DB22∕T 5032-2019 给水排水顶管工程技术标准(吉林省).pdf

吉林省工程建设地方标准 给水排水顶管工程技术标准 Technical standard for pipe jacking engineering of water and sewerage DB22/T 50322019 主编部门：吉林省建设标准化管理办公室 批准部门：吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 施行日期：2019 年 12 月 5 日 2019 长 春 第 536 号 现批准给水排水顶管工程技术标准为吉林省工程建设地方标准，编号为：DB22/T 5032-2019，自发布之日起实施。吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 2019 年 12 月 5日 前 言 根据吉林省住房和城乡建设厅关于下达2019 年全省工程建设地方标准制定（修订）计划（一）的通知（吉建标20191 号）的通知要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结经验，依据国家和地方标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。本标准的主要技术内容有：1 总则；2 术语和符号；3 基本规定；4 材料；5 勘察；6 设计；7 施工；8 特种顶管；9 监测与验收。本标准由吉林省建设标准化管理办公室负责管理，由长春市城建维护集团股份有限公司负责具体内容的解释。请各单位在执行本标准的过程中，随时将有关意见反馈给吉林省建设标准化管理办公室（地址：长春市民康路 519 号，邮编：130041，邮箱：），以供今后修订时参考。本 标 准 主 编 单 位：长春市城建维护集团股份有限公司 长春市城市快速路管理维护有限责任公司 中庆建设有限责任公司 本 标 准 参 编 单 位：吉林省勘察设计协会 本标准主要起草人：孙艳刚 马 亮 金明岭 郭 剑 安曙浩 田 伟 寇俊松 张虹禹 梁凯华 张宏权 宗有志 刘 彬 张 莹 张 维 彭 铖 李 岩 赵研宏 周 杨 刘占国 刘春雨 吴 凯 李 超 韩 闯 本标准主要审查人员：周 毅 陶乐然 裴壹用 孙炜宁 黄克新 武 术 宋玉虎 目目 次次 1 总则.1 2 术语和符号.2 2.1 术语.2 2.2 符号.4 3 基本规定.6 4 材料.7 4.1 一般规定.7 4.2 管材.7 4.3 配件.11 5 勘察.12 6 设计.14 6.1 一般规定.14 6.2 设计要点.14 6.3 结构设计.16 7 施工.21 7.1 一般规定.21 7.2 施工准备.21 7.3 工作井施工.23 7.4 设备安装.24 7.5 顶管始发.29 7.6 顶管顶进.30 7.7 注浆减阻.38 7.8 中继间施工.41 7.9 顶进接收.43 7.10 顶进后处理.43 7.11 施工测量.44 7.12 顶进记录.45 7.13 冬雨期施工.45 7.14 施工安全与环境保护.46 7.15 其它.48 8 特种顶管.50 8.1 曲线顶管.50 8.2 长距离顶管.51 8.3 小直径顶管.52 8.4 大直径管顶管.52 8.5 矩形顶管.53 8.6 垂直顶升.54 8.7 破管施工.55 8.8 地下对接.55 9 监测与验收.57 9.1 监测.57 9.2 验收.59 附录 A 顶管机选型参照表.69 附录 B 顶管工程顶进测量记录表.72 附录 C 顶管工程顶进记录表.74 本标准用词说明.75 引用标准名录.76 附：条文说明.77 1 1 总则 1.0.1 为规范给水排水顶管技术要求，使给水排水顶管工程做到技术先进、安全可靠、经济合理、科学环保，确保质量，制定本标准。1.0.2 本标准适用于给水排水顶管工程的勘察、设计、施工及验收。1.0.3 给水排水顶管工程的勘察、设计、施工及验收，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 顶管法 pipe jacking method 在地下借助顶推装置，将管道逐节顶进的非开挖施工方法。2.1.2 顶管机 jacking machine 安装在顶进管道最前端用于顶进、出泥和导向等的顶进机械装置。2.1.3 工具管 tool pipe 安装在顶进管道前端，供施工人员在其中进行挖土、纠偏和测量等作业的特殊钢制管节。2.1.4 套管 casing pipe 输送工作介质的工作管线在穿越铁路、公路、河道和其它地下设施时，为保护工作管线及可能受影响的设施，不影响工作管的维护及相关设施的使用而预先铺设的直径大于工作管道的管道。