1、I顶管施工技术及验收规范（试行）Specifications for Construction and Acceptance of Pipe JackingII前 言本规范是受中国非开挖技术协会秘书处的委托，由中国地质大学（武汉）主持编写完成。在本规范的编制过程中，规范编委会进行了广泛的调查研究，认真总结和研讨我国顶管施工技术的实践经验，充分征求了全国有关单位的意见，参考了有关国内和国外的相关标准，邀请了有关部门的专家进行函审，在此基础上，形成初稿。2006 年 3 月，编委会在无锡开会，进一步讨论规范的编写内容，并最终成文。本规范分为总则、术语、顶管机选型、顶进管道、顶管工作坑的设计与施工、
2、后座墙的设计与施工、顶管施工设备及安装、顶进力的计算、顶进施工、施工组织设计的编写、顶管施工质量控制和参考文献共 12 部分。鉴于本规范系初次编制，在使用过程中，希望各单位结合工程实践和科学研究，认真总结经验，注意数据收集和分析。如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料反馈给中国非开挖技术协会秘书处，以供今后修订时参考。 本规程主编单位、参编单位和主要起草人员如下：主编单位：中国地质大学（武汉）参编单位：中国非开挖技术协会秘书处上海市市政工程管理局上海钟仓机械设备有限公司 国土资源部勘探技术研究所绍兴磐石基础工程有限公司福建东辰岩土基础工程公司厦门顶管分公司武汉市拓展地下管道工程有限公司德
3、国海瑞克公司小口径顶管北京代表处中国地质调查局探矿工程研究所主 编：马保松 (执笔) 参编人员（排名不分先后）：何宜章 马福海 蒋国盛 王兆铨 冯占义朱文鉴 李浩民 张光列 张雅春 陈 勇 邓化雨 余为民 刘 畅规范编辑工作得到了曾聪、陶永锋等有关单位和个人的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢！ 顶管施工技术及验收规范编委会2006 年 12 月III目 录前 言 .II1 总 则 .12 术 语 .33 施工组织设计的编写 .63.1 主要内容 .63.2 工程概况 .63.3 施工进度计划的编制 .83.4 组织机构 .104 顶管机选型 .115 顶进管道 .145.1 顶进管道的基本要
4、求 .145.2 常用的顶进管道尺寸 .185.3 顶进用混凝土管道 .196 顶管工作坑的设计与施工 .266.1 顶进工作坑的设计 .266.2 工作坑的施工方法 .307 后座墙的设计与施工 .328 顶管施工设备及安装 .368.1 导轨选择与安装 .368.2 主顶设备及安装 .378.3 顶铁 .388.4 顶管机的安装和调试 .398.5 导向油缸 .408.6 安装止水圈 .408.7 起重机械及安装 .418.8 安装土方运输设备 .428.9 泥水系统的安装 .438.10 中继站的设计与安装 .439 顶进力的计算 .4810 顶进施工 .5010.1 顶进施工的一般要求
5、 .5010.2 顶管始发 .5210.3 手掘式顶管作业 .5310.4 网格水冲式顶管作业 .5510.5 挤压式顶管作业 .5610.6 多刀盘顶管机的操纵 .56IV10.7 土压平衡顶管掘进机操作规范 .5610.8 泥水平衡顶管掘进机的操作规范 .5810.9 挤密土层法顶管 .5910.10 注浆减阻 .5910.11 顶管施工测量和导向 .6410.12 顶管接收措施 .6810.13 施工排水 .6910.14 顶进施工记录 .7011 顶管施工质量控制 .71主要参考文献 .7311 总 则1.0.1 为统一全国顶管施工技术要求，做到技术先进，经济合理，安全可靠，确保施工质
6、量，使顶管施工规范化，中国非开挖技术协会特组织制定本规范。1.0.2 当地下管道或其它管线的铺设可以通过顶进施工方法在交通、建筑、经济、和环境保护方面带来好的效益，就应该采用这种非开挖施工方法。1.0.3 本规范适用于敞开式和封闭式顶管施工方法，根据施工方法的不同，顶管机可分为敞开式顶管掘进机和封闭式顶管掘进机两大类。敞开式顶管掘进机有手掘式、挤压式和网格式等；封闭式顶管掘进机有土压平衡、泥水平衡、混合型等型式。1.0.4 本规范适用于所有预制管道的地下非开挖施工，包括常用的断面为圆形、长方形以及其它不规则形状的管道。1.0.5 根据管道的材料和各自的连接方法来选择合适的管道之间的连接方法即：
