《顶管工程技术规程》

山东省工程建设标准

DB37/TXXXX-2023备案号JXXXXX-2023

顶管工程技术规程

Technicalspecificationforpipejackingengineering

（征求意见稿）

2023-xx-xx发布2023-xx-xx实施

山东省住房和城乡建设厅

联合发布

山东省市场监督管理局

1总则

1.0.1为规范山东省内顶管工程的技术要求，贯彻国家的技术经

济政策，力求做到安全适用、技术先进、经济合理，确保工程质

量、保护环境，制定本规程。

[条文说明]1.0.1顶管工程在山东省内使用已相当广泛，施工技术也日趋成

熟，但我省目前尚无顶管相关的地方标准给予指导，本规程的编制有助于省

内顶管建设工程的标准化。

1.0.2本规程适用于山东省内一般地质条件下机械顶管工程的勘

察、设计、施工、监测及验收。对拟建于湿陷性黄土、易液化土

及膨胀土等特殊地层的顶管工程，应进行充分调研并结合当地经

验应用本规程。

[条文说明]1.0.2本规程难以概括所有特殊地质条件下顶管工程中所面临的

问题，因此遭遇特殊地层时，有关单位在设计和施工中可参照本规程所规定

的技术内容，但应根据具体情况进行修正，并应按现行的国家标准和强制性

条文的有关规定执行。

1.0.3顶管工程应结合工程地质、水文地质和周边环境等条件，

合理选择施工设备与工艺，精心施工，严格监控。

1.0.4顶管工程各环节工作除应执行本规程外，尚应符合国家和

山东省现行有关标准的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1顶管pipejacking

借助顶管掘进成套系统及顶推系统，将预制管节在地下逐节

顶进的非开挖施工技术。

2.1.2顶管机pipejackingmachine

安装在顶进管道最前端，用于顶管掘进、平衡开挖面、排渣

与姿态控制的顶管施工成套设备。

2.1.3工作井workingshaft

通过沉井法、逆作法或基坑支护所形成的顶管施工过程所需

设备安装调试、管节拼装及顶进施工、设备拆解吊运的竖直地下

空间，根据功能可分为顶进井和接收井。

2.1.4顶进井jackingshaft

用于顶进设备安装与顶管机始发与顶进作业的工作井。

2.1.5接收井receptionshaft

用于接收顶管机及管道端部的工作井。

2.1.6穿墙孔holeforpipejacking

开设于工作井侧壁，用于顶管机进出顶进井和接收井的孔洞。

2.1.7反力墙supportingwall

顶进井内承受顶进过程反作用力的支撑墙体。

2.1.8反力后座jackingbase

设置在顶推油缸与反力墙之间，防止反力墙局部受压破坏的

钢质辅助构件。

2

2.1.9管节segment

由工厂预制的用于顶管顶进的基本结构单元。

2.1.10中继间intermediatejackingstation

为降低最大顶力而将管道划分为若干单元顶进时，各单元交

界处设置的接力顶进装置。

2.1.11触变泥浆thixotropicslurry

现场配制并通过管节注浆孔填充于管体外壁与土体间空隙，

具有扰动流动性的减阻泥浆。

2.1.12姿态控制attitudecontrol

顶进过程中顶管机的行进状态及空间方位控制。

2.2符号

2.2.1作用和作用效应

管顶上部竖向土压力标准值；

Evk——

沉井后方被动土压力合力标准值（）；

Epk——kN

沉井前方主动土压力合力标准值（）；

Eep,k——kN

管节传力面允许最大顶力；

Fd——

——中继间设计允许顶力；

[Fd]

