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文档简介
钢筋混凝土顶管应用技术规程
编制说明
一、工作概况
(一)标准任务来源
根据中国建材联合会《关于下达2022年第七批协会标准修制订计划的通知》和中国混
凝土与水泥制品协会《关于下达2022年中国混凝土与水泥制品协会标准修制订计划(第三
批)的通知》的要求,《钢筋混凝土顶管应用技术规程》为协会标准制订项目,计划号
2022-62-xbjh。
本标准由中国混凝土与水泥制品协会水泥混凝土管涵分会牵头,会同有关单位共同制定。
(二)标准研制的必要性和目的
顶进施工用钢筋混凝土排水管因强度高、成本低、抗外压性能好,与其他钢管和化学管
材相比有其明显的优势,成为国内外城市非开挖施工用管材的首选。尤其是在城市,非开挖
顶进施工技术解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等困难题,该技
术在国外的应用较早也极广,在我国,近十多年来推广发展迅速,目前我国顶进施工中用到
的最大管径的钢筋混凝土管为4500mm。
随着我国城市污水处理和电力工程建设力度的加大,具有多种功能和型式的钢筋混凝
土顶管得到研发应用,但尚未列入相应的工程应用技术规范,在一定程度上影响了钢筋混凝
土顶管在非开挖领域的应用。目前,国内单一的“顶管施工用钢筋混凝土管”或“顶管施工”
方面的规范和标准很多,也比较成熟;但将两者有机结合,形成“材料”与“施工”相互融
合的应用技术规程目前还是空白,单项针对钢筋混凝土顶管工程应用技术的专项规范也是空
白。因此,编制一份具有先进性、适用性和可操作性的《钢筋混凝土顶管应用技术规程》,
具有十分重要的意义,也非常必要!
该标准的发布不仅会在一定程度上提高钢筋混凝土管材和其他材料管材的市场竞争力,
而且对规范钢筋混凝土顶管的设计、施工和验收能起到积极的推动作用,具有非常重要的意
义。《钢筋混凝土顶管应用技术规程》标准适用于采用顶管技术穿越的钢筋混凝土管道的设
计、施工和工程验收。
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(三)标准编制工作过程
中国混凝土与水泥制品协会水泥混凝土管涵分会在接到标准编制计划通知后,即牵头成
立《钢筋混凝土顶管应用技术规程》标准编制筹备小组,启动标准编制的准备工作。
(1)前期调研
钢筋混凝土顶管工程应用标准现状:
钢筋混凝土顶管工程用钢筋混凝土顶管产品标准有:GB/T11836《混凝土和钢筋混凝土
排水管》、JC/T2092《顶进施工法用钢筒混凝土管》、JC/T2280《内衬复合材混凝土和钢
筋混凝土排水管》。
顶管工程顶进施工规范标准(包含钢筋混凝土顶管顶进施工规范)有:GB50268《管道
工程施工及验收规范》、CECS246《管道工程施工及验收规范》及各省市相关地方标准。
钢筋混凝土顶管工程应用情况调研:
1)通过电话、微信沟通、现场调查方式获知:
在顶进施工中,影响工程质量的有顶管产品质量和顶进施工质量两方面的因素,优质合
格的顶管产品和合理规范的施工是确保顶进工程质量缺一不可的必备条件。
顶管产品质量对工程质量的影响:a)混凝土强度不够,达不到设计强度要求;b)管材
端部倾斜度过大,超过3mm~5mm标准要求,导致顶进接触面积和轴向允许顶力减小;c)钢
筋骨架未按规范设计,纵向钢筋偏短,端头加强筋不够,钢筋骨架尺寸不标准;d)管接头
用木垫板质量不好、厚度不够、产生应力集中;e)注浆孔位置不对或者未按要求数量配置,
注浆效果受损,摩擦阻力增大;f)承插口尺寸偏差过大,或橡胶密封圈压缩率不够,影响
接口密封性能,造成接头渗水。
顶进施工质量对工程质量的影响:a)工作坑内导轨安装高低不水平、二轨不平行、安
装不稳固引起沉降变形;b)后背墙倾斜,与轴线不垂直;c)顶铁或顶环尺寸过小或扭曲变
形;d)顶进纠偏未按规范要求进行,纠偏过大;e)顶进速度不当,顶进力不均匀;f)不
按设计要求进行注浆减阻,从而增加摩擦力,造成顶力加大等。
2)对典型钢筋混凝土顶管应用工程现场考察:
2022年标准筹备小组二次考察了武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江工程穿湖段顶管工程
项目施工现场:工程总包单位:中交第二航务工程局有限公司;项目承包单位:武市水务集
团和武汉三镇实业控股股份有限公司;顶管施工单位:上海矩顶科技有限公司;顶管产品供
应单位:湖北中南管道有限公司;顶管施工标准:《给水排水工程顶管技术规程》CECS
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246:2008。工程采用DN4000mm钢承口式钢筋混凝土顶管,工作井形式为圆形,顶进施工工
艺为泥水平衡式顶管工艺。
2023年标准编制小组现场考察了目前国内最大直径的钢筋混凝土顶管工程—南京燕子
矶新城综合管廊(吉祥街及燕城大道段)项目一期工程,规格:Φ4500mm×2500mm×450mm,
为目前我国最大口径的钢承口式钢筋混凝土顶管。顶管施工单位:南京广通非开挖工程技术