2.1.5 工作井 working shaft 用于顶管始发端放置顶管设备并进行顶进施工的地下作业空间结构，也称工作坑。2.1.6 接收井 arriving shaft 顶管终端接收顶管机的地下作业空间结构，也称接收坑。2.1.7 中继间 intermediate jacking station 为控制最大顶进力而设置在顶进管线中途的续顶机构。2.1.8 穿墙孔 passage hole for pipe jacking 在工作井墙中，管道或顶管机从工作井进入土层的孔洞。2.1.9 接收孔 arriving hole for pipe jacking 为顶管机从土中穿入接收井而预先留置的孔洞。3 2.1.10 导轨 guide track 在顶管初始阶段具有导向及定位作用并固定于工作井井底，用于支撑顶管机和管节的轨道。2.1.11 后背墙 reaction wall 工作井中承受顶进反力的墙体。2.1.12 后座 jacking base 安装在主油缸与后背墙之间，用于传递顶进反力的支承件。2.1.13 触变泥浆 collaidal mud 填充于顶进管道和土体之间，在静置或受震条件下分别呈凝胶或溶胶状态，顶进过程中起到减阻作用的泥浆材料。2.1.14 注浆减阻 grouting drag reduction 通过在管道外壁注射润滑剂来达到减少顶进阻力的方法。2.1.15 顶进力 jacking force 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。2.1.16 曲线顶管 curvilinear pipe jacking 轴线在水平方向、垂直方向呈曲线变化的顶管。2.1.17 小直径顶管 small diameter pipe jacking 施工人员不宜进入或无法进入作业的内径小于 800mm 的顶管。2.1.18 大直径顶管 large diameter pipe jacking 管子内径在 3500mm 以上的顶管。2.1.19 长距离顶管 long distance pipe jacking 一次连续顶进长度在 400m 以上并设置中继间的顶管。2.1.20 超长距离顶管 super long distance pipe jacking 一次连续顶进长度超过 1000m 以上的长距离顶管。2.1.21 手掘式顶管 manual pipe jacking 施工人员进入顶进管道内进行开挖作业的一种顶管施工方法。2.1.22 土压平衡式顶管 earth pressure balanced pipe jacking 4 由螺旋机出土，利用搅拌土体压力来平衡水土压力的一种顶管施工方法。2.1.23 泥水平衡式顶管 mud and water balanced pipe jacking 由泥水循环出土，利用泥水压力平衡水土压力的一种顶管施工方法。2.1.24 气压平衡式顶管 barometric balanced pipe jacking 采用压缩空气来平衡水压力以保持挖掘面土体稳定的一种顶管施工方法。2.2 符号 2.2.1 管道结构上的作用和作用效应 Epk后背墙外土体的总被动土压力；Eep，k墙外土体的总主动土压力；Fdc混凝土管允许顶力；顶进力；NF顶管机的迎面阻力；Ptk顶力标准值。2.2.2 土及管材性能 Ap管道的最小有效传力面积；Eep，k沉井前方主动土压力合力标准值；Epk沉井后方被动土压力合力标准值；fep，k最大主动土压力；fpk最大被动土压力；fs管道外壁与土的平均摩阻力；fc 混凝土抗压强度设计值；fs 钢管轴向抗压强度设计值；fb玻璃纤维增强塑料夹砂管轴向抗压强度设计值；Kdc混凝土管综合系数；5 Kds钢管综合系数；Kdb玻璃纤维增强塑料夹砂管综合系数；Kdp预应力钢筒混凝土管综合系数；Su土的不排水抗剪强度；土的重度；土的粘聚力；管道所处土层的内摩擦角。2.2.3 几何参数 D管道的外径；h0地面至机头中心的高度；h后背墙外天然土壁的高度；hf顶力距刃脚底的距离；H管道顶部以上覆盖土层的土拱高度；Lb沉井对应外壁宽度；管道顶进长度；R沉井外壁半径。2.2.4 设计系数 Kp被动土压力系数；f顶进时管道与其周围土层作用力的摩擦系数；考虑合力作用点不一致的折减系数。6 3 基本规定 3.0.1 顶管线路邻近重要建（构）筑物、地下管线或交通要道，或穿越铁路、高速公路、堤防等情况时，应制定应急预案，采取安全合理的有效防护措施和监测方案。3.0.2 顶管穿越铁路、公路或其他设施时，除应符合本标准的有关规定外，尚应遵守铁路、公路或其他设施的相关规定。