顶管法管道穿越工程技术规程Word格式文档下载.docx
《顶管法管道穿越工程技术规程Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《顶管法管道穿越工程技术规程Word格式文档下载.docx（54页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
7.2工程质量验收 35
7.3管线竣工测量 38
引用标准名录
1总则
1.0.1为规范湖北省顶管工程技术要求，做到技术先进、安全可靠、经济合理、保护环境、确保质量，制定本规程。
1.0.2本规程适用于泥水平衡式、土压平衡式、气压平衡式等型式的给水排水顶管工程的勘察、设计、施工和质量验收。
1.0.3本规程适用于钢管、钢筋混凝土管、玻璃钢夹砂管、预应力钢筒混凝土管等材质的顶管施工。
1.0.4湖北省顶管工程的勘察、设计、施工和验收，除执行本规程外，尚应符合国家现行的相关标准规范的规定。
54
术语和符号
2术语和符号
2.1术语
2.1.1顶管 Pipejacking
借助顶推装置，将管道在地下逐节顶进的工程技术。
2.1.2工作井 Drivingshaft/pit
用于安放顶管施工设备、连接管道和始发顶进等的临时作业空间，也称工作坑。
2.1.3接收井 Receptionshaft/pit
顶管终端接收顶管机的竖井，也称接收坑。
2.1.4顶管机 Pipejackingmachine
安装在顶进管道最前端用于掘进、防坍、出泥和导向等的机械装置。
2.1.5中继间 Intermediatejackingstation
为控制最大顶进力而设置在管道中间的续顶机构。
2.1.6穿墙孔 Passageholeforpipejacking
顶管机从工作井穿墙入土的墙洞。
2.1.7接收孔 Arrivingholeforpipejacking
顶管机从土中穿入接收井的孔洞。
2.1.8后背墙 Reactionwall
工作井中承受顶进反力的墙体。
2.1.9后座 Jackingbase
安装在主油缸与后背墙之间，用于扩大反力墙承力面积的支承件。
2.1.10曲线顶管 Curvedpipejacking
轴线在水平方向或垂直方向呈曲线变化的顶管工程。
2.1.11触变泥浆 Thixotropicmud
用于填充顶进管道和土体之间的空间并起到减阻作用的泥浆材料。
2.1.12顶进力 Jackingforce
顶管施工过程中推进整个管道系统和相关机械设备向前运动的力。
2.2主要符号
2.2.1管道结构上的作用和作用效应
F——顶进力（kN）；
F0——顶管机的迎面阻力（kN）；
Rc——后背墙的承载能力，（kN）；
Fp——管道允许顶进力（kN）。
2.2.2土及管材性能
g——土的重度，（kN/m3）；
C——土的粘聚力，（kN/m2）；
kp——管道综合系数；
sp——管材抗压强度设计值（kN/m2）；
Ap——管道最小有效传力面积（m2）。
2.2.3几何参数
L——管道设计顶进长度（m）；
L1——顶管机或管段长度（m）；
L2——千斤顶长度（m）；
L3——后背墙厚度（m）；
m——考虑顶进管道后退、顶铁的厚度及安装富余量（m）；
B——工作井的最小宽度（m）；
D0——管道的外径（m）；
S——施工操作空间（m）；
H——工作井的深度（m）；
Hs——顶管覆土层厚度（m）；
hd——管底操作空间（m）
Dg——工作井穿墙孔直径（m）；
D——顶管机外径（m）；
Dj——接收井穿墙孔直径（m）；
C0——管道允许偏差的绝对值（m）;
a——曲线顶管时，相邻管节之间接口的控制允许转角（°
）;
r——曲率半径（m）；
rmin——最小曲率半径（m）；
l——预制管节长度（m）；
DS——相邻管节之间接口允许的最大间隙与最小间隙之差（m）
Bh——后背墙的宽度（m）；
h1——后背墙顶端离地面的高度，（m）;
h2——后背墙高度，（m）；
h3——后背墙深入基坑底部深度，（m）。
2.2.4设计系数
f——管道外壁与土之间的平均摩阻力（kN/m2）；
K——曲线顶管顶进力附加系数值；
S0——后背墙承载能力计算系数，取S0=1.5～2.5；
Kp——被动土压力系数；
h——安全系数，通常取h≥1.5。
基本规定
3基本规定
3.0.1顶管工程在设计和施工前，必须按基本建设程序和本规程第4章的规定进行岩土工程勘察。
3.0.2顶管工程所用的原材料、半成品、成品等产品的品种、规格、性能必须符
合国家有关标准的规定和设计要求；
接触生活用水的产品必须符合有关卫生要求。
3.0.3在地下水位以下、顶距大于50m的顶管项目，应优先选用封闭式机械顶管施工。
3.0.4在邻近重要建（构）筑物、地下管线或交通要道、铁路、高速公路、堤防等下面进行顶管施工时，必须对施工引起的地表变形和对周围环境的影响进行实时监测并采取相应的安全保护措施，制定应急预案。