有限公司;顶管产品供应单位:扬州中意水泥制品有限公司;混凝土等级:顶管结构采用
C50防水混凝土、抗渗等级为P8。
(2)起草《钢筋混凝土顶管应用技术规程》协会标准(讨论稿)
在《钢筋混凝土顶管应用技术规程》协会标准制定的前期调研考察工作的基础上,于
2022年9月初标准编制筹备小组起草了《钢筋混凝土顶管应用技术规程》(讨论稿)。
(3)《钢筋混凝土顶管应用技术规程》编制组成立暨第一次工作会议
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2022年9月26日《钢筋混凝土顶管应用技术规程》协会标准编制工作启动会暨第一
次工作会议在安徽芜湖召开,会议采取线上、线下联线方式召开,来自钢筋混凝土顶管管材
的重点制造企业和从事钢筋混凝土顶管工程设计及施工的48个单位56名专家和代表参
加了会议。会上标准编制组成立,标准制订工作正式启动,并对《钢筋混凝土顶管应用技术
规程》(讨论稿)进行了讨论。与会代表听取了标准筹备小组对标准修订工作的技术背景、
前期调研及标准修订主要内容的修订依据等各项准备工作的情况汇报,针对本项工程建设类
标准的框架结构和重要性能指标、必要试验验证项目等关键问题提出了意见和建议。会议明
确了参编单位的分工及标准编制进度,并对《钢筋混凝土顶管应用技术规程》(讨论稿)进
行了讨论,对关键性能指标和关键技术要求进行了详细分析。共同认为编制一份具有先进性、
适用性和可操作性的《钢筋混凝土顶管应用技术规程》具有十分重要的意义。
(4)《钢筋混凝土顶管应用技术规程》关键技术指标的试验验证工作
2022年9月~2023年2月,完成《钢筋混凝土顶管应用技术规程》(征求意见初稿)。
同期进行了标准关键技术指标的试验验证工作。
(5)《钢筋混凝土顶管应用技术规程》编制组第二次工作会议
2023年3月13日在成都召开《钢筋混凝土顶管应用技术规程》协会标准编制第二次工
作会议,对《钢筋混凝土顶管应用技术规程》(征求意见初稿)进行讨论。来自省市行业协
会、科研院所、质检中心、重点钢筋混凝土顶管管材制造和钢筋混凝土顶管顶进施工的近
100个单位的117名专家和代表参加了会议。
会议介绍了南京燕子矶新城综合管廊项目一期工程φ4500mm×2500mm×450mm国内最
大直径钢筋混凝土顶管顶进施工工程案例。
会议对《钢筋混凝土顶管应用技术规程》(征求意见初稿)认真地进行了逐条讨论。
代表们立足于标准的先进、合理、可操作,并与相关产品标准保持一致的原则,提出了多条
意见和建议,会议决定,由标准编制组汇总整理会上和会后的意见与建议,进一步完善后,
尽快完成《钢筋混凝土顶管应用技术规程》(征求意见稿),向行业内外有关单位广泛征求
意见。
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(6)协会标准《钢筋混凝土顶管应用技术规程》公开征求意见
根据收集到的意见和建议,编制小组于2023年4月完成了《钢筋混凝土顶管应用技术
规程》协会标准(征求意见稿),并在中国混凝土与水泥制品协会官网上公开征求意见。
(四)标准主要起草单位和起草人
标准主要起草单位:北京市市政工程研究院、北京韩建河山管业股份有限公司、山东
晟华管业科技有限公司、郑州市市政工程总公司、河北鸿胜荣通新型建材科技有限公司、苏
州混凝土水泥制品研究院有限公司、苏州混凝土水泥制品研究院检测院、秦皇岛市抚宁水泥
管材有限责任公司、苏州科星混凝土水泥制品装备有限公司、武汉市年华管业有限公司、
漳州明威建材发展有限公司、郑州市汇通水泥预制品有限公司。
标准主要起草人:崔宁、张庆欢、沈丽华、褚建中、徐曦、王志玉、张移生、邵晓光、
许阳、裴百安、朱年华、陈振河、沈明伟、董正魁、仲长平、肖震华、王世民、张吟秋、程
平、吴雪峰、高有中。
标准编制工作分工表
序号工作内容参加工作单位和参加人
领导、组织协调协会秘书处张庆欢
1及审查分会秘书处张吟秋
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牵头单位:
北京市市政工程研究院、北京韩建河山管业股份有限公司
主要编写单位:
山东晟华管业科技有限公司、郑州市市政工程总公司、河北
鸿胜荣通新型建材科技有限公司、苏州混凝土水泥制品研究
标准主要编写单院有限公司、国家水泥混凝土制品质量监督检验中心、郑州
2位和编写人市汇通水泥预制品有限公司、秦皇岛市抚宁水泥管材有限责
任公司、武汉市年华管业有限公司、漳州市明威建材发展有限
公司。
主要编写人:王贯明、崔宁、张庆欢、沈丽华、谈永泉、褚
建中、郑先杰、夏晓文、裴百安、王世民、张吟秋、肖震华、
彭建雄、曾宪生、程平、付宝利、沈明伟、盛杰、姜涛。
单位:北京市市政工程研究院、南京广通非开挖工程技术有限
负责标准试验验公司、湖北地建集团神龙市政建设工程有限公司、河北鸿胜荣通
3证工作单位和试新型建材科技有限公司、郑州市市政工程总公司、广东奔达建材实
验验证人业有限公司。
人员:崔宁、郑先杰、彭建雄、吴贤荣、谈维汉。
二、标准编制原则和主要内容
(一)标准编制原则
