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DB21/T 3360-2021 顶管工程技术规程 附条文说明.pdf7.2.1 顶管机选型应根据工程地质条件、水文地质条件、施工要求、周边环境 等因素合理选择机型,可结合表7.2.1综合确定
表7.2.1顶管机选用参考
7.3.1顶管可采用拼装式后座或整体式后座,强度应按照其承受的最大顶力设 计计算;后座安装应与顶进轴线垂直,后座与反力墙之间宜设传力结构;后座与 井壁之间宜浇筑强度不低于C30的钢筋混凝土。 7.3.2 导轨安装应符合下列规定: 导轨宜选用钢材制作,刚度和强度满足施工要求; 2 两导轨安装应顺直、平行、等高,并应固定牢靠,在顶进中不产生位移; 3 导轨对管道的轴心支承角宜为60°。 7.3.3 主顶配置和安装应符合下列规定: 1千斤顶的规格和数量的确定应综合考虑实际需要的顶力、工作并允许顶 力及管节充许顶力三项指标: 2千斤顶应在管道轴线两侧对称布置,规格应相同,确保合力的作用点在 管道中心线上; 3 主站油泵应与千斤顶性能相匹配; 4 油泵宜设置在干斤顶附近,油管连接应顺直; 5 电机功率应满足顶进地层的要求。 7.3.4 顶铁安装应符合下列规定: 1 顶铁可采用U形或环形,刚度应符合要求; 2 顶铁与管节间应设置垫圈; 3 安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称; 顶铁拼装后应锁定
7.3.1顶管可采用拼装式后座或整体式后座,强度应按照其承受的最大顶力设 计计算;后座安装应与顶进轴线垂直DB37/T 3863-2020 安全生产异地检查工作规范,后座与反力墙之间宜设传力结构;后座与 并壁之间宜浇筑强度不低于C30的钢筋混凝土
7.3.2导轨安装应符合下列规定:
7.4.1 触变泥浆宜优先选用钠基膨润土,必要时应添加纯碱和高分子化学聚合 物。 7.4.2触变泥浆配合比应根据试验确定,性能指标应满足表7.4.2的要求
7.4.2触变泥浆性能指标
7.4.3触变泥浆的注浆量可按照管道与其周围土层之间的环状间隙体积的 1.5~2.0倍估算。注浆以压力控制为主,注浆量控制为辅。根据减阻和控制地面 变形的监测数据及时调整注浆量和注浆压力,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。 7.4.4注浆孔的位置应尽可能均匀地分布于管道周围,其数量和间距依据管道 直径和浆液在地层中的扩散性能而定。
直径和浆液在地层中的折散性能而定。 7.4.5主注浆口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
7.4.5主注浆口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
/..1 限据 卡平得式贝官科直 定在静止土压力值与被动土压力值之间,泥水平衡式顶管机宜设定在地下水压力 值加20kPa。
7.5.2顶进过程中应量测监控,实施信息化施工,确保开挖掘进工作面的土体 稳定和土(泥水)压力平衡,实时监测土仓压力,控制顶进速度、挖土和出土量, 减少土体扰动和地层变形。 7.5.3顶进阶段,应严格控制顶进速度和方向。顶管机初始土压力控制值和顶 进速度应根据洞口外侧土体的加固强度和加固体积设定。 7.5.4 进入接收并前应提前进行顶管机位置和姿态测量,并根据进口位置提前 进行调整,顶进过程中应实时对顶管机的位置和顶管状态进行测量。 7.5.5顶管机和中继间应设置管道扭转显示装置监控顶进角度,并配备必要的 限扭措施。每顶进一节需测量顶管的偏差,如超过允许值时应及时纠偏,并根据 纠偏效果调整纠偏角度。管道扭转时宜采用单侧压重,或改变顶管机切削刀盘的 转动方向进行纠正。
7.5.2顶进过程中应量测 稳定和土(泥水)压力平衡,实时监测土仓压力,控制顶进速度、挖土和出土量, 减少土体扰动和地层变形。 7.5.3顶进阶段,应严格控制顶进速度和方向。顶管机初始土压力控制值和顶
进行调整,顶进过程中应实时对顶管机的位置和顶管状态进行测量。 7.5.5顶管机和中继间应设置管道扭转显示装置监控顶进角度,并配备必要的 限扭措施。每顶进一节需测量顶管的偏差,如超过充许值时应及时纠偏,并根据 纠偏效果调整纠偏角度。管道扭转时宜采用单侧压重,或改变顶管机切削刀盘的 转动方向进行纠正。
.5.6纠偏时,应在顶进中纠偏,应采用小角度逐渐纠偏。纠正顶管机旋转时 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。 .5.7 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: 一 顶管掘进机前方遇到障碍; 2 反力墙变形严重; 3 顶铁发生变形现象; 4 管位偏差过大且校正无效; 5 顶力超过管端的允许顶力; 6 油泵、油路发生异常现象; 7 接缝处漏泥浆; 8 地面变形达到控制值; 其他影响安全的情况