顶进管道总顶力；

Fp——

管道外壁与土体接触面的平均摩阻力；

fm——

——地面顶管机迎面阻力；

NF

地面超载；

p0——

3

——作用效应组合的设计值；

Sd

S——第i个永久荷载的标准值；

Gik

S——第1个可变荷载的标准值；

Q1k

S——第j个可变荷载的标准值。

Qjk

2.2.2材料性能和抗力

——混凝土抗压强度设计值；

fc

——钢材抗压强度设计值；

fs

R——管道结构的抗力设计值；

——顶进井后背土体抗力；

RE

管顶上部第土层重度；

i——i

管顶覆盖层的平均重度；

m——

顶进井后背土体重度；

s——

——反力墙背后土体加权内摩擦角；

管线覆盖层加权平均内摩擦角。

m——

2.2.3几何参数

——管节有效传力面积；

Ap

B——顶进井最小净宽度；

——管节水平最大宽度；

B1

预留施工空间；

B2——

——反力墙厚度；

BH

4

——接收井的穿墙洞宽度；

Bjs

矩形管节外边宽；

Brs——

——顶进井的穿墙洞最小宽度；

Bsf

D——圆形管节外径；

h——地面到反力墙顶部土体的高度；

支护结构锚固深度；

h2——

顶力合力作用点距刃脚底部距离；

hf——

管顶上部第土层厚度；

hi——i

土压力合力至刃脚底的距离；

hp——

H——顶进井最小深度；

——管顶至原状土地面覆土层厚度；

H0

——管节高度；

H1

——管底施工操作空间；

H2

——反力墙高度；

HR

——接收井的穿墙洞高度；

Hjs

矩形管节外边高；

Hrs——

——顶进井的穿墙洞最小高度；

Hsf

管线中心埋深；

HT——

L——管道设计顶进长度；

5

顶进井最小净长度；

Ls——

顶管机长度；

L1——

管道设计顶进长度；

L2——

管道设计顶进长度；

L3——

反力后座及反力墙厚度；

L4——

——补浆孔间距；

Lm

T1——顶入管节留在导轨上的最小长度；

顶铁厚度；

T2——

T3——顶进管节回缩及便于安装管节所留附加间隙；

管节外壁周长。

ut——

2.2.4设计参数和计算参数

——

Ad偶然作用的代表值；

C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值；

i——沉降槽宽度系数；

主动土压力系数；

Ka——

Kdc——钢筋混凝土管节安全系数；

Kds——钢质管节安全系数；

被动土压力系数；

Kp——

n——设置中继间数量；

T——减阻泥浆失效期；

6

V——平均掘进速度；

结构重要性系数；

0——

第个永久荷载分项系数；

Gi——i

第个使用年限调整系数；

L1——1

Lj——第j个使用年限调整系数；

土体抗力安全系数；

p——

第个可变荷载的分项系数；

Q1——1

第个可变荷载的分项系数；

Qj——j

——顶进力与土压力合力作用点可能错位折减系数；

——

1混凝土受压强度折减系数；

——

2偏心受压强度提高系数；

——

3混凝土材料系数；

——

4混凝土强度调整系数；

——

5钢材受压强度折减系数；

——

6钢材脆性系数；

——

7钢管稳定系数；

cj——第j个可变荷载的组合值系数；

——

f1第1个可变荷载的频遇值系数；

qj——第j个可变荷载的准永久值系数。

7

3基本规定

3.0.1顶管工程设计前，应按照基本建设程序进行岩土工程勘察。

[条文说明]3.0.1岩土工程勘察的相关工作在顶管工程中非常重要，近数十

年来的工程经验表明，岩土工程勘察不当可能引起重大工程损失。因此在顶

管工程中，必须严格按《建设工程质量管理条例》中的有关规定开展建设工

作，坚持先勘察、后设计、再施工的基本原则。

3.0.2顶管工程管线总体布置应满足管道正常使用功能、顶管施

工工艺、运营管理、维护修理与防灾等要求。

[条文说明]3.0.2顶管工程的总体布置设计在满足顶管工程正常使用功能要

求的同时，尚应考虑顶管施工的可实施性，应针对不同行业的特点及相关规

定设置附属结构，满足管线运营期的维护、防灾、救援等综合需要。

3.0.3顶管工程设计应满足在规定设计工作年限内结构的安全性、

适用性及耐久性，并在此基础上做到经济合理。

3.0.4顶管工程设计应评估顶进施工与建成后对环境造成的不利

影响，并宜根据规划条件评估未来周边环境的改变对建成管线的

影响。

3.0.5顶管工程的安全等级与相应设计工作年限应符合表3.0.5的

规定，设计时应按管道使用功能相应行业的要求选定。

表3.0.5顶管工程安全等级与设计工作年限

安全等级一级二级

设计工作年限（年）10050

3.0.6顶管工程的耐久性要求应根据管道结构的设计工作年限、

管道所处的环境类别及作用等级进行确定。

3.0.7顶管结构的防水等级应符合现行国家标准《地下工程防水

技术规范》GB50108的有关规定。

3.0.8顶管施工所用的管节、构配件和主要原材料等产品进入施

8