本规程按照GB/T1.1-2020及其他现行有关规范的有关规定,与修订后的GB/T
11836-2023《混凝土和钢筋混凝土排水管》国家标准保持一致,结合钢筋混凝土顶管产品性
能特性和工程应用的实际现状,参考GB50268《给水排水管道工程施工及验收规范》、CECS
246《给水排水工程顶管技术规程》等同类标准,在主要技术内容上有前瞻性提出。
本标准制订的目的和编制方向,不是简单的将“材料”与“施工”两类规范进行拼合,
是要在GB/T1.1-2020《标准化工作导则,第一部分:标准结构和编写规则》前提下,尽可
能对各类的钢筋混凝土顶管管材特性、适用范围及其在制作、运输、现场验收、存放、顶
进作业过程中的应用技术及注意事项、顶进完毕质量验收等环节作出规定,体现出本标准
的适用特色,使之成为指导管材制造厂商和顶管施工单位手头的一本可用“工具书”。同时,
成为规范、监督顶管工程中,管材质量和施工质量的技术依据。
本标准力争做到:主要技术指标先进、经济、合理;计算方法适用、可靠;标准可操
作性强。本文件按照T/CECS1000一2021《工程建设标准编写导则》的规定起草。
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(二)标准主要内容说明
本规程共7章,2个附录,包括总则、术语和符号、基本要求、管材设计及选用、顶
管施工设施设备及安装、顶管施工、顶管工程质量验收等内容。附录A各级顶管管材允许
实际覆土高度;附录B钢筋混凝土顶管允许顶力参考值。
1总则
本规程主要针对钢筋混凝土管在非开挖顶进施工工程中的应用,为确保顶进用钢筋混凝
土管管材的产品质量、确保工程施工质量,满足技术先进、经济合理、安全可靠的要求而制
定本规程。本规程规定了在顶管工程中,采用钢筋混凝土顶管的管材设计、顶管施工及质量
验收等技术要求。本规程适用于钢筋混凝土顶管在非开挖顶管工程中的设计、施工及验收等
应用规定。
2术语和符号
对适用于钢筋混凝土顶管应用技术规程的16个术语进行了定义,包括:顶进施工、钢
筋混凝土顶管、工作井、接收井、中继间、后座墙、后座、土压平衡施工法、泥水平衡施工
法、触变泥浆、润滑减阻、曲线顶进、机头管、导轨、管材允许顶力、总顶力。
3基本规定
本节为钢筋混凝土顶管应用的基本规定:要求施工单位熟悉施工图纸及其他技术资料,
掌握设计意图与要求并进行技术交底,顶管施工单位在施工前应编制施工组织设计方案,按
规定程序审批后执行;要求确定顶管施工方案前进行实地勘察,了解施工环境条件并采取针
对性措施,当勘察结果与原勘察报告不符时,应制定相应的专项措施;顶管产品采购合同应
明确产品标准、产品规格及设计技术要求,必要时提供设计图纸;顶管供应企业应熟悉管材
技术要求,生产前制定生产计划和工艺措施,对特殊管节(如中继间、机头管、带注浆与试
压孔管)进行专项设计,并按规定程序审批后执行;顶进时操控室应设置在地面,并配备监
控和对话设备,以随时监察并联络;管道内及井下应配有有毒气体报警装置以及通风管道,
实行强制式通风换气。
4管材设计及选用
4.1钢筋混凝土顶管基本要求
标准规定,钢筋混凝土顶管应能承受工程要求的外压荷载和内水压力,其指标应满足
GB/T11836和设计要求;应满足顶进施工设计的管材允许顶力要求,顶力参考值以附录A
提出;钢筋混凝土顶管的混凝土强度等级不应低于C45,混凝土抗渗级别不应低于P8或满
足施工设计要求;钢筋混凝土顶管的端部应平整、垂直,长度方向应保证平直度。端面倾
斜允许偏差符合要求,顶管产品质量执行GB/T11836-2023《混凝土和钢筋混凝土排水管》
国家标准。
标准要求,钢筋混凝土顶管应具有良好过流性能、接口密封性能和工程要求的抗腐蚀性
能;钢筋混凝土顶管公称内径宜为300mm~4500mm,管材长度宜为1000mm~3000mm;公
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称内径小于等于600mm以下的小口径钢筋混凝土顶管,长度宜为1000mm。曲线顶管宜根
据曲率半径选用管节的长度;钢筋混凝土顶管外露钢件应作防腐处理;钢筋混凝土顶管生产
制作应按JC/T2126.1、JC/T2126.3要求进行。
为方便本标准在工程应用设计中对各级钢筋混凝土顶管管材允许实际覆土高度的选择,
标准提出了各级钢筋混凝土顶管管材允许实际覆土高度参考值,在附录中列出。
4.2钢筋混凝土顶管的分类
适用于顶进施工的钢筋混凝土顶管类型有:钢承口钢筋混凝土顶管、钢承插口钢筋混凝
土顶管、内衬防腐材钢筋混凝土复合顶管、钢筒混凝土顶管、不锈钢承口钢筋混凝土顶管、
企口式钢筋混凝土顶管、双插口式钢筋混凝土顶管等。
4.2.1钢承口钢筋混凝土顶管
钢承口钢筋混凝土顶管是目前应用最广泛的顶进施工管材,在各种类型顶进施工用钢筋
混凝土管材中,钢承口钢筋混凝土顶管端面接触面积和轴向可承受顶力最大,可用于长距离
顶管施工;管材公称内径适用范围为300mm~4500mm;钢承口钢筋混凝土顶管的承口与插
口间的接口采用橡胶密封圈柔性连接,根据工程需要,有单胶圈密封型式和双胶圈密封型式