7.5.6纠偏时,应在顶进中纠偏,应采用小角度逐渐纠偏。纠正顶管机旋转时, 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。
7.6.1 中继间的设置应根据估算总质力、管节充许质力和工作并的充许质力计 算确定。 7.6.2 中继间的外径应和管道外径相同,壳体应具有足够的强度和刚度。 7.6.3 中继间应具有良好的密封止水功能,密封圈应可更换。 7.6.4 中继间应满足曲线顶进或纠偏的需求,具有调整合力中心的功能 7.6.5 顶进结束后应从顶管机向工作井方向逐环拆除中继间,中继间拆除后, 复原管道的结构强度和其他性能不应低于原设计要求。 7.6.6 对中继间应进行分组操纵,从顶管机实向后依次将每段管节向前推移: 每次操纵一组中继间,在所有中继间完成作业后,主顶工作站完成该顶进循环的 最后顶进作业。
7.6.7 中继间油缸宜固定在支架上,并与管道中心的垂线对称。 7.6.8 当中继间油缸多于一台时,宜取偶数,且其规格宜相同。 7.6.9 中继间油缸的油路应并联,每台中继站油缸应有进油、退油的控制系统
7.6.10中继间吊放入工作坑后,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
7.7.1顶管施工应建立地面与地下测量控制系统。 7.7.2 测量控制点应设在不易扰动、视野清楚、便于校核和易于保护处。 7.7.3 页管施工中应测量进方向的垂直和水平偏差,掘进机机身转动,掘进 机姿态,顶进长度等参数。 7.7.4直线顶进施工应采用激光经纬仪或其他具有激光发射功能的测量仪器, 实时测量监控。激光发射的有效距离应大于顶进的长度。首节顶进时,每顶进 200mm~300mm,对中心线及高程测量一次;正常顶进时,每顶进400mm~600mm 对中心线及高程测量一次。 7.7.5 每节管道顶进结束,宜绘制顶管机水平与高程轨迹图,顶进力变化曲线 图。 7.7.6 长距离顶管和曲线顶管宜采用自动测量系统。
7.8.1 顶管排渣方式应根据管道内径、顶进长度和顶管机类型确定 7.8.2 泥水平衡顶管机的泥水排放,应选用管道运输, 7.8.3 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 7.8.4 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,土块较 大的宜采用矿车输送。
1长度超过150m的进人操作顶管,应配置通风设施。
7.9.2 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。 7.9.3 管道内供气量不应小于每人25m/h~30m/h,出口排出的浊气应符合环境 保护要求。
7.10.1顶管施工供电系统应进行计算确定。顶管施工现场临时用电应符合《建 设工程施工现场供用电安全规范》GB50194和《施工现场临时用电安全技术规 范》JGJ46以及相关用电规范的规定。 7.10.2施工供电应编制施工用电组织设计,中断供电将造成人身伤亡、重大影 响或重大损失的,应设置双重电源,并能自动切换,动力、照明应分路供电。 7.10.3有人进入的顶管并及顶管内的照明应采用36V的低压防爆行灯。 7.10.4管内供电系统应配备防触电、漏电保护装置。 7.10.5管道内应设有应急照明系统,应急照明宜安装在顶管机和中继间处, 7.10.6应定期对电气设备、电缆线路进行检查,检查频率应符合《建设工程施 工现场供用电安全规范》GB50194的规定
8.1.1施工前应结合工程地质、水文地质、环境条件、施工方法与进度计划等 制定详细的施工监测方案。监测方案应包含监测项目、测点布置、监测方法、监 测频率及监测报警等内容。 8.1.21 监测范围应包含顶管工程施工影响区域,不应小于2倍基坑开挖深度或 2倍顶管理深空间范围。 变形监测基准点应设置在施工影响区域外,基准点的埋设应符合《建筑 变形测量规范》JGJ8的有关规定,冻土区应埋设在冻结深度以下的稳定土层中。 8.1.4 在顶管施工开始前应完成测点布置并取得监测初始值 8.1.5 监测工作应贯穿于顶管工程施工全过程,监测期应从顶管工程施工前开 始,直至顶管工程完成并且地面变形稳定为止。 8.1.6 监测数据应连续、真实。