3.0.3 顶管工程所用管材、构配件及主要原材料等进场后应按照国家有关标准的规定进行验收，顶管设备应检验合格后再进场，并应进行单机、整机联动调试。3.0.4 在地下水位以下、顶距大于 50m 的顶管项目，宜优先选用封闭式机械顶管施工。3.0.5 顶管工程冬雨期施工应做好相应的防雨、保温措施。3.0.6 顶管工程应综合考虑工程地质、水文地质和周边环境等条件，合理选择工艺工法，优化设计，精心施工，严格监控。3.0.7 施工单位在开工前应编制施工组织设计，对关键的分部、分项工程应分别编制专项施工方案。施工组织设计、专项施工方案必须按规定程序审批后执行，有变更时应办理变更审批。7 4 材料 4.1 一般规定 4.1.1 顶管工程所用管材应根据管道用途、管材特性及当地具体情况确定，宜优先选用钢筋混凝土管、钢管、玻璃纤维增强塑料夹砂管、预应力钢筒混凝土管。4.1.2 顶管工程所用管材的品种、规格、性能应符合现行国家有关标准的规定和设计要求，接触生活用水的产品应符合国家现行有关卫生标准的规定。4.1.3 顶管工程管材所用的原材料、半成品、成品等产品的品种、规格、性能必须符合现行国家有关标准的规定和设计要求。4.2 管材 4.2.1 顶管工程所用管材应符合下列基本要求：1 轴向承载能力和抗压能力应满足顶管工程设计要求；2 能够抵抗管道内外的侵蚀；3 几何尺寸准确，端部平整、垂直；4 具有良好的过流性能；5 接头具有传递轴向载荷的能力且密闭性良好。4.2.2 管节长度宜为 2.0m3.0m。4.2.3 钢筋混凝土管材性能应符合下列规定：1 钢筋混凝土管材应符合现行国家标准混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T 11836；管节及接口的抗渗性能应符合设计的相关规定；2 钢筋混凝土顶管的混凝土强度等级不应低于 C40；8 3 钢筋混凝土管宜采用双道橡胶密封圈钢承插接口形式；4 钢筋混凝土管材配件防腐性能应符合下列要求：1）防腐产品应有出厂合格证及检测报告，包装应完好、无 破损且无滴漏；2）钢套环应按设计要求进行防腐处理，端部刃口无疵点，焊接处应平整。4.2.4 钢管管材性能应符合下列规定：1 顶管钢材宜选用 Q235B 钢材，长度和厚度符合设计相关要求；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GB/T 700 的规定，且焊缝等级应不低于 II 级，管节内外直缝宜采用埋弧自动焊；3 管壁厚度应考虑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，且不得小于 2mm。钢管年腐蚀量标准可按表 4.2.4 确定；表 4.2.4 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 高于地下水位地区 腐蚀量（mm/年）0.02 0.04 0.03 4 钢管管材防腐性能应符合下列规定：1）钢管表面除锈应清除油污、尘土、焊渣、氧化物及疏松 的锈蚀物；2）钢管防腐层宜在工厂内完成，现场连接的坡口按设计要 求处理；3）钢管外防腐可采用熔结环氧粉末防腐涂层或环氧树脂 玻璃钢外防腐等，钢管内防腐可采用液体环氧涂料等，内外厚度应符合相关规范的规定；4）防腐涂料产品应具有出厂合格证，包装完好、无破损、无滴漏；5）进行管道防腐喷涂时，应在上一道涂层基本固化后方可 9 进行下一道涂层作业，每道涂层作业时间较长，必须将 原涂层清洁后再进行下道作业。两道涂层间隔不宜超过 2 周；6）防腐涂装禁止在雨天、雾天、大风天气露天作业，被喷 涂表面必须保持干燥、无水迹、油迹，在配料和涂刷过 程中严禁与火、酸、碱、醇等接触；7）钢管拼装待焊缝冷却后，应进行防腐处理。4.2.5 玻璃纤维增强塑料夹砂管管材性能应符合下列规定：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GB/T 21238 的规定；2 玻璃纤维增强塑料夹砂管的内表面应光滑平整，无龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区、气泡和纤维浸润不良等现象；3 管端面应平齐，边棱无毛刺，管道外表面平直度应小于3mm；4 缠绕成型玻璃纤维增强塑料夹砂管的管端应增强，且应设置增强过渡段；5 玻璃纤维增强塑料夹砂管可采用双插口接头或承插式接头；6 用于输送饮用水的顶管管道，管内涂层树脂应符合国家现行卫生标准的规定；7 玻璃纤维增强塑料夹砂管可不做防腐处理。