接口,管承插口型式和GB/T11836保持一致;钢承口内侧与混凝土管身连接部位应设置遇
水膨胀胶条和钢筋定位环;钢承口钢筋混凝土顶管性能指标应符合GB/T11836和设计要求。
4.2.2钢承插口钢筋混凝土顶管
钢承插口钢筋混凝土顶管管材基本结构为钢筋混凝土,承插口均为钢件,两端分别预埋
承口钢环和插口钢环,承口钢环采用钢板扳边制作,插口钢环采用专用型钢制作,承、插口
钢环一般需要涨圆定型,故接口尺寸精确,密封性能好。根据管材端面受顶位置钢承插口钢
筋混凝土顶管分为承口外端面为受顶面及承口内端面为受顶面两类管形;根据工程需要,钢
管接口有单胶圈密封和双胶圈密封两种型式;性能指标应符合GB/T11836的要求。钢承插
口钢筋混凝土顶管管材适用于施工条件较复杂或长距离顶进施工的工程,管道接口在顶进施
工过程中产生偏转时能保持较好的密封性能;
4.2.3钢筒混凝土顶管
钢筒混凝土顶管是一种在管壁内埋置薄壁钢筒的钢筋混凝土顶管,适用于施工条件较
复杂,有内外压要求的顶管工程;钢筒混凝土顶管管壁的双层钢筋骨架间埋置由薄钢板转焊
制成的钢筒,承插口钢环分别焊接在钢筒两端;根据工程要求,钢筒混凝土顶管的钢承插口
接口有单胶圈和双胶圈两种形式,管道接口在顶进施工过程产生偏转时能保持较好的密封性
能;钢筒混凝土顶管的承口钢环采用钢板制作,插口钢环采用插口专用型钢制作,承、插口
钢环需涨圆定型;钢筒混凝土顶管的主要性能指标应符合JC/T2092的要求。
4.2.4内衬防腐材钢筋混凝土顶管
内衬防腐材钢筋混凝土顶管根据内衬防腐材的不同可分为:内衬玻璃钢钢筋混凝土顶管、
内衬HDPE钢筋混凝土顶管、内衬PVC钢筋混凝土顶管三种。目前均有工程应用。
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标准分别提出了各种内衬防腐材钢筋混凝土顶管的管外形和接口型式,以示意图表示,
提出了适用条件和管径范围,明确了各类管材的优势及对应该执行的标准,更方便对管材的
选用和质量控制。
4.2.5不锈钢承口钢筋混凝土顶管
不锈钢承口钢筋混凝土顶管是近些年从日本引进、在国内进一步研发的用于顶进施工的
钢筋混凝土管,主要用于为管径300mm~800mm的小口径钢筋混凝土顶管,也可用于1000
mm~2000mm的中大口径钢筋混凝土顶管,尤其适合在地下水对钢材有腐蚀性的地层中;不
锈钢承口钢筋混凝土顶管顶管主体结构为钢筋混凝土,插口与主体结构一致,承口为预埋在
管端的带环槽的不锈钢钢环,不锈钢承口环与混凝土插口采用齿形胶圈密封;不锈钢环用不
锈钢板厚度根据管径大小采用1.5mm~5.5mm;不锈钢环宜采用三至四道环槽,不锈钢承
口钢筋混凝土顶管接口橡胶密封圈应固定在承口环槽内。
4.2.6企口式钢筋混凝土顶管
企口式钢筋混凝土顶管是我国最先应用于顶进施工的柔性接口钢筋混凝土管,采用钢筋
混凝土结构,混凝土承、插口,由于企口式钢筋混凝土顶管端面接触面积较小、可承受顶力
较差,仅适宜条件较好且地下水位较低的短距离顶进施工。企口式钢筋混凝土顶管性能指标
应符合GB/T11836的要求。
4.2.7双插口钢筋混凝土顶管
双插口钢筋混凝土顶管主体结构为钢筋混凝土,连接形式采用T形钢环,将相邻两管连
接在一起,接口的密封依靠安装在混凝土管与钢套环之间的橡胶圈承担,胶圈断面形状宜采
用“齿”型或“契”型,顶管两端面与钢环筋板间均应安装衬垫板。双插口钢筋混凝土顶管
两端插口分A型和B型两种形状,其中B型插口形式不宜在砂土或地下水压较大的环境中使
用。
4.3接口密封材料
本节内容是对钢筋混凝土顶管管材接口用弹性橡胶密封圈的要求,橡胶材质为天然橡
胶、氯丁合成橡胶或三元乙丙橡胶。型式有“O形”、“契形”、“齿形”,质量应符合JC/T
946的要求。
h
h
dww
“o”形“楔”形“齿”形
为确保钢筋混凝土顶管接口密封性能,标准提出了弹性橡胶密封圈的压缩率宜取
40~50%,展开长度宜取插口工作面周长的0.83~0.88。压缩率和展开长度的取值应根据橡胶
材质和管径大小选用。
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4.4衬垫板
本节内容是对钢筋混凝土顶管管材端面用衬垫板的要求,管材受力面应设置质地均匀、
富有弹性衬垫圈,以缓冲分散端面顶进应力的集中,衬垫板宜采用的天然木板、多层胶合板
或橡胶板。衬垫板的厚度应符合设计要求,天然木板、多层胶合板根据管径和顶力取8~
30mm、橡胶板取6~12mm,衬垫板厚度允许偏差不应大于土2mm。当用于曲线顶管时,
衬垫板的厚度应根据管径和管道轴线的曲率通过计算确定。衬垫圈的内径宜比管道内径大
12mm-20mm,衬垫板的压缩模量不应大于140MPa。
4.5注浆孔和试压孔
本节内容是对注浆孔和试压孔的配置要求,注浆孔数量按设计要求设置,同一截面上注
浆孔数量一般与管径有关,DN2000mm以下,宜设2~3个;DN2000mm~DN3000mm,宜取3~
4个;DN3000mm以上,宜取4-6个。注浆孔和试压孔的设置位置应符合设计要求,注浆孔
位置宜在插口止胶台处,试压孔位置宜在双胶圈中间的止胶台处,以图示意。
5顶管施工设施设备及安装