工现场时应进行进场复验。管节应根据其使用功能选择相关现行

标准进行验收。

3.0.9顶管设备选型应满足工程水文地质条件、周边环境及风险

控制、顶进线路条件、管节型号等的要求，顶管设备应验收合格

并联动调试后方可使用。

[条文说明]3.0.9顶管工程中所使用的各类设备应按照对应的现行国家标准

进行验收。

3.0.10顶管工程应在建设全过程实施风险控制，对工程风险应进

行辨识、分析、评价。

3.0.11顶管工程应对顶进管道结构、沿线岩土体、工作井及周边

环境进行工程监测。监测方案的制定应满足充分反映管线与周边

环境变化特征与安全情况的要求。

3.0.12顶管工程的质量检测应贯穿整个施工过程，应建立健全施

工质量保障体系与验收方式。

9

4工程勘察及周边环境调查

4.1工程勘察

4.1.1顶管工程设计前，应按基本建设程序进行工程勘察；不同

设计阶段应根据技术要求开展相应的工程勘察工作。

[条文说明]4.1.1工程勘察在顶管工程中具有重要地位，开展有效地勘察工

作可提前发现潜在的工程地质问题，避免重大损失。

4.1.2顶管工程勘察应查明沿线区域的以下项目：

1场地的地形、地貌、地层结构、不良地质作用；

2岩土类型、成因、工程特性与分布特征；

3场地含水层类型、分布、工程水文参数、水体赋存状态及

水质情况；

4场地地基稳定性、均匀性和承载力的分析与评价。

4.1.3顶管工程勘察应为下列工作提供资料：

1顶进线路与工作井设计；

2顶进设备、管节的选型；

3顶进减阻设计；

4不良地质条件加固方案；

5确定顶进推力、速度、姿态控制等施工技术要素；

6工程设计、施工方案评估；

7周边环境保护设计。

4.1.4当顶管管线范围内存在有害气体及其他污染物时，应查明

分布状态，并给出建议处理方案。

[条文说明]4.1.4顶进施工过程中可能会遭遇赋存有害气体及其他有害物质

的地层，为保障人员生命安全与施工的顺利开展，必须制定相应的应急预案。

10

4.1.5勘探孔布设应符合下列规定：

1勘探孔宜在管线两侧交错布置；

2非过水管线结构与勘探孔宜距3m～5m，过水管线宜布置在

管线结构外侧6m～12m处；

3应在始发或接收洞口外侧2m～3m处各设置至少一个勘探

孔，当覆盖层厚度大于10m时，应在洞口两侧各布设一个勘探孔，

洞口外侧的连续取土孔应不少于1个；

4勘探孔平面布置间距可根据场地复杂程度取30m～50m，当

场地情况复杂或顶进大断面管线时，勘探孔平面布置间距宜不大

于20m；在工作井选址处、顶进工法变换处、地质单元交界和地

层突变段应加密勘探孔；

5勘探孔应分为一般性勘探孔与控制性勘探孔，勘探孔底深

度宜深于待建管线底部，一般性勘探孔超出长度宜不少于1.5倍～

2.0倍管线截面对角线长度，控制性勘探孔超出长度宜不少于2.5

倍～3.0倍管线截面对角线长度；当遭遇不良地质条件时，勘探孔

深度宜根据设计需要加深；

6勘探孔布设受地形地貌等因素限制时，应利用钻孔与物探

或其他方法相结合的方式查明地层情况；

7勘察工作完成后应及时对勘探孔进行封孔处理，记录钻孔

内的遗留物，并对勘探孔进行封孔。

[条文说明]4.1.5在勘察工作完成后如不及时进行勘探孔封孔或者封孔质量

未能达到要求时，其将可能成为地表水下渗通道，影响顶管工程施工。勘察

孔封堵宜采用黏土球等材料进行有效封堵，避免形成垂直渗流通道。

4.1.6进行地下水勘察应调查以下项目：

1地下水类型；

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2含水层、地下水埋藏条件与分布特征；

3补给与排泄条件；

4场地地下水历史最高水位、最低水位、最大水位变化幅度；

5场地内分布有承压水时，其对顶管施工的影响；

6地下水化学成分分析，评价地下水对混凝土、金属材料、

橡胶等管身材料的腐蚀程度。

[条文说明]4.1.6勘察作业期间的水位一般介于最高与最低水位之间，建设

场地的最高水位与最低水位宜向当地水文部门查询；承压水的存在可能对顶

进施工安全造成不利影响，勘察成果应准确提供承压水压力、分布范围与深

度等必要信息。

4.2周边环境调查

4.2.1顶管工程设计前应对管线所穿越和影响范围内的周边环境

进行调查。

4.2.2周边环境调查应包含邻近工程场地的下列项目：

1地上、地下建（构）筑物；

2地上、地下交通线路；

3各类地下管线；

4桥梁结构；

5影响顶管施工的各类地下障碍物。

4.2.3周边环境调查应在取得工程沿线地形图、管线及地下设施

分布图等资料的基础上，采用实地调查、资料调阅、现场勘查与

探测等多种手段相结合的方法进行。

4.2.4顶管工程周边环境调查范围应为以管线中心线为对称轴的

条带状区域，调查范围边线与管节外壁之间距离不应小于30m、3

12

倍管线截面对角线、3倍管顶埋深中的最大值。

4.2.5地上建（构）筑物应调查层数、高度、结构形式、基础埋

深、基底附加压力；对采用复合地基、桩基的建（构）筑物，应

包括地基基础的结构参数、施工工艺。