4.2.6 预应力钢筒混凝土管应符合下列规定：1 预应力钢筒混凝土管的制作质量应符合现行国家标准预应力钢筒混凝土管GB/T 19685 的规定；2 管道承、插口端部混凝土不应有缺料、掉角、孔洞等现象；3 管道内壁混凝土表面应平整光洁，不应出现直径或深度大于 10mm 孔洞、凹坑以及蜂窝麻面等不密实现象；4 管道外壁混凝土表面应平整，无粘皮、麻面、蜂窝、塌落露筋、空鼓，局部凹坑深度不应大于 5mm；5 预应力钢筒混凝土管防腐要求参考钢管管材防腐性能要求；10 6 预应力钢筒混凝土管标识、运输和保管应符合下列规定：1）管节出厂前应对合格的管节设置标志，标志内容应包括 企业名称、产品商标、产品标记以及生产日期；2）管节严禁采用钢丝穿心方式吊装，应采取措施防止管节 碰伤；3）管节应按不同管节品种、公称内径、工作压力、覆土深 度等因素分别存放，不得混放；4）在干燥气候条件下，应加强管节的后期洒水保养工作。4.2.7 管道接口应符合下列规定：1 管道接口表面应平整无破损；2 管道接口尺寸及组装应符合设计要求；3 管道接口应满足顶管施工轴向力和剪切力的设计要求；4 管道接口满足密封性能要求；5 管节之间、管节与顶管机或工具管之间采用插接连接时，顶管机（工具管）或前节管节宜搭在导轨上 200mm300mm。4.2.8 管材制造商应提供顶进管道的下列详细资料：1 管道的内径；2 管道的外径；3 管道的接头形式；4 管道连接位置的尺寸；5 管节长度（平均长度）。4.2.9 顶进管道和管道接头出厂时，产品应有如下的标记：1 制造商的生产号码；2 生产日期；3 直径；4 测试标记，制造允许偏差和所采用的相关标准；5 检测合格标记。11 4.3 配件 4.3.1 采用 T 形钢套环橡胶圈防水接口时，应符合下列规定：1 橡胶密封圈材料性能应符合现行国家标准 橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范GB/T 21873 的规定；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 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；4 木垫圈应采用质地均匀、富有弹性的材质制作，厚度宜为8mm12mm。4.3.2 采用橡胶圈密封的企口或防水接口时，应符合下列规定：1 粘结木衬垫时凹凸口应对中，环向间隙应均匀；2 插入前，滑动面可涂润滑剂，插入时，外力应均匀；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。4.3.3 洞口止水圈安装应符合下列规定：1 洞口止水圈应由下面四部分组成：前止水墙、预埋螺栓、橡胶止水圈、钢压板；2 大于 10m 以上覆土深度或者穿越江河的工作坑中，洞口止水圈宜设置两道；3 洞口止水圈橡胶应满足伸长率和强度要求。12 5 勘察 5.0.1 顶管工程勘察设计时，应查明沿线各地段的地质、地貌、地层结构特征、地下水情况、各类土层的性质、空间分布等。5.0.2 顶管工程的结构设计和施工应以工程地质勘察及工程环境调查资料为依据。5.0.3 顶管工程地质勘察及工程环境调查应包括钻探和物探。5.0.4 顶管管线范围内存在有害气体和其他有害物质时，应查明分布状态，并应采取安全措施。5.0.5 工程地质勘察结束后，应对勘探孔进行封堵处理。5.0.6 顶管工程勘察应符合下列规定：1 勘察范围应覆盖规划设计线路；2 勘察内容应全面、详尽并具针对性；3 勘察资料齐全、完整；4 勘察具有一定的深度及建设性。5.0.7 顶管工程勘察应包括下列内容：1 选择合适方法对沿线进行调查、踏勘，了解地上建（构）筑物、地下构筑物、地下障碍物及地下管线状况；2 顶管工程地段有无潜蚀、流沙、管涌和地震液化地层情况；3 顶管工程地段有无溶洞或空洞情况；4 顶管工程是否处于断裂带或地震带；5 顶管工程地段有无暗河、地下水及承压水等情况；6 顶管工程地段有无腐蚀性水质及有害气体等；7 顶管工程穿越河流、湖泊、池塘、大堤等所需考虑的因素；8 顶管工程地段冰冻层状况及变化规律。5.0.8 勘察报告应由文字和图表两部分组成，报告应满足相应设计和施工阶段的技术要求。13 5.0.9 顶管工程勘察报告文字部分应包含下列内容：1 勘察目的和任务要求；2 拟建顶管工程的基本特性；3 勘察方法和工作布置说明；4 场地地形、地质、地貌、岩土性质、地下水水位及地下水压力和地下水对管材腐蚀性的阐述和影响评价；5 地基土的稳定性评价；6 岩土参数的分析及选用；7 建议顶管选位方案；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、防治措施建议；9 有关顶管工程设计及施工措施的建议。