5.1工作井和接收井
工作井即始发井,应有足够的结构强度承受施工总顶力要求,能满足在顶力和周边土压
力作用下的强度和变形要求。工作井形状主要有矩形、圆形或多边形。标准要求对工作井结
构形式的选择应根据顶力情况、水文地质环境条件、周边建筑物及管线、结构受力及安全施
工等要求条件决定。要求工作井周边地体应视实际情况予以加固,确保工作井在承受顶进反
力时不发生位移和变形。
工作井尺寸应根据施工条件允许和需要确定,接收井的最小净长度和最小净宽度应根据顶管
机吊出操作的需要来确定。对微型顶管工作井形状和内净空尺寸提出了参照值。
5.2顶管机设备
本节是对顶管机设备的要求,对于顶管施工中顶管机类型的选择,应根据地下水位、工
程土质和施工环境等条件进行。地下水位以下的土层大多不够稳定,宜采用具有平衡功能类
型的顶管机,通常有泥水平衡式顶管机或土压平衡式顶管机。在含砾石地层中宜选用具有相
应破碎能力的泥水平衡式顶管机。顶管机宜配置自动润滑注浆系统。
在本节中具体对土压平衡式顶管机、泥水平衡式顶管机、微型顶管机的适用土层和系统
组成均提出要求。明确要求在顶进线路上遇有石头或岩层时,顶管机应选用具有相应破岩功
能的设备,并要做好中途更换刀具的方案和措施。
5.3顶管设备安装
5.3.1后座安装
后座墙是管道顶进时为千斤顶提供反作用力的一种结构,主顶站千斤顶与后座墙之间应
设置后座,后座须满足顶管所需最大顶力的要求,顶管的后座可采用拼装式后座或整体式后
座。
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标准规定后座墙应采用强度不低于C30的钢筋混凝土,设计安装后背墙时应保证其满足有充
分的强度和刚度,表面应平直。后座墙墙面应与轴线垂直,垂直度允许偏差为0.1%后座墙
高度,水平方向偏转角度允许偏差为0.1%后座墙长度。地求在工程进行中适时测量复核垂
直度。
5.3.2导轨安装
导轨是在基础上安装的轨道,管材在顶进前放置在轨道上,轨道承担导向功能,控制顶
进高度和方向,导轨应选用钢质材料制作,一般多采用钢轨或型钢。导轨安装前,应复核管
道中心位置,导轨安装的坡度应与管道设计坡度一致。
关于导轨安装的技术要求,标准提出了导轨安装允许偏差指标,要求两导轨平行、等高、
顺直,稳固,确保在管道顶进过程中受各种荷载不产生位移、沉降或变形。
5.3.3主顶站安装
标准规定主顶站千斤顶合力的中心点以略低于管中心为宜,一般多取D0/10。
千斤顶的规格和数量根据允许顶力来确定,千斤顶应取偶数,千斤顶的规格相同、行程
同步,千斤顶设置在管两侧,与管中心左右对称,每只千斤顶均应与管轴线平行。千斤顶行
程不宜小于1000mm,单只顶力不宜小于1000KN。千斤顶应实现同步运行,
5.3.4主站油泵安装
标准要求主站油泵应与千斤顶的性能相匹配,油泵的配置应满足顶进要求。油泵宜设置
在千斤顶附近,油管应顺直,确保油路畅通,油泵安装完毕后要进行试运行。
5.3.5顶铁安装
顶铁又称均压环,其主要作用是将主顶千斤顶的推力通过均压环均匀分散到管材的受顶
端面上,同时保护管端面。因此顶铁的刚度和稳定性必须满足传递顶推力的需要。为保证管
端面均匀受力,标准要求顶铁的两个受压面应平整,并相互平行,在顶铁与管口的接触面应
衬垫缓冲材料。顶铁宜采用整体式的环形刚性顶铁,尤其是大口径管。
6管道顶进
6.1顶力计算
在顶进施工中,由于地质条件的复杂、施工水平高低等不确定因素,顶力计算很复杂,且
和实践经验相关,一般情况下,只要最大顶力大于顶进阻力,管道就能正常顶进。但顶进阻
力增加时,管材和工作井后背墙结构性能不可能无限提高,因此最大顶力也不得超过管材允
许顶力或工作井后背墙允许顶力。鉴于以上情况,本条规定顶进阻力计算应首先采用当地应
用成熟的经验公式或按本标准给出的公式进行计算。
6.2中继间
中继间是安装在顶进管道中间部位人接力顶进工具。当顶进阻力超过主项工作站的顶推
能力、管材或者后座装置所允许承受的最大荷载,无法一次达到要求的顶进距离时,则需要
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在施工的管线之间安装中继站进行辅助施工,实行分段逐级顶进。在工程设计中,当计算总
顶力大于管材允许顶力设计值或工作井允许顶力设计值时应设置中继间。
对中继间的设置依据应根据估算总顶力、管材允许顶力、后座墙允许顶力和主千斤顶的
顶力进行比较后予以确定,取最小值作为中继间的控制顶力,同时考虑中继间的实际最大顶
力应有适当富余。
对于中继间结构要求,标准提出中继间由顶推油缸、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,结构应满足刚度和密封要求。中继间的位置和数量设计
一般根据预测顶力和管道允许顶力确定。
6.3注浆减阻
在长距离顶管施工中,降低顶进阻力的有效办法是注浆减阻,在管外壁形成泥浆润滑套,
利用泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力,填充流失的土体,减少土体变形、沉
