輸配水管道工程頂管穿越設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

1下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包GB/T17219生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的GB50086巖土錨桿與噴射混凝土支CECS137給水排水工程鋼筋混凝土用頂管施工時(shí)，從地面豎直開(kāi)挖至管道底部的輔助通道，也稱工作坑、24.1.2能夠用于頂管的管材包括鋼管、鋼筋混凝土管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管、預(yù)應(yīng)力鋼4.1.4頂管管道及其接口應(yīng)有抵抗管道內(nèi)、外化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷的能力，管道防護(hù)措施應(yīng)4.1.7頂管管材與飲用水直接接觸的材料均應(yīng)符合GB5749和GB/T1a)永久作用包括管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力、側(cè)向土壓力、管內(nèi)水重和頂管軸線偏3b)可變作用包括管內(nèi)水壓力、管道真空壓力、地面堆積荷載、地面車輛荷載、地下水作用、溫G1k=y?π?D0?t.γ——管材重度，單位為千牛每立方米（kN/m3）；其中：鋼管取γ=78.5kN/m3，混凝土管取Dt——管壁設(shè)計(jì)厚度，單位為米（m）。Fsv?k1=∑=1ysi?i....................................................................(2.)Fsv?k2=0.215ysiR2..............................................................γsi——管道上部i層土層重度，單位為千牛每立方米（kN/m3地下水位以上取有效重度；hi——管道上部i層土層厚度，單位為米（mR）～Fsv?k3=cj(ysiBt?2c)................................................................(4.).................................Bt——管頂上部土層壓力傳遞至管頂處的影響寬度，單位為米（mC——土的粘聚力，單位為千牛每平方米（kN/m2），取地質(zhì)報(bào)告中的最小值；4DΦ——管頂土的內(nèi)摩擦角，單位為度(°);Kaμ——原狀土的主動(dòng)土壓力系數(shù)和內(nèi)摩擦系數(shù)的乘積，一般粘性土取0.13，飽和粘土取0.11，砂Hs——管頂至原狀地面埋置深度，單位為米（m）。Fsv,ki+ysiD12)ka?2c、ka......................................................(7.)），F(xiàn)wkFwk(1.4~1.5)FwkFwk(1.4~1.5)Fwk注1：工業(yè)企業(yè)中低壓運(yùn)行的管道，其內(nèi)水壓力可取工作壓力的1.255.2.9地面堆積荷載傳遞到管頂處5.2.11溫度作用標(biāo)準(zhǔn)值，按溫差±20℃計(jì)算，其準(zhǔn)永久值系數(shù)可取ψq＝15.2.14鋼管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管及球墨鑄鐵管按柔性管計(jì)算；鋼筋混凝土管、預(yù)y0S≤R...................................................................5S=YG1CG1G1K+YG,SVCSVFS+φCYQ(CQ,wdFwd,k+CQVQVk+CQmQmk+CQtFtk)……(9.)γG1——管道結(jié)構(gòu)自重作用分項(xiàng)系數(shù)，可取γGCγG,sv——管道結(jié)構(gòu)自重作用分項(xiàng)系數(shù)，可取γG,sv＝1.27；γGh——管道結(jié)構(gòu)自重作用分項(xiàng)系數(shù)，可取γGh＝1.27；γGw——管道結(jié)構(gòu)自重作用分項(xiàng)系數(shù)，可取γGw＝1.2；γQ——管道結(jié)構(gòu)自重作用分項(xiàng)系數(shù)，可取γQ＝1.4；Qvk——車行荷載產(chǎn)生的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Qmk——地面堆積荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值；管自重G1管內(nèi)水重Gw管內(nèi)水壓Fwd溫度作用Ft√√——√√√√√—√√√√√√√√6√√ √ √√√—√—√√√a√—√√√√5.2.21驗(yàn)算構(gòu)件截面的最大裂縫開(kāi)展寬度時(shí)，按準(zhǔn)永久組合作用計(jì)S=Σ1CGiGik+ΣΨajCqjQjk........................................................(10.)ψqj——第j個(gè)可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)，可按5.2.7~5.2.11進(jìn)行選用；Qjk——可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值。Fp=kp.σp.Ap................................................kp——管道綜合系數(shù)，其中：混凝土管取為0.391；鋼管取0.277，當(dāng)頂進(jìn)長(zhǎng)度小于300m且穿越土σp——管道允許頂進(jìn)力，單位為千牛（kNησθ≤f...........................................................................(12.)7ησx≤f...........................................................................(13.)Y0σ≤f...........................................................................(14.)σ=ησ+σ?