓力的具有雙重平衡功能的頂管機，其構造將在下一節中介紹。它的泥水平衡原理與前述相同，其機械平衡土壓力的方式也非常簡單，可參照圖8-2-2。當土壓力p作用在刀盤上時，刀盤會往后縮。然后刀盤的主軸是一個油缸的活塞桿，當刀盤后縮時，只要把油缸后腔的油壓提高到一定的高度p‘，就能使油缸不至于后縮而達到平衡。這樣，當p>p‘時，油缸就會往后縮，當p=p‘時，油缸就會處于平衡狀態；當pVp，時，油缸就會向前伸。因此，只要我們把油缸的壓力調到與土壓力處于平衡狀態時，我們就能使其達到平衡土壓力的作用。而土壓力的大小可以通過下述兩種方法計算出來。第一種是假設有一個有效高度以內的土是對刀盤起作用的，超過這個高度以上由于土拱的作用，土壓力就不會直接對刀盤起作用，超過這個高度以上由于土拱的作用，土壓力就不會直接對刀盤起作用，這個有效高度可用h表示，而h為：[1-e-(Be)]式中：h——土拱高度；K——太沙基側向土壓系數，一般取1；u 土的摩擦系數，一般取u=tg6；6——土的內摩擦角；Be——頂管土的擾動寬度；H——掘進機的覆土深度。而1+sin(45°-6/2)B=B[os(45°-6/2) ]

式中：Bt——隧洞的直徑，一般取Bt=Be+0.1m；Be——管子或掘進機外徑。而后，土壓力p可由下式求出：P=KoYth式中：K0——靜止土壓系數；Yt——土的容重。第二種是以全部覆土深度的垂直土壓力作為控制目標的，這時:P=P1+P2p 垂直土壓力；p1——地下水位以上的土壓力;p2——地下水位以下的土壓力;2c-ZLtge)BeB同t-寸)-ZLtge)Beh= -e-(2Ka2Katg祖式中：除了與前述各式相同的以外有:c——土的內聚力；Ka——主動土壓系數；Z1——地面至地下水位間深度。Bm*豐p2= *?典）Be式中：Ys——土的浮容重；Z2——地下水位到掘進機中心的高度。9.5質量標準9.5.1管道頂進方法的選擇，應根據管道所處土層性質、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構筑物和各種設施等因素，經技術經濟比較后確定，并應符合下列規定：1在粘性土或砂性土層，且無地下水影響時，宜采用手掘式或機械挖掘式頂管法；當土質為砂礫土時，可采用具有支撐的工具管或注漿加固土層的措施；2在軟土層且無障礙物的條件下，管頂以上土層較厚時，宜采用擠壓式或網格式頂管法;3在粘性土層中必須控制地面隆陷時，宜采用土壓平衡頂管法；4在粉砂土層中且需要控制地面隆陷時，宜采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法；5在頂進長度較短、管徑小的金屬管時，宜采用一次頂進的擠密土層頂管法。9.5.2采用手掘式頂管時，應將地下水位降至管底以下不小于0.5mm處，并應采取措施，防止其他水源進入頂管管道。9.5.3頂管施工中的測量，應建立地面與地下測量控制系統，控制點應設在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護處。9.5.4工作坑1頂管工作坑的位置應按下列條件選擇：1） 管道井室的位置；2） 可利用坑壁土體作后背；3） 便于排水、出土和運輸；4） 對地上與地下建筑物、構筑物易于采取保護和安全施工的措施；5） 距電源和水源較近，交通方便；6） 單向頂進時宜設在下游一側。2采用裝配式后背墻時應符合下列規定；1） 裝配式后背墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝，組裝后的后背墻應有足夠的強度和剛度；2） 后背土體壁面應平整，并與管道頂進方向垂直；3） 裝配式后背墻的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；4） 后背土體壁面應與后背墻貼緊，有孔隙時應采用砂石料填塞密實；5） 組裝后背墻的構件在同層內的規格應一致，各層之間的接觸應緊貼，并層層固定。3工作坑的支撐宜形成封閉式框架，矩形工作坑的四角應加斜撐。4頂管工作坑及裝配式后背墻的墻面應與管道軸線垂直，其施工允許偏差應符合表4的規定。表4 工作坑及裝配式后背墻的施工允許偏差（mm）項 目允許偏差工作坑每側寬度不小于施工設計規定長度裝配式后背墻垂直度0.1%H水平扭轉度0.1%L注：1H為裝配式后背墻的高度（mm）；2L為裝配式后背墻的長度（mm）。