-
顶管施工及验收规范
1
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
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
当地下管道或其他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，应该采用非开挖施工方法。
<
/p>
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
及其他不规则形状的管道。
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：刚性连接
或柔性连接。
1
．
0
．
6
对采用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地面建筑物、道路交通和地下管线的
正常使用时，应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<
/p>
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的技术
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
?
昆
合式顶管机操作员，应加强专业
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、气体输送管道和其他管道的使
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
12
～
36V
安全电压。
2
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。
<
/p>
2
．
0
．
2
顶进／起始工作坑／工作井
Drivepit(Entry 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。
2
．
0
．
3
接收／出口工作坑
Reception pit(Exit 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
)(Targ
et shaft)
。
2
．
0
．
4
进人施工
Man entry pipe jacking
施工人员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
管道顶人，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
微型隧道施工技术也称为小口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<
/p>
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，其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，则需要沿施工的
管
线安装一个或多个中继站进行辅助施工。
2
< br>．
0
．
8
顶管机
Jacking machine
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
．<
/p>
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
．
< br>0
．
10
顶进力
Jacking force(Jacking
loads)
顶管施工中的顶进力
(Jacking loa
ds)
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(Cutting wheel)
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。
< br>2
．
0
．
13
手掘式顶管机
Manual pipe
jacking machine
3
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，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
< br>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：
(1)
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。
(2)
业主或发包单位简介。
(3)
承包商或施工单位简介。
(4)
施工准备工作计划。
(5)
施工顺序与施工进度计划。
(6)
施工方法和施工设备选择。
(7)
施工平面布置图。
(8)
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。
(9)
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<
/p>
出来，并且标明所顶管子的口径、延长米等。
< br>(10)
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。
(11)
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；最后应对工程的特点、
难点作
一个重点介绍。
3
．
2
．
2
地层条件：对顶管、工作井、接收井所涉及的土层的物理、力学性质进行详细描述。
地层条件不仅是选择顶管工法的主要依据，
也是合理选择辅助施工方法和各
种施工计算
(
如顶
进力计算
)
的依据。因此，要求其数据可靠、可信。如果业主提供的资料不能完全满
足要求，
承包商应进一步要求业主提供有关资料，或者自己进行一次比较详尽的勘探，以
取得完整的
资料。
3
．
2
．
3
< br>地层柱状图：在比较简单、推进距离不长的情况下，可以在地层的纵剖图
-
亡标明所
顶管子的直径、高程和顶进长度。但是，若顶管施工规模比较
大且较为复杂时，就必须每间
隔一定距离绘一张地层柱状图。地层柱状图是把每一个钻探
孔的土质分层，并对其主要特性
加以说明，让施工人员能一目
了然地了解地层状况。在每一张地层柱状图中，自左至右，其
应含有的内容有：绝对标高