3.0.5顶管穿越铁路、公路或其他设施时，除需符合本规程的有关规定外，尚应
遵守铁路、公路或其他设施的有关技术安全的规定。
3.0.6当相距较近的两条或多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。
3.0.7顶管施工方案应经评审通过后方可进行顶管施工。
顶管工程勘察
4顶管工程勘察
4.1勘察要求
4.1.1应在拟建工程项目的位置或规划设计线路确定后进行顶管工程勘察。
4.1.2顶管工程勘察应包括下列内容：
1应查明沿线区域的地质、地貌、地层结构特征、各类土层的性质、空间分布；
2当施工区域内有暗埋的河、湖、沟、坑或溶洞时，应查明其分布范围、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的潜蚀、流砂、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应对沿线进行踏勘，了解建（构）筑物、地下管线和地下障碍物的状况。
当缺乏地下障碍物和管线资料时，可采用物探或钻探方法弄清障碍物和管线的状况；
5应根据水文地质单元分层采取地下水样，进行腐蚀性试验。
对钢、铸铁金属管道，尚应针对管道埋设深度范围内各岩土层进行电阻率测试，判定环境岩土对管材的腐蚀性；
6当地下有承压水分布时，应测定承压水压力并评价其对顶管施工的影响；
7当施工区域内可能存在对人有害气体和其它有害物质时，必须查明其分布范围及影响程度并采取相应的安全措施。
4.2勘探孔的布置
4.2.1勘探孔的布置应符合以下要求：
1勘探孔间距应符合表4.2.1规定；
表4.2.1勘探孔间距（m）
场地类别
一级场地
（复杂场地）
二级场地
（中等复杂场地）
三级场地
（简单场地）
勘探孔间距（初级勘察）
30～60
60～100
100～150
勘探孔间距（详细勘察）
20～30
30～50
50～100
2应在管道设计轴线两侧5～10m范围内各布置一条勘探线，两条勘探线的勘探孔交错布置；
3管道穿越铁道、公路或河谷地段时，勘探孔移位不宜偏离管线中心轴线超过3m，勘探孔间距以能控制地层土质变化为原则，但在穿越铁道、公路地段时，不得少于2个勘探孔；
4在每个地貌单元、地貌单元交界部位、管线转角处、穿越铁路或公路的地段等复杂条件下，应根据场地复杂程度适当增加勘探孔数量；
5在穿越暗埋的河、湖、沟、坑、溶洞或可能产生流砂和液化等地质条件复杂的地段时，勘探孔数量应适当增加；
6在穿越河谷时，河谷两岸及河床上应布置勘探孔，其数量不应小于3个；
7宜在矩形工作井和接收井的四角或圆形工作井的周边布置勘探孔。
4.2.2勘探孔的深度应达到管底设计标高以下2～3m，如遇下列情况之一，应适当增加勘探孔的深度。
1当管线穿越河谷时，勘探孔深度应达到河床最大冲刷深度以下4～6m；
2当管线基底下存在松软土层、湿陷性土及可能产生流砂、潜蚀或液化地层时，勘探孔深度应加深或钻穿该类地层；
3在必须采取降低地下水位来进行管线施工的地段，勘探孔孔深应在管线中心以下3～5m；
4当管线下部有承压强透水层时，勘探孔应适当加深，或钻穿承压水层，并测量其水位；
5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。
4.3勘察报告
4.3.1勘察报告应阐述场地工程地质条件、评价场地稳定性和适应性，为合理确定顶管的平面布置、选择顶进标高、防治不良地质现象提供依据。
4.3.2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参数，以及地下水和环境资料，并做出针对性的分析评价、结论和建议。
4.3.3勘察报告主要由文字和图表构成。
勘察报告文字部分应包含以下内容：
1勘察目的和任务要求；
2勘察方法和工作布置；
3拟建顶管工程的基本特性；
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地基稳定性评价及建议地基处理方案；
6岩土参数的搜集、分析和选用；
7工程施工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；
8顶管施工中障碍物的预测、分析和评价；
9顶管施工对周边环境影响的分析和评价；
10有关顶管工程设计和施工措施的建议。
勘察报告图表部分应包括以下内容：
1勘探点平面布置图；
2工程地质柱状图；
3工程地质剖面图；
4原位测试成果图表；
5室内试验成果图表。
顶管工程设计
5顶管工程设计
5.1工程选线
5.1.1顶管工程选线应按照以下原则：
1应尽量避开地面结构物及树木；
2应避开地下障碍物；
3不宜在活动性地震断裂带通过；
4合理控制线路与附近结构物的距离，以满足检查井施工空间的需要；
5穿越河道时，应布置在河床的冲刷线以下；
6长距离顶管不宜在土层软硬明显的界面上顶进；