降和隔水。在穿越公路,铁路及重要建筑物或泥砂松软土体、岩石碎石层时采用注浆减阻工
艺有利于管道的长距离顶管。对注浆材料的要求,标准将具体指标值在表中予取予以规定。
为确保注浆减阻效果,标准提出了注浆操作控制要点:理论注浆压力宜比地下水压力大20kPa;
一般前面3节管材顶进时要最好保持持续注浆,后面的管材根据顶进需要采取循环式间断补
浆或连续补浆;对注浆孔纵向间距和每一断面设置注浆孔数和设置位置作了要求。
6.4施工测量
在顶管施工中,特别是顶进污水管道等重力管道时,施工精度要求很高,应严格按设定
的管道中心线建立地面和地下测量控制系统。施工测量应确定方向与高程,正确标定顶管中
心线。施工测量参数包括垂直偏差、水平偏差、掘进机机身的转动、掘进机的姿态和顶进长
度等。标准对施工测量方法和测量仪器提出了具体规定,包括顶管姿态测量釆用姿态测量仪
进行,测量仰角、滚动角、水平角和高程偏差值,在顶管内应按可接受激光束的光靶传感器
校正顶进姿态,根据顶进姿态测量数据调整项进方向,测量精度应满足GB/T12897要求。
6.5顶进施工
本节内容规定,管道顶进施工前应该制定顶进施工方案,并对方案内容提出具体有求。
在主顶站和中继间均应安装计量准确的油压表,以实时控制顶力,指导管道顶进施工,
规定不得出现顶力超限和强行顶推的现象。
管道顶进应连续作业完成。当遇到顶管掘进机前方遇到障碍、后背墙变形严重、顶铁发
生扭曲、管位偏差过大且校正无效、顶力超过管端允许顶力、油泵、油路发生异常现象时,
应暂停顶进及时处理,停顶时应持续间隔性补浆,补浆间隔时间不宜大于0.5h,每次补浆不
宜少于5min。当再启动顶进前,应加大补浆量,以减少摩擦阻力。
当洞外土体承载力偏低时,应采取将机头后3~5节管用拉杆相连,或设置延伸导轨等技
术措施。
对于内衬复合材顶管的顶进施工,应采取适当的保护措施,以避免施工过程造成内衬层
13
的破损,当发生内衬层破损时须进行修复。
在顶进法施工中,当遇到各种情况时应采取的相应技术措施。
管道顶进过程中的纠偏必须遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则,要求采用小角度
逐渐在顶进中进行纠偏。
对管道进洞后的要求包括封闭接收孔和水泥砂浆加固减阻泥浆,进行泥浆置换。
标准提出了管道顶进施工的记录要求,包括顶进记录和偏差测量记录。
6.6曲线顶管
本节提出曲线顶管设备应具备曲线调整功能;用于曲线顶管的管材长度宜选用较短的管
节;曲率半径小的曲线顶管应选用较厚的、且弹性模量较小的木垫圈,木垫圈的厚度不应小
于20mm;曲线顶管的中心线轨迹应符合设计要求。
对曲线顶管的顶进阻力计算原则,宜采用相应的经验公式进行确定,或者按相同条件下
直线顶管的顶进阻力考虑曲线段管外壁侧向摩阻力的增加和顶进作用力轴向传递的损失影
响进行估算。
对最小曲率半径计算时应考虑的因素,包括管道周围土体承载力、施工顶力传递、管节
接口形式、管径和管节长度、管口端面木村垫厚度等,当不能满足要求时,可采取减小管节
长度的方法。为确保管节接口在一定角变位时能保持良好的密封性能要求,可适当增加钢环
长度,选用无硬节松木衬垫板,厚度应能保证管节接口端面受力均匀。
7顶管工程质量验收
7.1管材质量控制与验收
钢筋混凝土顶管的管材产品质量验收和管材生产过程质量控制按钢筋混凝土顶管的相
关标准执行。钢筋混凝土顶管产品出厂质量验证按GB/T11836和GB/T16752规定执行。其
中,内衬防腐材钢筋混凝土顶管还应参照JC/T2280相关内容实施;钢筒混凝土顶管还应参
照GB/T15345和JC/T2092相关内容实施。钢筋混凝土顶管管材生产过程质量控制按JC/T
2126.1和JC/T2126.3实施。
管材的允许顶力设计值按本文件第7章中式(7.1.3-1)或式(7.1.3-2)计算得出。
7.2顶管施工质量控制与验收
标准提出了管道顶管施工贯通后,顶进允许偏差的验收要求,以表格形式对直线顶管水
平轴线、直线顶管内底程高、相邻管间错口、对顶时两端错口的允许偏差作出了指标规定。
施工后的管道质量应满足:顶进管道不偏移、管节不错口、管道接头密封良好、橡胶密
封圈安放位置正确、钢筋混凝土管道的接口填料与内侧表面齐平、管节无裂纹、不渗水。顶
进结束后应对泥浆套的浆液进行置换,待浆体凝结后方可拆除注浆管路,封堵注浆孔。
顶管施工贯通后的峻工验收和管道闭水试验结果评价应按现行国家标准《给水排水管道
工程施工及验收规范》GB50268要求进行。
14
附录A钢筋混凝土顶管管材允许实际覆土高度参考值
为了便于工程实际应用,附录A给出了各种级别、各种管径的钢筋混凝土顶管管材允
许实际覆土高度参考值。
允许实际覆土高度参考值是通过标准管的“允许计算覆土高度”核算出的各级管的“允
许实际覆土高度”值,在国家建筑标准设计图集《混凝土排水管道基础及接口》04S516中
规定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级管对应的“允许计算覆土高度”是2.3、4.5、7.0m,在顶管管道竖向土
压力计算公式中,有和土质有关的系数k、μ和Φ值,参考规范说明在无地质资料时kμ乘