8.2.1 顶管工程的施工监测应采用可靠的监测仪器,并由专人进行巡视检查。 8.2.2 监测内容应包括顶管并、管道结构以及周边环境。 8.2.3 顶管井的施工监测项目应按照现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规 范》GB50497执行。 8.2.4 管道顶进施工时及竣工后变形稳定之前,应对影响区域的地面沉降、建 (构)筑物变形、地下管线位移、反力墙变形等进行监测。 8.2.5 管道穿越地铁、铁路、公路或特殊管线时,监测项目、控制标准、监测 周期应符合相关设施的保护规定
8.3.1 顶管工程监测点应布置在监测对象内力及变形的关键部位。 8.3.2 监测点的设置应稳固、便于观测且不易破坏。 8.3.3 顶管井的施工监测点布置应按照现行国家标准《建筑基坑工程监测技术 规范》GB50497执行。 8.3.4 顶进施工时,应沿管道轴线每10m布置一个地面沉降监测点,每10~30m 布置一个沉降监测断面。 8.3.5 顶进施工穿越地铁、铁路、公路或特殊管线时,测点布置应符合相关设 施的保护规定。
8.4.1监测频率应根据工程要求确定,能够反映监测项目的重要变化过程,并 可随监测对象变化进行调整。 8.4.2 顶管井的施工监测频率可按照现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规 范》GB50497执行。 8.4.3 监测值相对稳定时,可适当降低监测频率:监测值变化幅度超出规范要 求时,应提高监测频率或实时跟踪监测。 8.4.4 监测项目控制值应根据地层稳定性和周边环境安全或使用要求确定。 8.4.5 变形监测项目可按表8.4.5进行分级管理
表8.4.5变形监测管理等级
9.0.1施工过程的安全检查应符合《建筑施工安全检查标准》JGJ59的有关规 定。 9.0.2管道内应配备有害气体测试仪和通风设备,有害气体检测应符合《作业 场所环境气体检测报警仪通用技术要求》GB12358的有关规定。 9.0.3 施工期间噪声应按《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523的规定 控制。 9.0.4买 采用化学材料施工、焊接作业、防腐作业、登高作业等具有一定危险性 作业时,应有专项施工保护措施,保证工人安全施工。 9.0.5 废土、渣土、废泥浆的处置应符合有关部门的规定。施工过程产生的废 土、渣土及废泥浆应集中堆放,且不得堆放在顶管并周边。废土、渣土及废泥浆 应及时外运,外运车辆应为密封车或有遮盖自卸车,车辆及车胎应保持干净,不 粘带泥块等杂物,防止污染道路。 9.0.6施工现场应设置排水系统,严禁向排水系统排放泥浆。排水沟的废水应 经沉淀过滤达到标准后排入排污系统。 9.0.7 施工现场出入口处应设置冲洗设施、污水池和排水沟,应由专人对进出 车辆进行清洗保洁。 9.0.8 夜间施工应办理相关手续,并应采取措施减少声、光对周边产生的不利 影响。
10.0.1施工单位整理编制竣工资料,向建设单位提出报验申请。由建设单位组 织专业工程管理单位、设计单位、监理单位、施工单位和相关单位对工程及工程 资料进行验收。 10.0.2工程峻工验收前,应完成施工现场清理和复原,以及必要的外观检查和 质量检验。 10.0.3工程施工质量验收应符合下列规定: 1工程施工质量应满足工程勘察、设计文件的要求,符合本规程和相关专 业验收规程的规定; 参加工程施工质量验收的各方人员应具备相应的资格; 3 工程施工质量的验收应在施工单位自行检查,评定合格的基础上进行; 4 隐蔽工程在隐蔽前应由施工单位通知监理等单位进行验收,并形成验收 文件; 5对涉及结构安全和使用功能的工程应进行试验或检测,承担检测的单位 应具有相应资质。 10.0.4管道外观应符合下列规定: 管内清洁,无杂物、油污: 2 管节无破损,有缺陷的部位应修补密实、表面光洁; 3 管道内平顺、无突变、无形变: 4 管道接口缝隙内填料饱满、密实,且与管道内表面齐平; 5 管道与工作坑洞口连接紧密、牢固,无漏水、涌砂; 6 注浆孔全部封闭,无渗水、漏浆; 接口橡胶圈正确安装,无位移、脱落; 8 管道及管道接口无渗水。 1005 首线预管贯通层的充连信 005的
表10.0.5直线顶管允许偏差(mm)
注:S为顶进长度(m)
10.0.6曲线顶管贯通后的允许偏差应符合表10.0.6的规定。
:10.0.6曲线顶管允许偏
注:D,为管道外径(mm),r为曲率半径(m)
10.0.7工程峻工验收后,建设单位应将有关文件和技术资料归档。 10.0.8工程应经过竣工验收合格后,方可投入使用。
为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。 2)表示严格,在正常情况均应这样做的用词: 正面词采用“应”; 反面词采用“不应”或“不得”。 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词: 正面词采用“宜”; 反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。 条文中指定应按其他有关标准执行时,写法为应按.....执行”或“应符合..... 要求(规定)”。非必须按所指定标准执行时,写法为“可参照.....执行”