4.2.6地下建（构）筑物应调查工程的平面布置、外轮廓尺寸、

顶板和底板标高、施工方法、结构形式、变形缝设置、围护结构

和抗浮措施。

4.2.7既有道路应调查道路等级、路面材料、路面宽度、路基结

构形式、支挡结构形式及地基与基础结构。

4.2.8桥梁结构应调查桥梁类型、结构布置、桥长、桥宽、跨度、

墩柱基础形式、桩基或地基加固设计参数、运营年限。

4.2.9当调查范围内存在古建筑或大型文物时，应调查其名称、

保护等级、保护控制范围、结构形式、埋置深度等。

4.2.10地下障碍物调查宜包括但不限于以下内容：

1自然形成或人工开掘的地下空洞；

2降水井、取水井；

3古墓葬、古井；

4残留建（构）筑物基础、抛石、注浆体；

5基坑挡土构件、锚杆（索）。

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5顶管工作井

5.1一般规定

5.1.1工作井结构应满足井壁土体支护与顶进施工期间所需的承

载力、刚度、稳定性、抗管涌和抗浮要求；顶管施工完成后永久

使用的工作井尚应满足耐久性、防水等要求。

5.1.2工作井宜采用封闭式截面，其平面尺寸和深度应满足施工

要求。

5.1.3顶进井反力墙、井壁结构及背后土体承载力应满足顶进施

工最大顶力的要求。

5.1.4顶进井应设置钢筋混凝土底板，接收井可按需设置。

5.1.5仅做施工用的临时接收井可不做钢筋混凝土内衬。

5.1.6工作井内设置的内支撑或内衬应避免影响顶进施工。

5.1.7穿墙孔位置的井壁结构应进行加固。

[条文说明]5.1.7为保证工作井的安全和稳定，在进行顶进始发与接收前，

应对井壁结构进行加固。

5.2工作井设计

5.2.1工作井形式宜根据顶管施工条件、工程地质和水文地质条

件、所需深度、工程周边环境等因素确定，并应符合下列规定：

1工作井形式可选用沉井式工作井、逆作式工作井、基坑式

工作井，当有永久使用需求时宜选用沉井式工作井；

2工作井的地层适应性可按表5.2.1进行确定；

14

表5.2.1工作井形式的地层适应性

工作井形式适用地层

沉井式工作井填土、淤泥、淤泥质土、粉土、砂土、黏土等地层

逆作式工作井黏土、软质岩石、全-强风化岩石地层

基坑式工作井各类地层均可采用，选用合理支护型式

3基坑式工作井的结构形式宜选用放坡、土钉墙、复合土钉

墙、岩石锚喷、分离或咬合式灌注桩、型钢水泥土搅拌墙（SMW

工法）、钢板桩、地下连续墙等形式。

5.2.2顶进井尺寸应符合下列规定：

1顶进井的最小净长度应取式（5.2.2-1）与式（5.2.2-2）所计

算的较大值，并应根据井内接管工艺要求综合确定。

LsL1L3L4T1T2T3(5.2.2-1)

LsL2L3L4T1T2T3(5.2.2-2)

式中：Ls——顶进井最小净长度（m）；

——顶管机长度（）；

L1m

——管节安装长度（），取倍管节长度；

L2m2.5

液压缸长度（）；

L3——m

反力后座及反力墙厚度（）；

L4——m

——顶入管节留在导轨上的最小长度（），取；

T1m0.5m

顶铁厚度（）；

T2——m

计入顶进管节回缩及便于安装管节所留附加间隙

T3——

（m），取0.2m。

2顶进井的最小净宽度宜按下式计算：

15

BB12B2(5.2.2-3)

式中：B——顶进井最小净宽度（m）；

——管节水平最大宽度（m），当井内为水平双线顶进方

B1

案时，应为双线顶管直径与其间水平净距之和，管

间净距应符合本规程第7章的规定；

预留施工空间，可取～。

B2——0.8m1.5m

3顶进井的最小深度宜按下式计算：

HH0H1H2(5.2.2-4)

式中：H——顶进井最小深度（m）；

——管顶至原状土地面覆土层厚度（）；

H0m

管节高度（），圆形管节为其直径，当井内为上下

H1——m

双线顶进方案时，应为双线顶管直径与其间垂直净

距之和，管间净距应符合本规程第7章的规定；

管底施工操作空间，可取～。

H2——0.4m0.5m

5穿墙孔尺寸可按下式计算：

HsfH10.24(5.2.2-5)

BsfB10.24(5.2.2-6)

式中：Hsf——顶进井的穿墙洞最小高度（m）；

顶进井的穿墙洞最小宽度（）。

Bsf——m

16

（a）顶进井平面

（b）顶进井剖面

图5.2.2顶进井尺寸设计

1—顶管机；2—管节；3—顶环；4—顶铁；5—工作井；6—油缸架；7

—反力墙；8—导轨

[条文说明]5.2.2本条中式5.2.2-1是受顶管机长度控制时的顶进井最小净长

17

度确定方法，式5.2.2-2是受管节长度控制时的顶进井最小净长度确定方法，

顶进井最小净长度应取两者的较大值。此外，仍应当考虑井内接管工艺的空

间要求。

5.2.3接收井尺寸应符合下列规定：

1接收井的最小净长度和净宽度应满足顶进设备拆除和吊出

的要求；

2接收井穿墙洞尺寸可按下列公式计算：

HjsH10.4(5.2.3-1)

BjsB10.4(5.2.3-2)