5當無原土作后背墻時，應設計結構簡單、穩定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墻。6利用已頂進完畢的管道作后背時，應符合下列規定：1） 待頂管道的頂力應小于已頂管道的頂力；2） 后背鋼板與管口之間應襯墊緩沖材料；3） 采取措施保護已頂入管道的接口不受損傷。7當頂管工作坑采用地下連續墻時，應符合現行國家標準《地基與基礎工程施工及驗收規范》的規定，并應編制施工設計。施工設計應包括以下主要內容；1） 工作坑施工平面布置及豎向布置；2） 槽段開挖土方及泥漿處理；3） 墻體混凝土的連接形式及防滲措施；4） 預留頂管洞口設計；5） 預留管、件及其與內部結構連接的措施；6） 開挖工作坑支護及封底措施；7） 墻體內面的修整、護襯及頂管后背的設計；8） 必要的試驗研究內容。8地下連續墻墻段間宜采用接頭箱法連接，且其接縫位置應與井室內部結構相接處錯開。9槽段開挖成形允許偏差應符合表9的規定。槽段開挖成形允許偏差（mm） 表9項目允許偏差軸線位置30成槽垂直度<H/300成槽深度清孔后不小于設計規定注：1.軸線位置指成槽軸線與設計軸線位置之差;H為成槽深度(mm)。10采用鋼管作預埋頂管洞口時，鋼管外宜加焊止水環，且周圍應采用鋼制框架，按設計位置與鋼筋骨架的主筋焊接牢固；鋼管內宜采用具有凝結強度的輕質膠凝材料封堵；鋼筋骨架與井室結構或頂管后背的連接筋、螺栓、連接擋板錨筋，應位置準確，聯接牢固。11槽段混凝土澆筑的技術要求應符合表11的規定。槽段混凝土澆筑的技術要求 表11項 目技術要求指標混凝土配合比水灰比<0.80灰砂比1:2?1:2.5水泥用量N370kg/m3坍落度20土2cm混凝土澆筑拼接導管檢漏壓力>0.3MPa鋼筋骨架就位后到澆筑開始<4h導管間距<3m導管距槽端距離<1.50m導管埋置深度>1.00m ，<6.00m混凝土面上升速度>4.00m/h導管間混凝土面高差<0.50m注：1.工作坑兼做管道構筑物時，其混凝土施工尚應滿足結構要求；導管埋置深度系指開澆后下沉澆筑時，混凝土面距導管底口的距離；導管間距系指當導管管徑為200?300mm時，導管中心至中心的距離。12地下連續墻的頂管后背部位，應按施工設計采取加固措施。13開挖工作坑，應按施工設計規定及時支護，可采用與墻體連接的鋼筋混凝土圈梁和支撐梁的方法支護，也可采用鋼管支撐法支護。支撐應滿足便于運土、提吊管件及機具設備等的要求。14地下連續墻施工允許偏差應符合表14的規定。地下連續墻施工允許偏差 表14項目允許偏差軸線位置100mm墻面平整度粘土層100mm砂土層200mm預埋管中心位置100mm混凝土抗滲、抗凍及彈性模量符合設計要求注：墻面平整度允許偏差值系指允許凸出設計墻面的數值。15矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求：B=D1+S(6.2.15-1)L=L1+L2+L3+L4+L5(6.2.15-2)式中B——矩形工作坑的底部寬度(m)；D1——管道外徑(m)；S 操作寬度(mm)，可取2.4~3.2m；L——矩形工作坑的底部長度(m)；L1——工具管長度(m)。當采用管道第一節管作為工具管時，鋼筋混凝土管不宜小于0.3m；鋼管不宜小于0.6m；L2 管節長度(m)；L3 運土工作間長度(m)；L4 千斤頂長度(m)；L5——后背墻的厚度(m)。16工作坑深度應符合下列公式要求：H1=h1+h2+h3 (6.2.16-1)H2=h1+h3 (6.2.16-2)式中H1——頂進坑地面至坑底的深度(m)；H2——接受坑地面至坑底的深度(m)；h1——地面至管道底部外緣的深度(m)；h2——管道外緣底部至導軌底面的高度(m)；h3——基礎及其墊層的厚底。但不應小于該處井室的基礎及墊層厚度(m)。17頂管完成后的工作坑應及時進行下步工序，經檢驗后及時回填。9.5.5設備安裝1導軌應選用鋼質材料制作，其安裝應符合下列規定：1） 兩導軌應順直、平行、等高，其縱坡應與管道設計坡度一致；2） 導軌安裝的允許偏差應為：軸線位置：3mm頂面高程：0?+3mm兩軌內距：土2mm3） 安裝后的導軌應牢固，不得在使用中產生位移，并應經常檢查校核。2千斤頂的安裝應符合下列規定：1） 千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點應在管道中心的垂直線上；2） 當千斤頂多于一臺時，宜取偶數，且其規格宜相同；當規格不同時，其行程應同步，并應將同規格的千斤頂對稱布置；3） 千斤頂的油路應并聯，每臺千斤頂應有進油、退油的控制系統。