σθσx..................................η——應(yīng)力折減系數(shù)，可取η=0.9；σθ——鋼管管壁橫截面最大環(huán)向應(yīng)力，單位為牛每平方毫米（N/mm2σx——鋼管管壁的縱向應(yīng)力，單位為牛每平方毫米（N/mm2σ——鋼管管壁的最大組合折算應(yīng)力，單位為牛每平方毫米（N/mm2f——管材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。5.2.25鋼管管壁橫截面的最大環(huán)向應(yīng)力σθ按式（ (16.) (17.)G1kgmG1k+YG,svkvmFsv,kD1+YGwkwmGwk+YQφCkvmQikD1)r0b0dEdEpN——在荷載組合作用下鋼管管壁截面上的最大環(huán)向軸力設(shè)計(jì)值，單位為牛（Nb0——管壁計(jì)算寬度，單位為毫米（mm取1000mm；t0——管壁計(jì)算厚度，單位為毫米（mmM——在荷載組合作用下鋼管管壁截面上的最大環(huán)向彎矩設(shè)計(jì)值，單位為牛毫米（N?mmφc——可變作用組合系數(shù)，取0.9；r0——管的計(jì)算半徑，單位為毫米（mmφ——彎矩折減系數(shù)，有內(nèi)水壓時(shí)取0.7，無(wú)內(nèi)水壓時(shí)取1.0；kvm——鋼管豎向土壓力作用下管壁截面的最大彎矩系數(shù)，按表4確定；DEd——鋼管管側(cè)原狀土的變形模量，單位為牛每平方毫米（N/mm2Ep——鋼管管材彈性模量，單位為牛每平方毫米（N/mm2）。管道自重kgm豎向土壓力kvm管內(nèi)水重kwm豎向壓力kb8σx=vpσθ±φcyQαEpΔT±........................................................................................DRf1——管道頂進(jìn)允許偏差，單位為毫米（mmL1——出現(xiàn)偏差的最小間距，單位為毫米（mm可取50mm?！躥td...............................................................b0——計(jì)算寬度，單位為毫米（mm）～M=r0∑=0kmipi.............................................................knipi.....................................................................M——管道橫截面的最大彎矩設(shè)計(jì)值，單位為牛毫米每米（N?mm/mkmi——彎矩系數(shù)，應(yīng)根據(jù)荷載類別取土的支承角為120°,按附錄B確定；Pi——作用在管道上的i項(xiàng)荷載設(shè)計(jì)值，單位為牛每米（N/mN——管道橫截面的軸力設(shè)計(jì)值，單位為牛每米（N/mkni——軸力系數(shù)，應(yīng)根據(jù)荷載類別取土的支承角為120°,按附錄B確定。(φcσt?+αfrcσtm)≤ft?..........................................................(24.)y0φcσt?≤ft?......................................................................(25.)9y0σtm≤ftm.......................................................................(26.)η1——應(yīng)力調(diào)整系數(shù)，可取0.8；σth——管道內(nèi)設(shè)計(jì)水壓力產(chǎn)生的管壁環(huán)向等效折算拉伸應(yīng)力設(shè)計(jì)值，單位為兆帕（MPaαf——管材的環(huán)向等效折算抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與等效折算抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值；rc——管道的壓力影響系數(shù)；重力流排水管道取1.0，有壓力管道按表5取值；σtm——在外壓力作用下，管壁最大的環(huán)向等效折算彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)值，單位為兆帕（MPafth——管材的環(huán)向等效折算抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕（MPa）；ftm——管材的環(huán)向等效折算抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕（MPa）。rc5.2.30玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力產(chǎn)生的管壁環(huán)向σt?=.........................γQ——管道的內(nèi)水壓力分項(xiàng)系數(shù)，可取1.4；5.2.31玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道在外壓力作用下，管壁最大的環(huán)向等效折算彎曲σtm=DfEp............................................................Df——管道的形狀系數(shù)，剛度等級(jí)（SN）為Ep——管材的環(huán)向彎曲彈性模量，單位為兆帕（MPaSN——管材的剛度，單位為牛每平方米（N/m2）。Fcr,k≥kst(Fsv,k+Qik+Fvk).........................................................(30.)Kst——鋼管管壁截面設(shè)計(jì)穩(wěn)定性系數(shù)，可取2.0；Qik——地面堆載或車輛輪壓傳至管頂?shù)膲毫?biāo)準(zhǔn)值，單位為牛每平方毫米（N/mm2Fvk——管內(nèi)真空壓力標(biāo)準(zhǔn)值，單位為牛每平方毫米（N/mmFcr,k=.............................vp——鋼材的泊桑比，可取0.3；vs——管兩側(cè)胸腔土的泊桑比，砂性土可取0.30，粘性土可取0.40。Fcr,k≥kst(Fsv,k+Qik×10?3+Fvk)...................................................