7、刚性连接或柔性连接。1.0.6 对采用的顶管施工方法引起的地表变形和对周围环境的影响，应事先做出充分预测，并使之符合建设单位的相关要求。当预计影响难以确保对地面建筑物、道路交通和地下管线的正常使用时，在建设单位的组织下，会同有关部门商定采取有效的技术措施进行监测和保护。1.0.7 当两条平行管道采用顶管法施工时，应贯彻先深后浅、先大后小的原则。两段管道平行顶进时，其相邻管壁间最小净距应根据施工地区的地质条件、不同的顶进方法和施工时间等因素来确定，一般情况下，相邻顶管外壁的间距应不小于大管道的外径。1.0.8 一般情况下，顶管的覆土厚度不小于 3m，或者不小于 1.5 倍的管道外径，否则应采取相
8、应的技术措施。1.0.9 在进行顶管工程施工设计前，应对施工线路进行工程勘察，调查分析施工区域的水文地质和工程地质情况，充分掌握与顶进施工有关的现场资料。施工人员必须根据设计图纸、技术标准和现场施工条件等因素，认真编写施工组织设计，对操作人员进行详细技术交底，明确职责分工。1.0.10 对于机械化程度较高的土压平衡、泥水平衡和混合式顶管机操作员，应2加强专业技术和安全教育，并须持证上岗。1.0.11 应与有关部门签订施工配合协议。在顶进作业前，对周围的建筑物和地下设施采取相应的防护措施，避免造成意外事故。在顶进过程中，应对周围重大建筑物、顶进力、后座墙进行测量监控。测量监控方案应纳入施工组织设
9、计或施工技术方案中。1.0.12 施工完毕后，管道的伸缩标准应该满足给排水管道、气体输送管道和其它管道的使用要求。1.0.13 管道内施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。井下、管道内的照明设备必须用 12V36V 安全电压。32 术 语2.0.1. 非开挖技术 trenchless technology/no dig不开挖地表或以最小的地表开挖量进行各种地下管道/管线探测、检查、铺设、更换或修复的施工技术。2.0.2. 顶进/起始工作坑/工作井 drive/entry shaft/pit为布置顶管施工设备而开挖的工作坑/井作顶进工作坑 /井中一般设置有后背墙以承受施工过程中的反力
10、。2.0.3. 接收/出口工作坑 reception/exit shaft/pit为接收顶管施工设备而开挖的工作坑/井，有时也称为目标工作坑 /井（target shaft/pit） 。2.0.4. 进人施工 man entry pipe jacking 施工人员可以进入管道进行作业的施工方法，公认的进人和非进人管道直径划分一般以 900mm 为界。2.0.5. 顶管施工技术 pipe jacking在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道施工技术。2.0.6. 微型隧道施工技术 microtunneling也称为小口
11、径自动化顶管施工技术，一般用于铺设小口径管道，在施工中可采用遥控的方式在地表控制管道的顶进方向。该工法也可用于铺设直径较大的管道。2.0.7. 中继站/中继间 intermediate jacking station-IJS中继站有时也称为中间顶推站、中继间或中继环，安装在顶进管线的某些部位，把这段顶进管道分成若干个推进区间。它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。当所需的顶进力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时，则需要在施工的管线之间安装中继站进行辅助施工。2.0.8. 顶管机 ja
12、cking machine/shield4顶管机是在一个护盾的保护下，采用手掘、机械或水力破碎的方法来完成隧道开挖的机器。2.0.9. 后背墙 reaction wall 后背墙是顶进管道时为顶进工作站提供反作用力的一种结构，有时也称为后背、后座或者后座墙等。2.0.10. 顶进力 jacking force/jacking loads顶管施工中的顶进力(Jacking Loads)是指在施工中推进整个管道系统和相关机械设备向前运动的力，需要克服顶进中的各种阻力，同时在顶进过程中还不断受到各种外界因素影响(纠偏、后背的位移等)。2.0.11. 切削头/切削刀盘 cutting head/whe