3油泵安裝和運轉應符合下列規定：1） 油泵宜設置在千斤頂附近，油管應順直、轉角少；2） 油泵應與千斤頂相匹配，并應有備用油泵；油泵安裝完畢，應進行試運轉；3） 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；4） 頂進中若發現油壓突然增高，應立即停止頂進，檢查原因并經處理后方可繼續頂進；5） 千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。4分塊拼裝式頂鐵的質量應符合下列規定：1） 頂鐵應有足夠的剛度；2） 頂鐵宜采用鑄鋼整體澆鑄或采用型鋼焊接成型；當采用焊接成型時，焊縫不得高出表面，且不得脫焊；3） 頂鐵的相鄰面應互相垂直；4） 同種規格的頂鐵尺寸應相同；5） 頂鐵上應有鎖定裝置；6） 頂鐵單塊放置時應能保持穩定。5頂鐵的安裝和使用應符合下列規定：1）安裝后的頂鐵軸線應與管道軸線平行、對稱，頂鐵與導軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油污；2） 更換頂鐵時，應先使用長度大的頂鐵；頂鐵拼裝后應鎖定；3） 頂鐵的允許聯接長度，應根據頂鐵的截面尺寸確定。當采用截面為20cmX30cm頂鐵時，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聯；4） 頂鐵與管口之間應采用緩沖材料襯墊，當頂力接近管節材料的允許抗壓強度時，管端應增加U形或環形頂鐵；5） 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。6采用起重設備下管時應符合下列規定：1） 正式作業前應試吊，吊離地面10cm左右時，檢查重物捆扎情況和制動性能，確認安全后方可起吊；2） 下管時工作坑內嚴禁站人，當管節距導軌小于50cm時，操作人員方可近前工作；3） 嚴禁超負荷吊裝。9.5.6頂進1開始頂進前應檢查下列內容，確認條件具備時方可開始頂進。1） 全部設備經過檢查并經過試運轉；2） 工具管在導軌上的中心線、坡度和高程應符合第6.3.1條的規定；3） 防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施；4） 開啟封門的措施。2拆除封門時應符合下列規定：1） 采用鋼板樁支撐時，可拔起或切割鋼板樁露出洞口，并采取措施防止洞口上方的鋼板樁下落；2） 采用沉井時，應先拆除內側的臨時封門，再拆除井壁外側的封板或其他封填措施；3） 在不穩定土層中頂管時，封門拆除后應將工具管立即頂入土層。3工具管開始頂進5?10m的范圍內，允許偏差應為：軸線位置3mm，高程0?+3mm。當超過允許偏差時，應采取措施糾正。在軟土層中頂進混凝土管時，為防止管節飄移，可將前3?5節管與工具管聯成一體。4采用手工掘進頂管法時，應符合下列規定（圖6.4.4）：圖6.4.4超挖示意a——最大超挖量；b——允許超挖范圍1）工具管接觸或切入土層后，應自上而下分層開挖；工具管迎面的超挖量應根據土質條件確定；2） 在允許超挖的穩定土層中正常頂進時，管下部135o范圍內不得超挖；管頂以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖應根據具體情況確定，并制定安全保護措施；3） 在對頂施工中，當兩管端接近時，可在兩端中心先掏小洞通視調整偏差量。5采用網格式水沖法頂管時，應符合下列規定：1） 網格應全部切入土層后方可沖碎土塊；2） 進水應采用清水；3） 在地下水位以下的粉砂層中的進水壓力宜為0.4?0.6MPa；在粘性土層中，進壓力宜為0.7?0.9MPa；4） 工具管內的泥漿應通過篩網排出管外。6采用擠壓式頂管時，應符合下列規定：1） 喇叭口的開關及其收縮量應根據土層情況確定，且應與其形心的垂線左右對稱；2） 每次頂進的長度，應根據車斗的容積、起吊能力和地面運輸條件綜合確定；3） 工具管開始頂進和接近頂完時，應采用手工挖土緩慢頂進；4） 頂進時，應防止工具管轉動；5） 臨時停止頂進時，應將喇叭口全部切入土層。7采用擠密土層法頂管時，應符合下列規定：1）管前應安裝管尖或管帽。當采用管尖時，其中心角宜為：砂性土層，不宜大于60°；粉質粘土，不宜大于50°；粘土，不宜大于40°；2）為防止相鄰管道損壞及地面隆起，應根據施工設計控制與相鄰管道間的凈距及距地面的深度。