积取0.19,Φ取30°。因此附录A给出的参考值是取固定kμ=0.19,Φ=30°的核算结果。
附录A给出了各种级别、各种管径的钢筋混凝土顶管管材允许实际覆土高度参考值是
对一般土质而言,对于恶劣土质如砂砾土等则不适宜。
附录B钢筋混凝土顶管允许顶力参考值
为了便于工程实际应用,本规程编制了“钢筋混凝土顶管允许顶力参考值”,钢筋混凝
土顶管管材生产制作单位和工程施工钢筋混凝土顶管管材应用单位可根据顶管管材的管型、
管径和管壁厚进行钢筋混凝土顶管允许顶力参考值的选用。
表注中对允许顶力参考值的适用条件作了说明。
三、主要检测试验(或验证)情况
(1)本标准主要在企业自行验证的基础上,对近些年钢筋混凝土顶管重点应用工程情况进
行试验和验证,包括钢筋混凝土顶管产品设计技术性能及顶管施工工艺和施工技术控制。
试验验证结果见附表1和附表2,部分检验试验报告附后。
(2)2022~2023年标准编制组对两个重点钢筋混凝土顶管应用工程进行了现场验证:
1)武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江工程穿湖段顶管工程:
武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江工程穿湖段顶管工程项目:工程总包单位:中交第二
航务工程局有限公司;项目承包单位:武市水务集团和武汉三镇实业控股股份有限公司;顶
管施工单位:上海矩顶科技有限公司;顶管产品供应单位:湖北中南管道有限公司;顶管施
工标准:《给水排水工程顶管技术规程》CECS246:2008。工程采用DN4000mm钢承口式钢
筋混凝土顶管,工作井形式为圆形,顶进施工工艺为泥水平衡式顶管工艺。工程预计2023
年5月顶进完毕。
2022年标准筹备小组二次考察验证了武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江工程穿湖段顶管
工程项目施工现场:工程总包单位:中交第二航务工程局有限公司;项目承包单位:武市水
务集团和武汉三镇实业控股股份有限公司;顶管施工单位:上海矩顶科技有限公司;顶管产
品供应单位:湖北中南管道有限公司;顶管施工标准:《给水排水工程顶管技术规程》CECS
15
246:2008。工程采用DN4000mm钢承口式钢筋混凝土顶管,工作井形式为圆形,顶进施工工
艺为泥水平衡式顶管工艺。
2)南京燕子矶新城综合管廊(吉祥街及燕城大道段)项目一期工程:
目前国内最大直径的钢筋混凝土顶管工程—南京燕子矶新城综合管廊(吉祥街及燕城大
道段)项目一期工程,规格:Φ4500mm×2500mm×450mm,为目前我国最大口径的钢承口式
钢筋混凝土顶管。顶管施工单位:南京广通非开挖工程技术有限公司;顶管产品供应单位:
扬州中意水泥制品有限公司;混凝土等级:顶管结构采用C50防水混凝土、抗渗等级为P8。
2023年年初,标准编制小组现场考察了目前国内最大直径的钢筋混凝土顶管工程—南
京燕子矶新城综合管廊(吉祥街及燕城大道段)项目一期工程,规格:Φ4500mm×2500mm
×450mm,为目前我国最大口径的钢承口式钢筋混凝土顶管。顶管施工单位是南京广通非开
挖工程技术有限公司;顶管管材供应单位是扬州中意水泥制品有限公司;顶管管材结构采用
C50防水混凝土、抗渗等级为P8。顶管施工采用泥水平衡式顶管工艺,工作井形式为圆形矩
形,内径尺寸为长24m×10m×16.18m,始发顶进速度100mm/min。2023年3月26日接收机
头,工程顶进完毕。
16
四、标准中所涉及的专利
本标准中不涉及专利与相关的知识产权。
五、产业化、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况
顶进施工用钢筋混凝土排水管因强度高、成本低、抗外压性能好,与其他钢管和化学管
材相比有其明显的优势,成为国内外城市非开挖施工用管材的首选,尤其是在城市,非开挖
顶进施工技术解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等困难题。
该技术在国外的应用较早也极广,在我国,近十多年来推广发展迅速,随着我国城市污
水处理和电力工程建设力度的加大,具有多种功能和型式的钢筋混凝土顶管得到研发应用,
但尚未列入相应的工程应用技术规范,在一定程度上影响了钢筋混凝土顶管在非开挖领域的
应用。将钢筋混凝土顶管管材和顶管施工应用两方面技术规范有机结合,形成“材料”与
“施工”相互融合的,具有先进性、适用性和可操作性的《钢筋混凝土顶管应用技术规程》,
本规程的制订对推动我国非开挖工程建设,规范钢筋混凝土顶管应用技术,提高工程建设质
量意义重大,经济效果明显。
该标准的发布不仅会在一定程度上提高钢筋混凝土管材和其他材料管材的市场竞争力,
而且对规范钢筋混凝土顶管的设计、施工和验收能起到积极的推动作用,具有非常重要的意
义。
六、采用国际标准和国外同类先进标准情况
未采用国际标准和国外同类先进标准
七、本标准与现行的相关法律、法规、规章及相关标准(包括强制性标准)是否具有一致
性