式中：Hjs——接收井的穿墙洞高度（m）；

——接收井的穿墙洞宽度（）。

Bjsm

5.2.4沉井式工作井设计应符合以下原则：

1应根据平面形状进行沉井结构的空间效应和整体稳定性验

算，设计文件中应明确所采用的下沉方法及封底方法、分段施工

高度、下沉时混凝土强度等级要求，并进行相应的下沉系数和下

沉稳定系数验算；

2沉井壁板厚度变化应结合沉井的下沉稳定计算确定；

3沉井结构侧壁设计高度范围及坑底分布有软弱土层时，应

验算坑底隆起稳定性，必要时可在井壁外设置止水帷幕或固化坑

底土体；

4在地下水较丰富或存在强透水层、承压水层的场地采用排

水下沉时，应进行渗流及抗管涌稳定性验算后设置降水井降水，

必要时可在井壁外设置止水帷幕；

18

5地下水位较高的砂层宜采用不排水下沉法或部分不排水下

沉法，并采用水下封底；

6刃脚底为软土时应在下沉前对该层进行加固处理；

7沉井平面宜对称布置，混凝土强度等级不应低于C25；

8矩形沉井壁板交接处宜设置腋角。

[条文说明]5.2.4沉井式工作井的结构设计也可根据现行协会标准《给水排

水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137进行设计。

5.2.5逆作式工作井设计应符合以下原则：

1在开挖深度较深、土层情况较差或地下水位较高时，可先

在逆作面位置施工竖向超前支护结构或止水帷幕，再进行逆作施

工；

2当地下水位较低，且工作井周边环境较为简单，同时被开

挖土体具有一定自稳能力时，可采用锚杆喷射混凝土逆作法竖井

结构，锚杆喷射混凝土设计及施工应符合现行国家标准《岩土锚

杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086的有关规定；

3工作井应按不同深度进行环向偏心受压计算及受拉计算，

并应对不同施工阶段的坑底进行抗隆起抗管涌稳定性验算；

4井壁横截面宜为圆形，也可采用矩形或多边形；圆形井壁

的截面厚度不应小于300mm，矩形或多边形截面井壁的截面厚度

不宜小于400mm；

5井壁混凝土强度等级不宜低于C25；竖向钢筋牌号不宜低

于HRB400；竖向连接和支承的构造措施应满足结构极限状态要求，

竖向钢筋不得采用绑扎连接；

6受到穿墙孔削弱或被截断的逆作井环，应在井外或井内设

置加固措施；

19

7逆作法工作井设计文件中应明确挖土的时机、井环分块数

量、竖向分节高度等要求。

5.2.6基坑式工作井设计应符合以下原则：

1基坑式工作井的承载力极限状态与正常使用极限状态计算、

作用取值、地下水控制与周边环境保护设计应符合现行行业标准

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的有关规定；

2分离或咬合式灌注桩、钢板桩、型钢水泥土搅拌墙（SMW

工法）、地下连续墙等设计应按平面杆系有限元法进行计算，并进

行整体稳定、抗滑移、抗倾覆、抗隆起、抗突涌等验算；

3当工作井周边环境简单，且土体具有自稳能力较好时，可

采用土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙、微型桩复合土钉墙进行支

护；复合土钉墙支护应符合现行国家标准《复合土钉墙基坑支护

技术规范》GB50739的有关规定；

4对于岩石地层等地质较好的地层，可采用岩石锚喷支护工

作井，其设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB

50330中有关岩质边坡的有关规定。

5.2.7当基坑式工作井采用型钢组合结构基坑支护形式时，应符

合下列规定：

1井壁应采用U型钢板桩或U型钢板桩搭配H型钢或钢管桩

连接形成的组合钢板桩结构，水平支撑应采用H型钢或钢管支撑，

型钢围檩应设置于井壁与水平支撑之间；

2组合钢板桩可同时作为止水措施，当有止水要求时，组合

钢板桩的设置深度应满足渗透稳定性的要求；组合钢板桩深度以

下存在透水层或抗隆起不能符合计算要求时应独立设置止水措施；

3组合钢板桩所用U型钢板桩的规格应符合现行国家标准

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《热轧钢板桩》GB/T20933、《冷弯钢板桩》GB/T29654、现行行