)《碳素结构钢》GB/T700 2) 《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836 3 《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》GB12358 4) 《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523 5 《玻璃纤维增强塑料顶管》GB/T21492 6 《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范》GB/T21873 7 《建筑结构荷载规范》GB50009 8) 《混凝土结构设计规范》GB50010 9 《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194 10)《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236 11)《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497 12)《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》GB50683 13)《顶进施工法用钢简混凝土管》JC/T2092 14)《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46 15)《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55 16)《建筑施工安全检查标准》JGJ59
1总则... 30 3基本规定. 4顶管工程勘察.. .31 4.3勘察报告. .31 5管材与接头 ..31 5.1一般规定.. .31 5.2钢筋混凝土管... 5.3钢管.. ..32 6顶管设计 6.2顶管结构上的作用.. ..32 6.5顶力估算. .32 6.6反力墙.. 7顶管施工 7.2顶管机选型. .33 7.4触变泥浆... .33 7.5顶进与纠偏. .33 7.9通风. .34 7.10供电. 8施工监测 8.1一般规定.. .34 8.4监测频率和报警. .34 9安全和环境保护 35
1.0.1目前城市建筑物密度高、交通流量大,为减小工程建设对环境的影响, 页管技术为地下工程提供了一种比较好的思路。顶管法是一种在不中断交通、不 拆除建筑物、不迁改管线的条件下修建地下工程的施工方法,多用于下穿繁忙的 交通要道、下穿建构筑物、下穿管线、河道等,其优势在于其施工过程的封闭性、 机械化、高效性和安全性。 经济性方面,顶管法土建造价相对较高,因此也限制了一些应用,但综合考 虑明挖法的占道费用和管线迁改费用、建筑物保护费用等,顶管法造价和明挖法 造价差别可能不太明显;但从工期上来说顶管法具有较高的优势,顶管段节省了 占道和管线迁改的前期工期,而且每天3m~5m的掘进速度也是明挖和暗挖很难 达到的。对于一般埋深较浅的地下通道来说,暗挖法一般风险较高,顶管法较为 安全。 1.0.2本规程适用于圆形断面顶管工程的勘察、设计、施工及验收。 1.0.4本规范涉及的主要标准包括《碳素结构钢》GB/T700、《混凝土和钢筋 混凝土排水管》GB/T11836、《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》 GB12358、《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523、《玻璃纤维增强塑 料顶管》GB/T21492、《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规 范》GB/T21873、《混凝土结构设计规范》GB50010、《建设工程施工现场供 用电安全规范》GB50194、《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236、 《建筑基坑工程监测技术规范标准》GB50497、《现场设备、工业管道焊接工 程施工质量验收规范》GB50683、《顶进施工法用钢筒混凝土管》JC/T2092、 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55、《建筑施工安全检查标准》JGJ59等,