5.0.10 顶管工程勘察报告图表部分应包含下列内容：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；6 岩土工程计算简图及计算成果图表；7 建议地基不稳定土层的处理方案图表。14 6 设计 6.1 一般规定 6.1.1 顶管设计应包括选线、工作井（接收井）形式、管材选择、井间距、管道埋深等内容。6.1.2 顶管结构承载能力应能够满足施工要求。6.2 设计要点 6.2.1 顶管线路选择应符合下列要求：1 避开地下障碍物，与地上及地下建（构）筑物管线等应有足够的安全距离，安全距离符合相关规范规定；2 禁止穿越活动断裂带、暗河；3 顶管线路穿越河道时，应充分考虑管线的埋置深度。6.2.2 顶管工作坑选择应考虑下列因素：1 管道井室的位置；2 可利用坑壁土体作后座墙；3 便于排水、出土和运输；4 对地上、地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全施工措施；5 距电源和水源较近，交通方便；6 地下水位以下顶进时，工作坑要设在管线下游，逆管道坡度方向顶进，有利于管道排水；7 减少工作坑的数量；8 直线顶管工作坑宜设在管道附属构筑物处，顶管完成后直接在工作坑地点修建永久性管道附属构筑物；15 9 长距离直线管道顶进时，在检查井处作工作坑，在工作坑内可以调头顶进。在管道拐弯处或转向检查井处，可采取双向顶进，提高工作坑的利用率；10 多排顶进或多向顶进时，宜共同利用一个工作坑；11 工作坑的选址应尽量避开房屋、地下管线、池塘、架空电线等不利于顶管施工的场所。6.2.3 工作井的结构形式宜根据顶管施工条件、工程地质和水文地质条件、井深度等因素确定。6.2.4 工作井尺寸应遵循以下原则：1 最小长度应满足顶管机在井内安拆和起吊的要求；2 最小宽度应满足有足够的操作空间；3 工作井尺寸及平面布置满足选址要求。6.2.5 管材设计包括管材选型及管节的基本参数设定。6.2.6 管材选型应根据材料优缺点进行合理选用。6.2.7 顶管间距设置应符合下列要求：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 1.5m 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。6.2.8 管顶覆盖层厚度应符合下列要求：1 管顶覆盖层厚度宜不小于管道外径的 1.5 倍且不小于 3m；2 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。6.2.9 下列情况不宜采用顶管施工：1 土体承载力 f 小于 30kPa；2 岩体强度大于 15MPa；16 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；4 江河中覆土层渗透系数 K 大于或等于 10-2cm/s。6.3 结构设计 6.3.1 顶管机迎面阻力按现行国家标准 给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268 的要求计算。6.3.2 计算顶力按下式计算：P=DLfs+NF （6.3.2）式中：P计算顶力（KN）；D管道外径（m）；fs管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m2），通过试验确定；L管道的顶进长度（m）；NF顶管机的迎面阻力。6.3.3 管材允许顶力按下式计算：1 钢筋混凝土管 Fdc=KdcfcAp （6.3.3-1）式中：Fdc混凝土管允许顶力（N）；Kdc混凝土管综合系数，取 Kdc=0.372；fc 混凝土抗压强度设计值（N/mm2）；Ap管道最小有效传力面积（mm2）。2 钢管 Fds=KdsfsAp （6.3.3-2）式中：Fds钢管允许顶力（N）；Kds钢管综合系数，取 Kds=0.277，当顶进长度小于 300m 17 未加中继间时，且土层均匀，取 Kds=0.346；fs 钢管轴向抗压强度设计值（N/mm2）；Ap管道最小有效传力面积（mm2）。3 玻璃纤维增强塑料夹砂管 Fdb=KdbfbAp （6.3.3-3）式中：Fdb玻璃纤维增强塑料夹砂管允许顶力（N）；Kdb玻璃纤维增强塑料夹砂管综合系数，取 Kds=0.277；fb 玻璃纤维增强塑料夹砂管轴向抗压强度设计值（N/mm2）；Ap管道最小有效传力面积（mm2）。4 预应力钢筒混凝土管 Fdp=KdpfcAp （6.3.3-4）式中：Fdp预应力钢筒混凝土管允许顶力（N）；Kdp预应力钢筒混凝土管综合系数，取 Kdp=0.391；fc 预应力钢筒混凝土抗压强度设计值（N/mm2）；Ap预应力钢筒管道最小有效传力面积（mm2）。