(32.)Fcr,k——管壁截面環(huán)向失穩(wěn)的臨界壓力kst——玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管壁截面環(huán)向穩(wěn)定性抗力系數(shù)，不低于2.5。Fcr,k=............................wc,max=.............Ip——鋼管管壁單位縱向長(zhǎng)度的截面慣性矩，單位為毫米的四次方每米（mm4/m）。5.2.37玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道在土壓力和地面荷載作用下產(chǎn)生的最大長(zhǎng)期豎向變形ωd,max可wd,max=.............5.3.3根據(jù)地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件、管道埋深及直徑、井的平面尺寸及埋深、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求等因素，工作井可采用沉井、明挖順作豎井、明挖逆作豎井或噴a)側(cè)壁高度范圍及坑底分布有軟弱土層的沉井進(jìn)行坑底隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算，驗(yàn)算不通b)地下水較豐富或強(qiáng)透水層的場(chǎng)地布設(shè)降水井點(diǎn)進(jìn)行場(chǎng)地降水，并進(jìn)行滲流穩(wěn)定及抗管涌穩(wěn)定d)地下水比較豐富或存在強(qiáng)透水層的場(chǎng)地，設(shè)置封閉式止水帷幕，或設(shè)置懸在軟土地區(qū)應(yīng)用，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，柱列式鋼板或直接采用拉森鋼板樁進(jìn)行圍護(hù)；一般情況下，適用在全土質(zhì)范圍內(nèi)均可使用，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)應(yīng)設(shè)帷幕可選擇水泥土攪拌墻法或樁間旋噴法；根據(jù)實(shí)際在全土質(zhì)范圍內(nèi)均可使用，尤其是在軟土層及砂高，且不需另設(shè)止水帷幕；采用兩墻合一設(shè)在軟土地區(qū)應(yīng)用，且施工場(chǎng)地要求較大，有需要時(shí)墻在全土質(zhì)范圍內(nèi)均可使用，尤其適用于基坑周邊環(huán)5.3.6地下水位較低、周邊環(huán)境較為簡(jiǎn)單且豎開(kāi)挖側(cè)向的土體具有一定自穩(wěn)能力時(shí)，可采混凝土逆作法豎井結(jié)構(gòu)，錨桿噴射混凝土設(shè)計(jì)可參照GB500865.3.8工作井進(jìn)出洞口影響范圍內(nèi)存在軟土層且影響頂管機(jī)械設(shè)備的水平控制時(shí)，應(yīng)在進(jìn)L=L1+L2+L3+m.....L——始發(fā)井的最小長(zhǎng)度，單位為米（mLLLm——考慮頂進(jìn)管道后退、頂鐵的厚度及安裝富余量，可取1.5m。B=D1+2S............................................B——始發(fā)井的最小寬度，單位為米（mDS——施工操作空間，可取1.0m～1.5m，淺始發(fā)井取小值，深始發(fā)井取大值。H=Hs+D1+hd..............................H——始發(fā)井底板面最小深度，單位為米（mhd——管底操作空間，單位為米（m鋼管取0.70m～0.80m；玻璃纖Dg=D+0.2.............................................).....................................................CF=πD1Lfk+F0...................................................................(41.)F——總頂進(jìn)力，單位為千牛（kNDL——管道設(shè)計(jì)頂進(jìn)長(zhǎng)度，單位為米（mfk——管道外壁與土之間的平均摩阻力，單位為千牛每平方米（kN/m2），采用觸變泥漿減阻技F表7采用觸變泥漿時(shí)管壁單位面積平均摩阻力fk 注1：管外壁能夠形成和保持穩(wěn)定、連續(xù)的泥漿套時(shí)，f的值可直接取3.0kN/m2～5.0kN/m2；5.4.2曲線頂管頂進(jìn)力應(yīng)在直線頂管頂進(jìn)ρ300D0250D0200D0150D0100D0KRc=S0.Bh.......Sγs——土的重度，單位為千牛每立方米（kN/m3h2——后背墻的高度，單位為米（mC——土的粘聚力，單位為千牛每平方米（kN/m2.Bhh2.......................................................................γs——土的重度，單位為千牛每立方米（kN/m3H——始發(fā)井的深度，單位為米（mh2——后背墻高度，單位為米（mh1——后背墻頂端離地面的高度，單位為米（mh3——后背墻深入基坑底部深度，單位為米（mη——安全系數(shù)，通常取η≥1.5。d)第一個(gè)中繼間設(shè)計(jì)頂進(jìn)力能克服前方管道外壁摩擦阻力及頂管機(jī)的迎面阻e)第一個(gè)中繼間安裝時(shí)考慮頂管機(jī)在迎面阻力作用下發(fā)生反彈、引起地面），5.6.3中繼間的允許轉(zhuǎn)角應(yīng)大于1.2°,合力中心可調(diào)節(jié)。5.6.4中繼間的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)符合相應(yīng)管道接頭的要求，中繼間帶有木質(zhì)的傳壓環(huán)和鋼制的A.1地面車輛荷載對(duì)管道上的作用，包括地面行駛的各種車輛，其載重等級(jí)、規(guī)格型式應(yīng)根）～qvk——輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，單位為千牛每平方米（kN/m2Qvi,k——車輛的i個(gè)車輪承擔(dān)的單個(gè)輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，單ai——i個(gè)車輪的著地分布長(zhǎng)度，單位為米（m）；H——自車行地面至管頂?shù)纳疃?，單位為米（mbi——i個(gè)