业标准《钢板桩》JGJ/T196的有关规定；钢管桩的规格应符合现

行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T8162的有关规定；H型钢的

规格应符合现行国家标准《热轧H型钢桩》GB/T32285、《热轧H

型钢和部分T型钢》GB/T11263的有关规定；

4型钢支撑与围檩的规格及构造要求应符合现行国家标准

《钢结构设计标准》GB50017、《热轧H型钢和部分T型钢》GB/T

11263的有关规定；

5顶进施工时可将顶管影响范围内的组合钢板桩拔起或割除

以露出穿墙孔，孔口应采用增加围檩及支撑的方式进行局部加固，

并设置止动措施阻止洞口上方的组合钢板桩下落。

5.2.8工作井洞口土体加固设计应符合下列规定：

1加固范围应结合工程地质及水文条件、顶管设备条件、管

节尺寸、顶进路径、埋深及周边环境等情况综合确定；

2土体加固宜采用水泥土搅拌桩、高压旋喷桩，必要时可采

用冻结法加固；

3洞口土体加固应在工作井底板达到设计强度后进行；

4当工作井洞口标高以上存在软土时，应在洞口上方采取水

平方向的加固措施；

5加固体的强度、均匀性和抗渗性应满足洞口加固设计要求。

[条文说明]5.2.8洞口加固土体是确保顶管始发与接收顺利进行的重要措施，

经过加固后，洞口范围土体强度提高，可有效防止井外土体通过洞口向井内

坍塌涌入；同时经过加固后可有效降低高渗透土体的渗透性，防止外部地下

水向井内突涌。洞口土体加固需要综合考虑工程地质条件、水文地质条件、

周边环境情况、工程经济性及工程可行性确定加固方式。

21

5.2.9工作井洞口止水装置设计应符合下列规定：

1应结合工作井的具体条件、地层特点确定止水装置构造；

2顶进井可根据埋深采用橡胶法兰、帘布橡胶板、气囊、钢

丝刷并压注油脂等措施，不得有漏泥、漏水现象；

3顶进井的预留洞口顶以上覆土深度超过10m且地层为透水

层时，应设置井壁预埋钢环，宜采用双层止水橡胶板；覆土深度

超过15m时，应设置井壁预埋钢环，宜增加钢丝刷止水装置；

4接收井可采用加固洞口土体的方式进行止水。

图5.2.9双道橡胶止水装置构造

1—井壁侧墙；2—锚固钢筋；3—止水橡胶帘布；4—压板；5—翻板；6

—中间止水钢环；7—固定螺栓；8—预埋洞口钢环

5.2.10工作井防排水设计应符合下列规定：

1工作井顶部标高应根据现场防涝要求进行调整；

2井底的角部或两侧应设置集水坑，深度不宜小于0.4m，且

不应与顶进轴线重叠；

3工作井邻近水体时应采取隔水加固措施，可选用水泥土搅

拌桩、高压旋喷桩等方法。

22

5.3工作井施工

5.3.1沉井式工作井施工应符合下列规定：

1井壁应分段整体浇筑，节高宜小于沉井截面直径或宽度，

每节井壁上端水平筋应加强；

2首节井壁的基底压力应小于下卧层地基承载力特征值，井

壁接高时应验算地基极限承载力，地基承载力验算应符合现行国

家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定；

3井壁模板安装与拆除、混凝土浇筑与养护、预埋件与预留

孔洞设置应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规

范》GB50204的有关规定；

4刃脚可采用现浇钢筋混凝土和钢板制作，刃脚的锋角及台

阶的高度、宽度与结构强度应满足下沉要求；

5承载力较低的地层宜采用砂换填表层，换填层应分层洒水

后压实；

6竖井刃脚内侧斜面可采用砖胎膜或钢结构进行支撑；

7沉井工作井下沉前，刃脚内侧、凹槽及地梁和隔墙两侧均

应凿毛，凿毛范围应覆盖封底混凝土和底板混凝土的接触面；

8沉井式工作井下沉前应检验井壁的结构外观、混凝土强度

等级与抗渗等级，并通过施工计算确定下沉方案与相应技术措施；

沉井的下沉系数宜取1.05~1.15；

9地层为淤泥质土、黏土、粉质黏土、黏质粉土时宜选用排

水沉井法；当穿过流砂、淤泥和卵砾石等松软不稳定地层时，宜

采用不排水沉井法；当穿越较厚砂层时应设置减阻措施；

10井壁下沉时应勤测勤纠，当沉井偏斜率较大或沉井下沉有

23

困难时，可采用上部加载的方法助沉；

11沉井式工作井的制作、下沉、封底施工等尚应符合现行国

家标准《沉井与气压沉箱施工规范》GB/T51130的有关规定。

5.3.2逆作式工作井施工应符合下列规定：

1逆作式工作井应自上而下施工，交替进行支护结构施工与

土方开挖；

2每节井壁浇筑完成后应进行井中心位置及垂直度校核；

3井壁钢筋宜采用双层钢筋布置，钢筋连接宜采用机械连接，

绑扎钢筋作业面不足时可在坑内贴壁开挖沟槽，钢筋绑扎完成后

应立即回填沟槽；

4井壁模板应设置内撑，施工中应控制模板垂直度、平整度

及错台控制；

5井壁混凝土应对称浇筑，避免模板偏移，浇筑本节时应在

底部预留下节浇筑洞口；

6拆模时井壁混凝土强度应不低于70%，土方开挖前井壁混

凝土强度应不低于75%；

7土方开挖前应提前清理钢筋接头，对施工缝位置弹设墨线

并进行凿毛，施工缝应直顺。

5.3.3基坑式工作井施工应符合下列规定：

1放坡、土钉墙、排桩、地下连续墙、锚杆、内支撑的施工

应符合现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的有关规

定；

2咬合桩的施工应符合现行行业标准《咬合式排桩技术标准》

JGJ/T396的有关规定；

3型钢水泥土搅拌墙的施工应符合现行行业标准《型钢水泥

24

土搅拌墙技术规程》JGJ/T199的有关规定；

4复合土钉墙的施工应符合现行国家标准《复合土钉墙基坑

支护技术规范》GB50739的有关规定；

5岩石锚喷支护的施工应符合现行国家标准《建筑边坡工程

技术规范》GB50330的有关规定。

5.3.4工作井洞口土体加固施工应符合下列规定：

1采用水泥土搅拌桩、高压旋喷桩法进行土体加固时应符合

现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79的有关规定；

2土体加固效果应采用钻芯法进行验证，应检查加固体芯样

的整体性与均匀性，芯样无侧限抗压强度不宜小于1MPa，渗透系

数不宜大于1×10-6cm/s；

3土体加固施工完成后，应在始发及接收前以钻打洞口土体

的方式探明实际加固效果。

5.3.5工作井洞口止水装置施工应符合下列规定：