6.3.4 工作井允许顶力按下列要求计算：1 圆形工作井允许顶力按下式计算：Ptk=（0.8Epk-Eep，k）（6.3.4-1）Epk=3.56RCh+h2(0.89+0.11(1)（6.3.4-2）Eep，k=2（1/2h2 2+22/）（6.3.4-3）KP=tan2（45+/2）（6.3.4-4）=（hf-丨 hf-hp丨）/hf （6.3.4-5）式中：Eep，k沉井前方主动土压力合力标准值（KN）；Epk沉井后方被动土压力合力标准值（KN）；18 Ptk顶力标准值（KN）；考虑合力作用点不一致的折减系数；hp土压力合力至刃脚底的距离；hf顶管力至刃脚底的距离；Epk后背墙外土体的总被动土压力（KN）；土的重度（KN/m3）；h后背墙外天然土壁的高度（m）；土层内摩擦角（）；C土粘聚力（KN/m2）；KP被动土压力系数；R沉井外壁直径（m）。（a）平面图 （b）剖面图 图图 6.3.4-1 圆形沉井顶力作用下土体稳定计算图圆形沉井顶力作用下土体稳定计算图 2 矩形工作井允许顶力按下式计算：Ptk（0.8Epk-Eep，k）（6.3.4-6）19 （a）平面图 （b）剖面图 图图 6.3.4-2 矩形沉井顶力作用下土体稳定计算图矩形沉井顶力作用下土体稳定计算图 其中主动土压力及被动土压力按表 6.3.4 计算。表 6.3.4 矩形工作井土压力计算公式 分类 土质 计算公式 主动土压力 无粘性土 Epk=（1/2）h2tg2（45+/2）分类 土质 计算公式 主动土压力 粘性土 Epk=(1/2)h2tg2（45+/2）+2tg2（45+/2）被动土压力 无粘性土 Eep，k=h2tg2（45-/2）/2 粘性土 Eep，k=（1/2）2 2（45/2）2(2（45 /2）)+22/_ 注：土的重度（KN/m3）；h后背墙外天然土壁的高度（m）；土层的内摩擦角（）；C土的粘聚力（KN/m2）；Lb沉井对应外壁宽度。20 6.3.5 最小覆土厚度按下式计算：H=gv管 （6.3.5）R沉井外壁直径（m）；土的重度（KN/m3）；H管道上方土高度（m）；水密度（kg/m）；G管管道延米重（KN）；V管道每延米体积（m）。21 7 施工 7.1 一般规定 7.1.1 混凝土顶管应在管节混凝土强度达到设计强度的 90后进行。7.1.2 管材运输时管节两端头应有支撑措施。7.1.3 管材堆放场地应平整坚实，堆放时应平稳，防止滚动，不宜多层叠放。7.1.4 多条平行管道采用顶管法施工的，施工顺序宜先深后浅、先大后小。7.1.5 管道顶进施工在非特殊情况下应连续作业。7.1.6 顶管施工停止时间超过 48h，且顶进距离达到设计距离的 50时，应重新进行起动顶力验算，并配备足够的主顶千斤顶。7.1.7 在管道顶进过程中，应控制顶管机前进方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏措施。7.2 施工准备 7.2.1 顶管施工前应熟悉施工图纸，参加施工图纸会审，掌握设计意图。7.2.2 在含水砂层、复杂地层及临近水体区域，应充分掌握水文地质资料。7.2.3 在环境保护要求很高的砂性土层中进行顶管施工，当地下水压力大于 98kPa，粘粒含量小于 10%，渗透系数大于 10cm/s，并有严重流砂时，宜采用泥水平衡或开挖面加注高浓度泥浆的土压平衡的顶管机施工。22 7.2.4 按土的稳定系数 Nt的计算和对地面沉降的控制要求选择顶管机的结构形式以及地面沉降控制技术措施，其计算公式见公式7.2.4。Nt=0+（7.2.4）式中：土的重度；h0 地面至机头中心的高度；q 地面超载；n 折减系数，一般取 1；土的不排水抗剪强度。Nt6 时，且地面沉降控制要求很高时，因正面土体流动性很大，应采用封闭式顶管机头；4Nt6 时，地面沉降控制要求不很高时，可考虑采用挤压式或网格式顶管机；Nt4 时，地面沉降控制要求不高时，可考虑采用手掘式顶管机。7.2.5 在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采用平衡功能类型的顶管机。7.2.6 顶管机选型应考虑顶管管径、土质情况等因素合理选择，详见附录 A。7.2.7 应结合工程特点、施工部署及计划安排，支护施工围挡、搭建现场临时生产和生活设施，并应制定文明施工管理措施，做好环境保护工作。7.2.8 施工临时设施应根据工程特点合理设置，并有总体布置方案。对不宜间断施工的项目，应有备用动力设备。