13、el根据地层情况的不同，全断面掘进顶管机可以配备不同形状和结构形式的切削刀盘( 或钻头 )，某些结构的切削刀盘除了可以进行工作面的掘进之外，还具有平衡土压力的作用。切削刀盘一般可分为车轮式切削刀盘、挡板式切削刀盘和岩石切削刀盘三种。2.0.12. 顶进管道 jacking pipe要顶进的各种管道，通常包括混凝土管道、钢筋混凝土管道、钢管道、玻璃钢管道、铸铁管道和陶土管道等。管道的接口要求平直，具有良好的密封性能。2.0.13. 手掘式顶管机 manual pipe jacking machine手掘式顶管机即是非机械的开放式(或敞口式)顶管机，在施工时，采用手工的方法来破碎工作面的土层，破碎
14、辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。破碎下来的泥土或岩石可以通过传送带、手推车或轨道式的运输矿车来输送。2.0.14. 挤压式顶管机 intrusion pipe jacking machine/shield适用于软地层的一种特殊形式的顶管机，在施工中，进入喇叭口形破碎室的泥土，在安装于掘进机下部的螺旋输送装置的作用下通过压力墙，然后再通过砂石泵排出至地表。2.0.15. 网格式顶管机 blade balance jacking machine工作面被网格分成几个部分，目的是减小土体的长度，亦即减小滑移基面的大小。根据顶管机直径的大小，网格可以作为工作人员的工作平台。工作面5可以采用水力或机械的
15、方式进行破碎。2.0.16. 斗铲式顶管机 mechanical excavation shield一种敞口式机械挖掘顶管机，其内部装备有挖掘机械，可以实现工作面的分段式挖掘。破碎下来的土石可以通过传送带或者螺旋输送装置输送至后续的运输设备( 如传送带，手推车或轨道式的运输矿车等)。2.0.17. 土压平衡式顶管机 earth pressure balance machine/shield土压平衡式顶管机，也称为土压式顶管机或者 EPB-顶管机，是一种封闭式的顶管机。在顶进过程中，顶管掘进机一方面与其所处土层的土压力和地下水压力处于平衡状态；另一方面，其排土量与掘进机切削刀盘破碎下来的土的体积
16、处于一种平衡状态。只有同时满足这两个条件，才算是真正的土压平衡。2.0.18. 泥水平衡式顶管机 slurry pipe jacking machine/shield 平衡介质(这里指膨润土浆液)在工作舱中获得一定的压力，以平衡地下水和土层的压力，其破碎室中平衡压力的调节主要是通过泥浆泵控制进出平衡介质的量来实现的。2.0.19. 混合式顶管机 mixshield混合式顶管机即是通过顶管机的重新设置，可以实现气水平衡、土压平衡、气压平衡和敞口式顶管机任意两者之间的相互组合，以实现对不同地层的广谱适应性。2.0.20. 顶管始发 start to jack管道顶进施工的开始，即顶管机开始顶入地层
17、。2.0.21. 顶管接收 reception of pipe jacking machine指顶管机到达接收坑时的准备和接收工作。2.0.22. 曲线顶管技术 curved pipe jacking technology采用顶管机械使管道的中心线按照预先设计的弧线前进的施工技术，即称为曲线顶管技术。2.0.23. 润滑 lubrication顶管施工过程中，向管道和地层之间的环状间隙中注入润滑浆液，形成一个比较完整的连续的润滑膜，达到润湿管线，减小管道顶进摩擦阻力的效果。63 施工组织设计的编写3.0.1 顶管施工属于地下工程，影响施工的因素很多，除了施工工艺方法多、技术要求差异大等特点外，
18、工程地质条件、原有地下设施和地下障碍物情况以及施工现场环境等因素均可对施工进度、工程质量、施工安全和施工成本造成影响。为了保证顶管施工项目的顺利进行，取得良好的经济效益和社会效益，编写好顶管施工技术组织设计是十分关键的。3.1 主要内容3.1.1 顶管施工组织设计应包括如下主要内容： 工程概况：主要介绍施工场地的特征，水文地质和工程地质概况、合同工期、施工设计的各项重要指标等内容。 业主或发包单位简介。 承包商或施工单位简介。 施工准备工作计划。 施工顺序与施工进度计划。 施工方法和施工设备选择。 施工平面布置图。 施工技术措施(包括工程质量保证和安全施工措施等)和工程监理等。 施工区域及施工范围：施工范围应在施工所在地区适当比例的地图上用较明显的线条表示出来。并且标明所顶管子的口径、延长米等。 工作量：指标明的主要实物工作量，如工作井、接收井的数量，各类管径顶管的总延长米数。根据具体情况，也可同时标明货币工作量。 劳动力与物资需用计划。3.2 工程概况3.2.1 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