1洞口止水环中心线应与洞口中心线一致；

2止水装置应安装牢固，止水环压板螺栓应拧紧，压板应贴

实、压紧；

3当采用钢管作洞门钢套管时，钢套管外宜加焊止水环，并

应焊牢。

25

6顶管设计与管节制作

6.1一般规定

6.1.1顶管结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方

法，以可靠度为指标度量顶管结构的可靠度。

6.1.2管节结构设计应满足施工阶段与使用阶段的设计要求。

6.1.3管节材质应根据顶进管道的用途、管材特性及当地使用情

况综合确定。

6.1.4管节生产前应与厂家进行技术交底，并应经试制质量合格

后方可批量生产。

6.2顶管结构设计

6.2.1顶管结构作用可按表6.2.1进行分类。

表6.2.1顶管结构作用类型

序号作用类型作用形式

1永久作用结构自重

2永久作用结构附加永久荷载

3永久作用地层压力

4永久作用混凝土收缩和徐变影响

5永久作用地基沉降

6永久作用管道及设备自重、输送物质自重

7可变作用温度影响

8可变作用地面车辆荷载及其动力作用

9可变作用顶推力

10可变作用地表水或地下水的静水压力及浮力

11可变作用施工堆积荷载

12可变作用地面车辆、施工机械运行荷载

13偶然作用地震作用

14偶然作用爆炸力、沉船、抛锚、河道疏浚产生的撞击力

26

6.2.2顶管结构其上的永久作用、可变作用、偶然作用的作用代

表值选取应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的

有关规定。

6.2.3管节按承载能力极限状态进行强度计算时，对持久设计状

况或短暂设计状况，应采用作用的基本组合；对偶然设计状况，

应采用作用的偶然组合。管节按正常使用极限状态计算时，应根

据不同设计要求采用作用的标准组合、频遇组合或准永久组合。

6.2.4顶管结构按承载能力极限状态设计时，应符合下式规定：

≤

0SdR(6.2.4)

式中：0——结构重要性系数，工程安全等级为一级时取1.1，二

级时取1.0；

——作用效应组合的设计值；

Sd

R——管道结构的抗力设计值。

6.2.5荷载效应的基本组合值应按下式计算：

S=SSS

dGiGikQ1L1Q1kQjcjLjQjk(6.2.5)

i≥1j＞1

式中：Gi——第i个永久荷载分项系数；

S

Gik——第i个永久荷载的标准值；

Q1——第1个可变荷载的分项系数；

L1——第1个使用年限调整系数；

S

Q1k——第1个可变荷载的标准值；

Qj——第j个可变荷载的分项系数；

cj——第j个可变荷载的组合值系数；

27

Lj——第j个使用年限调整系数；

S

Qjk——第j个可变荷载的标准值。

6.2.6承载能力极限状态分项系数、使用年限调整、组合值系数

的取值应符合下列规定：

1当某项永久荷载对承载力不利时，其对应分项系数应取1.3，

有利时应取不大于1.0；

2当某项可变荷载对承载力不利时，其对应分项系数应取1.5，

有利时应取0；

3可变荷载的组合值系数取值应不大于1.0，宜取0.7；

4顶管工程安全等级为一级时使用年限调整系数应取1.1，为

二级时应取1.0。

6.2.7荷载偶然组合设计值应符合下式规定：

S=SASS

dGikdf1Q1kqjQjk(6.2.7)

i≥1j＞1

式中：Ad——偶然作用的代表值；

f1——第1个可变荷载的频遇值系数；

qj——第j个可变荷载的准永久值系数。

6.2.8顶管结构按正常使用极限状态设计应采用荷载效应的标准

组合、准永久组合或频遇组合，并应符合下式规定：

≤

SdC(6.2.8)

式中：C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值，按现行国家

标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的

有关规定采用。

6.2.9顶管结构按正常使用极限状态验算时，其荷载组合的设计

28

值应按下式计算：

S+S+S（标准组合）

GikQ1kcjQjk

j＞1

S=S+S+S（频遇组合）

dGikf1Q1kqjQjk(6.2.9)

j＞1

S+S（准永久组合）

GikqjQjk

j≥1

6.2.10作用于管顶的竖向土压力计算应符合下列规定：

1标准贯入锤击数不大于8的粉土或粘性土，或当覆盖层厚

度小于2倍管节截面对角线时的碎石土、砂土及标准贯入锤击数

大于8的粉土或粘性土应按下式计算：

n

Evk=ihi+p0(6.2.10)

i1

2

式中：Evk——管顶上部竖向土压力标准值（kN/m）；

3

i——管顶上部第i土层重度（kN/m），地下水位以下的

土层应取其有效重度；

hi——管顶上部第i土层厚度（m）；

2

p0——地面超载（kN/m）。

2覆盖层厚度大于2倍管径时的碎石土、砂土、标准贯入锤

击数大于8的粉土或粘性土计算竖向土压力时，宜包含土体卸载

拱作用。

6.2.11作用于管道结构的水平土压力计算应符合下列规定：

1施工阶段侧向土压力可按主动土压力计算，宜选用朗肯土

压力公式计算；

29

2使用阶段侧向土压力宜按静止土压力计算；

3当管道位置位于地下水位以下时，粘性土层的侧向土压力

宜按水土分算或水土合算中的较不利情况进行计算，非黏性土宜

按水土分算进行计算。

6.2.12管道位于地下水下时，外水压力应根据施工阶段与服役阶

段的地下水位的变化按静水压力计算。

6.2.13温度作用标准值可取±20℃，其对应准永久系数可取1.0；

钢质管道受两端工作井侧壁刚性约束时，应验算钢质管节的连接

强度与工作井受力情况。

6.3管节设计

6.3.1管节传力面允许最大顶力应符合下列规定：

1钢筋混凝土管节应按下式计算：

123

Fd=fcAp(6.3.1-1)

4Kdc

式中：Fd——管节传力面允许最大顶力（N）；

1——混凝土受压强度折减系数，可取0.9；

2——偏心受压强度提高系数，可取1.05；

3——混凝土材料系数，可取0.85；

4——混凝土强度调整系数，可取0.80；

Kdc——钢筋混凝土管节安全系数，可取2.6~2.8；

2

fc——混凝土抗压强度设计值（N/mm）；

2

Ap——管节有效传力面积（mm）。

30

2钢质管节应按下式计算：

567

Fd=fsAp(6.3.1-2)