7.2.9 顶管施工前应编制施工方案，包括下列主要内容：1 顶进方法比选和顶管段单元长度的确定；2 顶管机选型及各类设备的规格、型号及数量；23 3 工作井位置选择、结构类型及其洞口封门设计；4 管节、接口选型及检验，内外防腐处理；5 顶管进、出洞口技术措施，地基改良措施；6 顶力计算、后背设计和中继间设置；7 减阻剂选择及相应技术措施；8 施工测量、纠偏的方法；9 曲线顶进及垂直顶升的技术及控制措施；10 地表及构筑物变形与形变监测和控制措施；11 安全技术措施、应急预案；12 环境保护措施。7.2.10 施工单位必须遵守国家和地方政府有关环境保护的法律、法规，采取有效措施控制施工现场的各种粉尘、废气、废弃物以及噪声、振动等对环境造成的污染和危害。7.3 工作井施工 7.3.1 工作井围护结构形式应根据地质资料、管道埋深、地下水位、环境条件等合理选择，工作井施工应符合现行国家标准建筑基坑支护技术规程JGJ 120 的规定。7.3.2 工作井预留洞口制作应采用圆形模板，模板尺寸允许偏差 5mm，模板的强度和刚度应符合保持洞口圆度的要求。7.3.3 工作井（接收井）洞口封门应符合下列规定：1 洞口封门应考虑工作井的结构形式、深度、土质情况、顶管机形式等，合理选择封门类型；2 洞口应设置相应的止水措施，止水装置联结环板应与工作井壁内的预埋件焊接牢固，且用胶凝材料封堵；在砂性土、粉土等土层宜采用盘根止水；在粘性土土层宜采用橡胶板止水；在承压水土层中宜用组合形式止水；顶管结束后，管道与洞口的间隙应及时进行封堵；24 3 采用钢管做预埋顶管洞口时，钢管外宜加焊止水环；4 工作井出洞封门应拆除方便，拆除时应减小对洞门土层的扰动。钢板桩工作井可拔起或切割钢板桩露出洞口，并采取措施防止洞口上方钢板桩下落；沉井工作井拆除洞口封门，应同时清除井壁外侧的封板和其他封填物；5 拆除工作井进洞封门后，顶管刀盘应及时靠上开挖面，立即进行后续顶进施工；6 顶管机在靠近接收井洞口时，应降低正面土压力的设定值，同时控制顶进速度与出泥量的平衡。是砖封门时，可用顶管机直接把砖封门挤倒或用刀盘慢慢将砖封门削掉；7 设置临时封门时，应考虑周围土层变形控制和施工安全等要求。7.3.4 当采用沉井作为工作井时应考虑沉井下沉对周围土体的影响。7.4 设备安装 7.4.1 顶管后背墙安装应符合下列规定：1 后背墙设计应通过详细计算，承载能力应满足最大顶进力的需求；2 后背墙所用材料应均匀一致；3 后背墙表面应平直，且垂直于顶进轴线；4 后背墙可采用装配式后座或整体式后座；采用装配式后座墙时，应满足下列要求：1）装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后 的后背墙应有足够的强度和刚度；2）后背墙墙面应平整，并与管道顶进方向垂直；3）装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，且不宜小于 500mm；25 4）后背墙应与后座墙贴紧，有间隙时应采用填缝材料填塞 密实；5）组装后背墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的 接触应紧贴，并层层固定；5 利用已顶进完毕的管道作后背墙时，应符合下列规定：1）待顶管道的顶进力应小于已顶管道的顶进力。2）后背墙钢板与管口之间应衬垫缓冲材料，保护已顶入管 道的接口不受损伤；6 无原状土作后座墙时，应采用结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙；7 后背墙安装允许偏差如下：垂直度 0.1%H、水平扭转度0.1%L，其中 H 为装配式后背墙的高度（mm），L 为装配式后背墙的长度（mm）。7.4.2 导轨的安装应符合下列规定：1 导轨应采用钢质材料制作；2 导轨安全满足其整体刚度和强度要求；3 导轨对管道的支承角宜为 60，导轨的高度应保证管道中心对准穿墙孔中心，导轨的走向应与设计轴线一致；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；5 安装后两导轨应顺直、平行、等高、稳固，其坡度应与管道设计坡度一致；6 导轨安装完毕后应在预留洞口内安装副导轨，副导轨的安装要求与主导轨保持一致；7 顶进施工时，固定在工作井底板上的导轨不应产生位移、沉降和变形；8 导轨安装的允许偏差如下：轴线位置：3mm；标高：0+3mm；轨道内距：2mm。