3.0.1顶管与周围环境互相影响、互相制约,所以应对工程沿线上受到顶管施 工影响的区域应详细勘察各项资料,并采取相应的应对措施,最终确定顶管方案 3.0.3在充分掌握与顶进施工相关的现场资料并完成顶管设计后,应根据设计 图纸和实际施工条件编制完善的施工组织设计,对操作人员展开培训和技术交底 明确职责分工。
4.3.3本节要求提供的岩土物理力学指标是针对顶管工程的必需资料,在勘察 报告中应详细列出。针对特殊地质地貌,还应列出其它必要的影响顶管工程施工 的参数。
5.1.3钢筋混凝土顶管质量在《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836有相 关的描述。玻璃纤维增强塑料顶管质量在《玻璃纤维增强塑料顶管》CB/T21492 有相应要求。钢筒混凝土顶管质量在《顶进施工法钢筒混凝土管》JCT2092有 相应要求。密封圈质量在《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料 现范》GBT21873有相应的要求。
5.2.11钢筋混凝土顶管的混凝土强度等级不宜低于C40,如果管径较小,顶 距也不长时可以适当降低,但要经过顶力验算。 5.2.15《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836中有F形接口形式和接口 尺寸的相关内容,
5.3.1本部分条文参考《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的内容。 整根钢管纵向刚度大,顶进纠偏不够灵活,故施工技术要求高,因此钢顶管在工 程中的使用有一定限制,选用钢管需综合考虑各方面因素,
6.2 顶管结构上的作用
6.2.1作用就是通常说的荷载,但是温度变化和顶管轴线偏差等都会使管道产 生应力,温度变化和轴线位移不是荷载而是作用。给水排水系统的结构系列规范 中,把通常所说的荷载和作用统称为作用,
6.5.1总顶力的计算为理论计算,由于实际工程的众多不确定因素,计算所得 与实际施工顶力有一定差距,这与地质条件和施工技术水平有关,所以计算所得 总顶力仅作为参考依据指导施工。
5.6.1反力计算忽略钢制后座的影响, 假定主顶于斤顶施加的顶进力是通过后 座墙均匀地作用在工作坑后的土体上,为了使后座承受较大的推力,工作坑应尽 可能深一些,后座墙也尽可能埋入土中多一些
7.2.1顶管法一般适用于土质地层,对各种土质地层的适应性较好。目前常用 的机械式顶管机主要是土压平衡式和泥水平衡式,对于常见的软土及富水地层都 可以选择采用,压平衡式顶管掘进机可适用于淤泥土到砂砾土等不同土质,但 对于地下水的变化适应性较差;泥水平衡式顶管掘进机可适用于大部分土层,它 通过调整注入水压可以平衡切削断面的地下水压力,尤其适用于地下水较高的土 层,但不适用于渗水性高的土层。
7.4.1注浆材料一般要选用钠基膨润土,并添加纯碱作为分散剂,选用淡水力
源是防止水中含NaCl,并避免有砂粒等杂质。触变泥浆的三个作用: 1减阻作用,将顶进管道与土体之间的干摩擦转换为液体摩擦,减小进 的摩阻力; 2 填补作用,浆液填补施工时管道与土体之问产生的空隙; 3支撑作用在注浆压力下,减小土体变形,使管洞变得稳定。 7.4.2泥浆的比重是一个主要控制指标。掘进中泥浆比重不易过高或过低,前 者将影响泥水的输送能力,后者将破坏开挖面的稳定。泥水比重的范围应在1.1 g/cm²~1.3g/cm²。下限为1.1g/cm²,上限根据施工的特殊要求而定,在砂性土 中施工、保护地面建筑物、穿越浅覆层等,可达1.3g/cm²,甚至可达1.35g/cm
1.5.5在不断顶进 导致的顶管机重量分布不平衡,将会造成顶管推进时发生不同程度的扭转,所以 要采取防扭措施
7.5.6管道顶进过程中出现偏差是无法避免的,在规范允许偏差内可以不纠偏, 如果有超过充许偏差的趋势可以微纠,当偏差大于允许偏差时必须纠偏。纠偏过 程要多次测量,使得管道轴线以适当的曲率半径逐步回到轴线上来,而不能一次 大幅度调整。纠偏应做到“勤测,微纠”。
7.9.1~7.9.3管内通风的主要作用是防止管内缺氧,保障工作人员的安全;焊接 乍业时排除烟雾;其次对于长距离顶管DB11/T 1474-2017标准下载,由于空气不流通,温度升高,湿度升高, 有效通风起到降温和减少水汽作用;通风降低烟雾对测量激光束的影响,保证采 集数据准确。
7.10.1顶管施工现场临时用电还应配备一个临时用电施工安装、维修、管理队 伍,做好应急预案。
析顶推力和管道轴线的吻合程度入手,了解管道管节端面的受力均衡是否受到影 响。
8.4.1监测频率在初期应按照计划的监测方案规定的频率确定GB/T 13477.14-2019标准下载,在后续的监测 中应根据实测变形量、变形速率及纠偏情况等动态调整监测频率。
中应根据实测变形量、变形速率及纠偏情况等动态调整监测频率
本章对顶管工程施工安全和环境保护的有