8頂管的頂力可按下式計算，亦可采用當地的經驗公式確定：P=fYD1[2h+(2h+D1)tg2(45°-祖/2)+?/yD1]L+PF (6.4.8)式中P——計算的總頂力(kN)；Y 管道所處土層的重力密度(kN/m3)；D1 管道的外徑(mm)；H——管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m)；祖一一管道所處土層的內摩擦角(o)；3——管道單位長度的自重(kH/m)；L——管道的計算頂進長度(m)；f——頂進時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數，其取值可按表6.4.8-1所列數據選用；PF——頂進時，工具管的迎面阻力(kN)，其取值，宜按不同頂進方法由表6.4.8-2所列公式計算。頂進管道與其周圍土層的摩擦系數 表6.4.8-1土類濕干粘土、亞粘土0.2?0.30.4?0.5砂土、亞砂土0.3?0.40.5?0.69頂進鋼管采用鋼絲網水泥砂漿和肋板保護層時，焊接后應補做焊口處的外防腐層。10采用鋼筋混凝土管時，其接口處理應符合下列規定：管節未進入土層前，接口外側應墊麻絲、油氈或木墊板，管口內側應留有10?20mm的空隙；頂緊后兩管間的孔隙宜為10?15mm；頂進工具管迎面阻力(PF)的計算公式 表6.4.8-2頂進方法頂進時，工具管迎面阻力(PF)的計算公式(kN)手工掘進工具管頂部及兩側允許超挖0工具管頂部及兩側不允許超挖?n?Dav?t?R擠壓法?n?Dav?t?R網格擠壓法a? ji/4-D-R注：Dav——工具管刃腳或擠壓喇叭口的平均直徑（m）；t——工具管刃腳厚度或擠壓喇叭口的平均寬度（m）；R—一手工掘進頂管法的工具管迎面阻力，或擠壓、網格擠壓頂管法的擠壓阻力。前者可采用500kN/m2，后者可按工具管前端中心處的被動土壓力計算（kN/m2）；a——網格截面參數，可取0.6?1.0。2）管節入土后，管節相鄰接口處安裝內脹圈時，應使管節接口位于內脹圈的中部，并將內脹圈與管道之間的縫隙用木楔塞緊。11采用T形鋼套環橡膠圈防水接口時，應符合下列規定：1） 混凝土管節表面應光潔、平整，無砂眼、氣泡；接口尺寸符合規定；2） 橡膠圈的外觀和斷面組織應致密、均勻，無裂縫、孔隙或凹痕等缺陷；安裝前應保持清潔，無油污，且不得在陽光下直曬；3） 鋼套環接口無疵點，焊接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直，且應按設計規定進行防腐處理；4） 木襯墊的厚度應與設計頂力相適應。12采用橡膠圈密封的企口或防水接口時，應符合下列規定：1） 粘結木襯墊時凹凸口應對中，環向間隙應均勻；2） 插入前，滑動面可涂潤滑劑；插入時，外力應均勻；3） 安裝后，發現橡膠圈出現位移、扭轉或露出管外，應拔出重插。13頂管結束后，管節接口的內側間隙應按設計規定處理；設計無規定時，可采用石棉水泥、彈性密封膏或水泥砂漿密封。填塞物應抹平，不得凸入管內。14工具管進入土層后的管端處理應符合下列規定：1） 進入接收坑的工具管和管端下部應設枕墊；2） 管道兩端露在工作坑中的長度不得小于0.5m，且不得有接口；3） 鋼筋混凝土管道端部應及時澆筑混凝土基礎。15在管道頂進的全部過程中，應控制工具管前進的方向，并應根據測量結果分析偏差產生的原因和發展趨勢，確定糾偏的措施。16管道頂進過程中，工具管的中心和高程測量應符合下列規定：1）采用手工掘進時，工具管進入土層過程中，每頂進30cm，測量不應少于一次；管道進入土層后正常頂進時，每頂進100cm，測量不應少于一次，糾偏時應增加測量次數；2） 全段頂完后，應在每個管節接口處測量其軸線位置和高程；有錯口時，應測出相對高差;3） 測量記錄應完整、清晰。17糾偏時應符合下列規定：1） 應在頂進中糾偏；2） 應采用小角度逐漸糾偏；3） 糾正工具管旋轉時，宜采用挖土方法進行調整或采用改變切削刀盤的轉動方向，或在管內相對于機頭旋轉的反向增加配重。18頂管穿越鐵路或公路時，除應遵守本規范外，并應符合鐵路或公路有關技術安全規定。19管道頂進應連續作業。管道頂進過程中，遇下列情況時，應暫停頂進，并應及時處理；1） 工具管前方遇到障礙；2） 后背墻變形嚴重；3） 頂鐵發生扭曲現象；4） 管位偏差過大且校正無效；5） 頂力超過管端的允許頂力；6） 油