7.4.3 顶管机的安装与调试应符合下列规定：26 1 顶管机安装前应做一次安装调试，清洗油管，保持电路系统干燥，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；4 顶管机安放在导轨上后，应测量前后端中心的方向偏差和相对高差，并做好记录，顶管机的接触面应相互吻合；5 带帽檐的顶管机和封闭式顶管机应按设计要求正确定位，两边对称；6 顶管机下坑后，刀盘应离开封门 1m 左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不应超过 5mm。凿除封门时应凿除干净，使顶管机刀盘贴住前方土体。7.4.4 千斤顶的配置及安装应符合下列规定：1 根据工作井允许顶进力、管段允许顶进力确定千斤顶的规格和数量；2 千斤顶多于一台时，应取偶数，宜规格相同，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；3 千斤顶宜固定在支架上，应符合中线和顺直要求，且应以管道中心线为轴对称布置；4 千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油控制系统；5 千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快；6 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。7.4.5 顶铁安装应符合下列规定：1 顶铁应具有刚度大，稳当性好的结构性能，满足传递顶进力的要求；2 顶铁表面应平整，尺寸符合设计和施工要求，两个受压面 27 平行；3 合理选用顶铁形式，优先采用整体式顶铁，因顶程不满足施工要求时，可采用分块拼装式顶铁；4 顶铁与管口之间应设置缓冲材料；5 单行纵向顶铁中心线与管道轴线一致；双行纵向顶铁的两条中心线应平行，与管轴线距离相等，并应与管口平面垂直；6 顶铁安装完成后，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；7 顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常迹象；8 更换顶铁时，应优先选用长度大的顶铁，顶铁拼装后锁定；9 顶铁闲置时应做好顶铁的成品保护和检查，发现有腐蚀、变形等现象及时处理。7.4.6 油缸泵安装应符合下列规定：1 油泵应与千斤顶相匹配，油泵流量应满足顶进要求，宜设置在千斤顶附近，同时配备备用油泵；2 油泵安装完毕，应进行试运转；油管应顺直、转角少；3 导向油缸应根据管径大小、顶进方法、顶管机长度、地质条件等因素来选择吨位值；4 顶进开始时，油压应缓慢升高，待各接触部位密合后，按正常速度顶进；油压突然升高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。7.4.7 注浆泵安装应符合下列规定：1 泵体应水平放置，稳固地安装在基础上；2 根据现场情况，宜选用较短吸入管缩短吸程；3 压力表宜装置在注浆泵出浆口处；4 安装高压管路及泵头各部件时，应确保各丝扣连接完好；5 输送管道宜减少弯曲，不得对管道加压或悬挂重物。7.4.8 视频监控安装应符合下列规定：28 1 视频监控设备应状态良好，稳固的安装于顶管机头内部；2 视频监控画面应清晰流畅，并能反映顶管机各项指标及顶进方向偏差值。7.4.9 配电设备安装应符合现行国家标准 施工现场临时用电安全技术规范JGJ 46 的规定。7.4.10 根据出土方式的不同，出土设备安装应满足下列要求：1 泥水平衡系统安装应符合下列规定：1）根据场地条件设置泥浆箱或泥浆池，宜使用泥水处理器对泥水进行分离；2）进浆泵宜靠近泥浆箱安装，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 1m 外以及顶管机机头注浆处各安装一只隔膜式压力表，用于准确观测注浆压力；3）泥浆箱出浆口宜高出箱底 500mm，出浆口宜设置截止阀，再通过软管与进浆泵连接；4）排浆泵安装在井内或管道内，井内安装高度宜高出井底 500mm，管内安装宜离开顶管机 50m70m；5）管路拐弯处应使用弯头连接。2 土压平衡顶管施工的排渣设备安装应符合下列要求：1）采用泥土泵排土时，送土管应平直、少弯道，送土管间连接应严密，送土管间的折角不宜超过 2；2）采用轨道车装泥时，道轨对接错位水平向不应大于 5mm，高低不应大于2mm，轨道两端应设置轨道车防撞装置；3）采用卷扬机牵引轨道车时，卷扬机的线速度不宜大于 0.5m/s。7.4.11 起重设备安装应符合下列规定：1 顶管施工应配备起重吊装设备，其起重性能应满足如下各项工作要求：1）顶管机和顶进设备的装拆；29 2）顶进管道的吊放和顶铁的装拆；3）土方和材料的垂直运输。2 设备进场安装后应进行质量验收