、土层深度、柱状图、土层颜色、土质名称、土层物理力学性质
说明、标准贯入值、标准
贯入值曲线、顶管所穿过的土层及管径和管内底标高等。
3<
/p>
．
2
．
4
地面建筑及道路状况：
对顶管可能影
响到的建筑的结构、基础、使用状况应作一些说明。必要时应对建筑物已有的
裂缝作一个
封头处理。具体做法是由施工方、业主、监理及当地代表四方，在施工前对可能
影响到的
建筑物的裂缝端头用红漆标注出来，对较宽裂缝的宽度用红漆标注在裂缝旁边，并
且对这
些拍照，做成资料，由四方签字并各持一份。遇到受保护的古建筑物及居民房屋应尽
可能
做得详细一点。如果需要特别保护的还要制定出其保护措施，该措施应列入后面的施工
计
划。
3
．
2
．
5
地下管线及地下构筑物：
4
顶管机选型
4
．
0
．
1
顶管施工应主要根据土质情况、地下水位、施工要求等，在保证工程质量、施工安
全等的
前提下，合理选用顶管机型。
4
．<
/p>
0
．
2
为合理
选择顶管机型，应首先获得和分析如下相关技术资料：根据所提供的工程地
质钻孔柱状图
和地质纵剖面图，了解顶管机所要穿过的有代表性的地层条件，同时研究特殊
的地层条件
和可能遇到的施工问题。详细分析顶管机所要穿越的各类地层的土壤参数
(
表
4
．
0
< br>．
2)
，然后依据下列几条进行顶管机的选型：
1
按土颗粒组成和土的塑性指数，可确定顶管机穿越最具代表性的地层及其最基本的地质依< p>
据。
2
根据土的有效
粒径
d10
和土的渗透系数
K
等，可确定是否采用人工降水的方法疏干地层。
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
>98kPa
，黏土颗粒含量
<1
0
％，
渗
透系数
>10cm
／
s
，并有严重流砂时，宜采用泥水平衡或开挖面加高浓度泥浆的土压平衡的
顶管掘
进机施工。
4
按土的稳定系数
NI
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，其计算公式见式
(4
．
0
．<
/p>
2)
。
当
Nt≥6
时，且地面沉降控制要求很高时，因正面土体流动性很大，
需采用封闭式顶管机头。
当
<
br>0
4
，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。
5
顶进管道
5
．
1
顶进管道的基本要求
5
．
1
．
1
所用管材必须满足如下基本要求：
(1)
能够抵抗管道内外的侵蚀。
(2)
能够承受一定的静、动荷载。
(3)
能够承受管道内外部的压力。
(4)
具有良好的过流性能。
(5)
较低的成本。
5
．
1
．
2
除了满足
5
．
1
．
1
中对管材的基本要求之外，顶管
施工的管材还应符合以下要
求：
(1)
较高的轴向承载能力。
(2)
紧密的配合尺寸。
(3)
端部要乎整、垂直。
(4)
管道长度方向上应保证平直度。
(5)
防水接头应设置在管道壁内，不允许突出于管道的内外壁。
(6)
管道接头应具有传递轴向载
荷的能力，同时在发生一定角度的偏斜时应仍具有防水
能力。
5
．
1
．
3
管道长度通常以
2
．
～
3
．
0m
为宜，有时也采用
1
．
0
～
1
．
25m
较短的管节。
对于大
直径的管道，一般应采用较长的管节，这样可以相对减少管接头的次数、提高施工效率。
在
通常情况下，
采用的单根管节的长
度不宜超过顶管机或微型隧道掘进机的机身长度。
5
．
1
．
4
顶进管道的直径
DN(ID)
系列为：
250
，
300
，
350
，
400
，<
/p>
450
，
500
，
600
，
700
，
8
00
，
900
，
1000
，
1100
，
1200
，
1250
，
1300
，
1400
，
1500
，
1600
，
1800
，
2000
，<
/p>
2100
，
2200
，
2400
，
2500
，
2600
，
2800<
/p>
，
3000
，
3
200
，
3500
，
< br>4000
。
5
．
1
．
5
< br>适合于顶管的管材类型通常包括：混凝土管道、球墨铸铁管道、石棉水泥管道、陶
土管、钢
管和塑料管等。
5
．
1
．
6
顶进管道及其连接处应有足够的抵抗管道内外化学腐蚀和机械损伤的能力
，管道的
防护措施
应和管道顶进工艺过程以及地层条件相适应。
5
．
1
．
7
管道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)
管道长度
(
平
均长度
)
。
5
．
1
．
8
管道的长度误差应符合表
5
．
1
．
8
中的相关规定。
5
．
1
．
9
管道端面的垂直度应满足下列要求：
(1)
管道端面的垂直度定义为如图
5
．
1
．
9
所示
的管道末端的角度。
(2)
管道端面
垂直度要依据线垂直于管道轴的管壁为基准来测量。如
6
顶管工作坑的设计与
施工
6
．
1
顶进工作坑的设计
6
．
1
．
1
< br>工作坑形状一般有矩形、圆形、腰圆形、多边形等，其中矩形工作坑最为常见。在
直线顶管
中或在两段交角接近
180
度的折线的顶管施工中，多采用矩形工作坑。矩形工作坑的短边与
长边之比通常为
2
：
3
。如果在两段交角比较小或者是在一个工作坑中需要向几个不同方向顶
进时，
则往往采圆形工作坑；另外，较深的工作坑也一般采用圆形，且常采用沉井法施工。
沉井
材料采用钢筋混凝土，工程竣工后沉井则成为管道的附属构筑物。腰圆形工作坑的两端
各
为半圆形状，而其两边则为直线；这种形状的工作坑多用成品的钢板构筑而成，而且大多
用于小口径顶管中。
6
．
1
．
2
应根据下列条件设计顶管工作坑：
(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)
尽可能减少工作坑的数量：顶进过程中要力求长距离顶进，少挖工作坑。
(8)
直线顶管工作坑最好设在管道附属构筑物处，
竣工后就工作坑地点修建永久性管道附属构
筑物。
(9)
长距离直线管道顶进时，在检查井处做工作坑，在工作坑内可以调
头顶进。在管道拐弯处
或转向
检查井处，应尽量双向顶进，提高工作坑的利用率。
(10)
多排顶进或多向顶进时，应尽可能利用一个工作坑。
(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。
(12)
在一些特殊条件下，如离房屋很近，则