7在软弱或易引起不均匀沉降地层采用顶管法直接铺设承插式的混凝土排水管道时，应对地层进行预加固处理。
5.1.2顶管管道上覆土层厚度应满足以下规定：
1在不稳定土层中，管道上覆土层厚度宜大于管道外径的1.5倍，并应大于1.5m；
2穿越江河水底时，管道应布设在河床的冲刷线以下，管道上已固结覆土层最小厚度不宜小于管道外径的1.5倍，且不宜小于1.5m；
3在有地下水地区及穿越江河时，管道上覆土层的厚度还应满足管道抗浮要求；
4穿越铁路、公路、堤防或其他重要设施时，管道上部覆土厚度应遵守铁路、公路、堤防或其他设施的相关安全规定。
5.1.3相邻管道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，应符合下列要求：
1互相平行的管道水平净距宜大于管道外径的1倍。
2空间交叉管道的净间距，钢管不宜小于管道外径的0.5倍，且不应小于1.0m；
钢筋混凝土管和玻璃纤维增强塑料夹砂管不宜小于管道外径的1倍，且不应小于2m。
5.2顶进方案选择
5.2.1顶管施工应主要依据土质情况、地下水位、施工要求等因素，在保证工程质量、施工安全等的前提下，合理选用顶管方案。
5.2.2顶管机的选型可参考表5.2.2。
表5.2.2顶管机型和适用条件参考表
编
号
顶管机
型
地层稳定措施
适用地层
适用环境
1
挤压式
1.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
10～20cm。
2
气压式
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，但粘性土的
。
渗透系数应不小于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10cm。
3
多刀盘土压平衡式
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。
粘质粉土中慎
用。
4
刀盘全断面切削土压
平衡式
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。
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5cm。
5
加泥式机械土压平衡式
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5cm。
6
泥水平衡式
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。
渗透系数>
10-
，1cm/s，地下水流速较大
o时，应防止护壁泥浆被冲走。
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。
7
挤密式
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。
5.3工作井和接收井设计
5.3.1工作井的选址应遵循以下原则：
1应充分利用线路上的检查井；
2便于排水、出土和运输；
3尽量避开房屋、地下管线、池塘、架空电线等不利于顶管施工的场地；
4在地下水位以下单向顶进时，工作井宜设在管线下游，逆管道坡度方向顶进，有利于管道排水；
5在有曲线又有直线的顶管中，工作井宜设在直线段的一侧；
6多排顶进或多向顶进时，宜尽可能利用一个工作井。
5.3.2应根据地质资料、管道埋深、管道直径、环境条件等合理选用工作井的围护结构形式。
其设计宜符合以下原则：
1当顶管埋置较浅、地下水位较低、顶距较短时，宜选用钢板桩或SMW
工法；
2在顶管埋置较深、顶进力较大的软土地区，宜采用沉井或地下连续墙；
3在土质比较软，而且地下水又比较丰富的地区，宜优先采用沉井；
4当地下水位较低或无地下水的地段，可选用灌注桩；
5当施工场地狭小且周边建筑需要保护时，宜采用地下连续墙；
6当顶进力较大时，除沉井外其它形式的工作井都应设置钢筋混凝土后座墙；
5.3.3工作井尺寸设计宜按照以下原则：
1工作井的最小长度宜按下式计算：
L=L1+L2
+L3+m
（5.3.3-1）
式中：
L——工作井的最小长度（m）；
L1——顶管机或管段长度，取两者中大值（m）；
L2——千斤顶长度（m）；
m——考虑顶进管道后退、顶铁的厚度及安装富余量，可取1.5m。
2工作井最小宽度可按下式计算：
B=D0
+2S
（5.3.3-2）
值。
B——工作井的最小宽度（m）；
D0——管道的外径（m）；
S——施工操作空间，可取1.0～1.5m，浅工作井取小值，深工作井取大
3工作井底板面深度应按下式计算：
H=Hs+D0+hd
H——工作井底板面最小深度（m）；
（5.3.3-3）
hd——管底操作空间（m），钢管可取hd=0.70～0.80m；
玻璃纤维增强夹砂管和钢筋混凝土管等可取hd=0.4～0.5m。