本标准符合现行的相关法律、法规、规章及相关标准(包括强制性标准)的要求,具有
一致性。
八、重大分歧意见的处理经过和依据
本标准在编制过程中,没有产生重大分歧意见。
九、标准性质的建议说明
建议将本标准作为推荐性中国建筑材料协会标准(工程建设类)发布。
十、贯彻标准的要求和措施建议
17
本标准发布实施后,相关部门应督促检查本标准的实施情况,并制定相应的实施方法,
使本标准得到认真执行,真正起到指导生产、保证质量、促进产品质量提高的作用。
十一、废止现行相关标准的建议
无。
十二、其他说明
无。
18
附表1本标准与国内相关标准对管材部分技术指标和对比
JC/T2092JC/T2280CBMF××/CCPA××
GB/T11836CECS246给水排水工程顶管技
Ⅰ项目顶进施工法用钢筒混凝土内衬复合材混凝土和钢筋混钢筋混凝土顶管应用技术
混凝土和钢筋混凝土排水管术规程
管凝土排水管规程
不应低于C45,不宜低于
混凝土强度等级不应低于C45不应低于C40不应低于C50不宜低于C50
C50
不宜低于P8,或满足设计要
混凝土抗渗级别符合设计有求,且不宜低于P8//不应低于S8
求
以Φ2000mm为例:
Φ2000Ⅰ裂缝80KN/m破坏
和GB/T11836执行GB/T11836
120KN/m
外压荷载抗裂内压《混凝土和钢筋混凝土排水《混凝土和钢筋混凝土排/
Φ2000Ⅱ裂缝134KN/m破坏
管》一致水管》
200KN/m
Φ2000Ⅲ裂缝180KN/m破坏
270KN/m
内水检验压力0.1mpa钢筒水压0.2mpa0.1mpa/
D0<1200时,≤3mm;1200≤D0<执行GB/T11836执行JC640(作废,现替换
端面倾斜3000时,≤4mm;D0≥3000时,≤≤9mm/《混凝土和钢筋混凝土排GB/T11836)
5mm。水管》《混凝土和钢筋混凝土排水管》
19
附表2钢筋混凝土顶管部分工程应用案例
工程名称顶进施工单位管材供应单位管材规格型号顶管施工工艺工程时间
燕子矶新城综合管廊项目南京广通非开挖工程技扬州中意水泥制品有限钢承口式Φ4500
泥水平衡顶管工艺2022-2023年
一期工程术有限公司公司×2500×450mm
武汉汤逊湖污水处理尾水钢承口式Φ4000
上海矩顶科技有限公司湖北中南管道有限公司泥水平衡顶管工艺2022-2023年
排江工程穿湖段顶管项目×2500×400mm
镇江沿金山湖CSO溢流上海城建预制构件有限钢承口式Φ4000泥水平衡顶管工艺2021年
污染综合治理工程公司、扬州中意水泥制品×2500×350mm
有限公司
湖北黄冈地区综合管廊工湖北地建集团神龙市政湖北正茂新材料科技股钢承口式Φ4000泥水平衡顶管工艺2020-2021年
程建设工程有限公司份有限公司×2500×400mm
海南海口市美兰机场二期海南永桂联合水泥制品钢承口式Φ4000泥水平衡顶管工艺2020-2021年
扩建排水工程有限公司×2500×350mm
上海城市污水输送南干线上海城建预制构件有限HDPE内衬复合管泥水平衡顶管工艺2021年
改造工程龙東路立交公司、上海浦东混凝土制Φ3500×2500×350mm
品有限公司
南宁国际物流园基地平花南宁世通水泥制品有限钢承口式Φ4000泥水平衡顶管工艺2021年
河排水工程责任公司×2500×400mm
秦皇岛卓泰保温工程有秦皇岛市抚宁水泥管材Φ1500*3000(市政顶
南大寺路一次网土建工程泥水平衡2022.04
限公司有限责任公司管)
安国市农村生活水源江水置换天佑京铁工程建设有限秦皇岛市抚宁水泥管材Φ1550*3000(朔黄通
泥水平衡2022.04
下穿朔黄铁路工程公司有限责任公司桥ZH-02)
卢龙县水厂原水管线工程施工天津路鑫建设工程有限秦皇岛市抚宁水泥管材Φ1750*2500(京桥通
泥水平衡2023.04
项目公司有限责任公司-5002)
20
秦皇岛市北部片区污水处理厂河北建工集团有限责任秦皇岛市抚宁水泥管材Φ1800*2500(市政顶
泥水平衡2021.07
及配套管网工程公司有限责任公司管)
津晋高压(蓟汕联络线--塘沽
中交(天津)轨道交通秦皇岛市抚宁水泥管材Φ1950*2500(京桥通
西外环)天然气工程燃气管道泥水平衡2022.09
工程建设有限公司有限责任公司-5002)
下穿津南支线和蓟港铁路工程
杨柳青水厂原水管线工程施工中国电建市政集团天津秦皇岛市抚宁水泥管材Φ2000*2500市政顶
泥水平衡2023.03
项目公司有限责任公司管)
中铁十八局集团五公司Z4线电中铁十八局集团第五工秦皇岛市抚宁水泥管材Φ2150*2500(京桥通
泥水平衡2022.05
力顶管项目程有限公司有限责任公司-5002)
上海力晟建设工程有限秦皇岛市抚宁水泥管材Φ2200*2500(市政顶
中俄东线大石河顶管项目岩石破碎曲线2020.06
公司有限责任公司管)
天津咸阳路、密云路雨水泵站
北京涵瑞建筑工程有限秦皇岛市抚宁水泥管材Φ3000*2500(京桥通
出水管道工程下穿陈塘庄支线泥水平衡2023.04
公司有限责任公司-5002
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