4工作井穿墙孔直径可按下式计算：
Dg=D+0.2
（5.3.3-4）
Dg——工作井穿墙孔直径（m）；
D——顶管机外径（m）。
5.3.4接收井尺寸设计宜按照以下原则：
1最小长度应满足顶管机在井内拆除和起吊的要求；
2最小宽度应满足有足够的操作空间。
5.3.5接收井穿墙孔尺寸宜按下式计算：
Dj=D+2（C0+0.1）
Dj——接收井穿墙孔直径（m）；
（5.3.3-5）
C0——管道允许偏差的绝对值（m），按第7章表7.2.3取值。
5.4顶进力估算
5.4.1总顶进力可按下式估算：
F=pD0Lf
+F0
（5.4.1）
F——总顶进力（kN）；
D0——管道外径（m）；
f——管道外壁与土之间的平均摩阻力（kN/m2），采用触变泥浆减阻技术时，其取值可参照表5.4.1选取；
F0——顶管机的迎面阻力（kN），可参照表5.4.2进行计算。
表5.4.1采用触变泥浆时管壁单位面积平均摩阻力f（kN/m2）
土层类型
软粘土
粉性土
粉细土
中粗砂
岩石
管材类型
混凝土管
3.0～5.0
5.0～8.0
8.0～11.0
11.0～16.0
1.0～3.0
钢管
3.0～4.0
4.0～7.0
7.0～10.0
10.0～13.0
1.0～2.0
注：
当触变泥浆技术成熟可靠、管外壁能够形成和保持稳定、连续的泥浆套时，f的值可直接取3.0～5.0kN/m2。
5.4.2不同形式顶管机的迎面阻力计算可按表5.4.2中公式进行。
表5.4.2顶管机的迎面阻力计算方法
顶管机端面
常用机型
迎面阻力F0（KN）
式中符号
刃口
机械式工具管
F0=p（D-t）tPr
t——刃口厚度（m）
喇叭口
F=pD2（1-e）P
0 4 r
e——开口率
网格
F=pD2aP
0 4 0r
a0——网格截面参数，
可取a0=0.6～1.0
网格加气压
气压平衡式
F=pD2（aP+P）
0 4 r n
Pn——气压（kN/m2）
全断面切削
土压平衡式泥水平衡式
F=pD2gH0 4
g——土的重度（kN/m2）；
H——覆盖层厚度（m）
D——顶管机外径（m）；
Pr——挤压阻力（kN/m2），可取Pr=300～500kN/m2。
5.4.3在估算曲线顶管的顶进力时，应在直线顶管顶进力计算的基础上，根据曲率半径增加顶进力附加系数K值，K值可按表5.4.3选取。
表5.4.3曲线顶管顶进力附加系数K值
r
300D
250D
200D
150D
100D
K
1.1
1.15
1.2
1.25
1.3
r——曲率半径（m）。
5.4.4曲线顶管最小曲率半径可按下式计算：
tana=lr
=DSD
（5.4.4）
min 0
），一般取管节接口最大允许转角的1/2，F型钢承口的管节宜小于0.3°
；
DS——相邻管节之间接口允许的最大间隙与最小间隙之差（m），其值与不同管节接口形式的控制允许转角和衬垫弹性模量有关。
5.5后背墙的设计
5.5.1后背墙的设计和安装应满足如下要求：
1应有足够的强度，确保在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力；
2应有足够的刚度，在受到主顶工作站的反作用力时其变形在允许范围内；
3后背墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线；
4后背墙材料的材质应均匀一致；
5结构简单、装拆方便。
5.5.2利用已顶进的管道承受后座反力时，应符合下列规定：
1待顶管道的顶进力应小于已顶管道管壁与土层之间的摩擦力；
2后背墙钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；
3采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。
5.5.3在设计后背墙时应充分利用土抗力，必要时应对后背土体进行加固，以提高土抗力。
5.5.4后背墙的承载能力可按照下式计算：
R=S×
Bæ
h2×
Kp+2C×
h
·
+g×
h×
h×
Kö
c 0 h×
ç
g×
2 2
2 1 2 p÷
（5.5.4）
Kp
è
ø
Rc——后背墙的承载能力（kN）；
g——土的重度（kN/m3）；
h2——后背墙的高度（m）；
pp
K——被动土压系数，计算参考公式K=tan2（45+j/2），其中j指的是土的内摩擦角；
C——土的粘聚力（kN/m2）；
h1——地面到后背墙顶部土体的高度（m）。
5.5.5后背墙的承载能力也可分别用下列公式计算：
在不考虑后背支撑情况时：
R=Kp×
H×
B×
（5.5.5-1）
c h h 2
在考虑后背支撑情况时：
Bh×
H（h+2h
+h）
（5.5.5-2）
c 2×
h
1 2 3
Rc——后背墙的承载能力（kN）；
Kp——被动土压力系数。
H——工作井的深
升级会员 