Kds

式中：5——钢材受压强度折减系数，可取1.00；

6——钢材脆性系数，可取1.00；

7——钢管稳定系数，可取0.36，穿越土层均匀且顶进距

离小于300m时可取0.45；

Kds——钢质管节安全系数，可取1.3~1.4；

2

fs——钢材抗压强度设计值（N/mm）。

6.3.2管节内力、变形计算应符合下列规定：

1应选取管道最不利内力状态的截面进行计算；

2应选取管道结构的内力分析，均应按弹性体系分析；

3宜采用荷载结构法，求解方式宜选用二维或三维有限单元

分析；

4几何模型应进行合理简化，材料可设为均匀连续介质；

5计算宜考虑顶管结构与周围岩土体的相互作用。

6.3.3钢筋混凝土管节的裂缝宽度验算应符合现行国家标准《混

凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。

6.3.4钢筋混凝土管节构造应符合下列规定：

1混凝土保护层最小厚度宜符合表6.3.4的规定；

31

表6.3.4管节混凝土最小保护层厚度（mm）

安全等级直接接触地下水不直接接触地下水

一级6040

二级4030

2管节纵向钢筋的最小配筋率不宜低于0.2%，间距不宜大于

150mm。当混凝土强度大于C60时，最小配筋率宜增加0.1%；

3注浆孔宜均匀布置在管节外周，处于同一断面的注浆孔数

量宜为3个～6个或根据注浆需求定制；

4矩形截面管节的顶、底板与侧壁连接处宜设置腋角。

[条文说明]6.3.4管节注浆孔应沿管节周长均匀布置，大型管节宜适当增加

注浆孔数量。

6.3.5钢质管节构造应符合下列规定：

1管节间采用焊接连接应根据现行国家标准《钢结构焊接规

范》GB50661确定焊接坡口形式；

2钢质管节的长度不宜小于6m，长距离顶管所用管节的长度

可适当增大。

[条文说明]6.3.5钢质管节涉及现场焊接工作较多、工期较长，因此在吊装

设备、工作井尺寸等施工条件允许的情况下单节管节的长度可适当增大。

6.3.6管节接头构造应符合下列规定：

1接头应满足顶进时轴向荷载的传递要求，当发生小幅偏斜

时，应仍具有防水能力；

2钢承口焊接应满焊，并应采取防止钢承口焊接变形的措施；

3顶进管节接头防水形式宜采用柔性钢承口或柔性钢承插口，

可根据防水需求选用单胶圈或双胶圈接头；

32

（a）钢承口管柔性接头（单橡胶圈）

（b）钢承口管柔性接头（双橡胶圈）

1—氯丁橡胶或三元乙丙橡胶止水条；2—聚氨酯密封胶条；3—遇水膨胀橡胶

止水条；4—聚氨酯密封胶条

33

（c）钢承插口管柔性接头

1—钢环；2—插口钢环；3—胶垫（耐热硅橡胶）；4—承口钢环；5—O形密

封圈（耐热硅橡胶）；6—接头试验进水孔；7—遇水膨胀胶条；8—胶板（耐

热硅橡胶）；9—插口体；10—承口体；11—插口工作面；12—承口工作面

图6.3.6管节接头形式

4管节之间接头处传力面应设置环状传力衬垫，当采用木质

衬垫时宜粘贴安装，粘贴时应位置准确、粘贴牢固、表面平整；

5顶管施工完成后，应先将管节接缝清洗、干燥，管节下部

的嵌缝槽宜采用聚氨酯密封胶嵌填。

6.3.7钢筋混凝土管节材料应符合下列要求：

1混凝土用水泥、砂、粗骨料、外加剂、拌合用水的选用应

符合现行国家标准《混凝土结构通用规范》GB55008的有关规定；

2混凝土强度等级宜不低于C50，抗渗等级宜不低于P10；

3当地下水对管节的混凝土与钢筋具有腐蚀性时，应采取防

腐处理，钢质构配件应进行防锈、防火处理；

4管节混凝土耐久性设计应符合现行国家标准《混凝土结构

耐久性设计标准》GB/T50476的有关规定。

[条文说明]6.3.7一般情况下钢筋混凝土管节的混凝土强度等级不宜低于

34

C50，当顶进距离较短、管径较小时，可适当降低混凝土强度要求，但应进

行验算确保通过管节顶力等验算。

6.3.8钢质管节材料性能应符合下列要求：

1管节钢材的强度、塑性、韧性、可焊性、防腐蚀性等指标

应满足管节储存、运输、施工与服役期的要求；

2油气输送管道钢材要求尚应符合现行国家标准《石油天然

气工业管线输送系统用钢管》GB/T9711、《输送流体用无缝钢管》

GB/T8163的有关规定；

3热力管道钢材要求尚应符合现行国家标准《输送流体用无

缝钢管》GB/T8163的有关规定；

4电力管道钢材要求尚应符合现行国家标准《碳素结构钢》

GB/T700的有关规定；

5给水排水管道钢材要求尚应符合现行国家标准《给水排水

管道工程施工及验收规范》GB50268的有关规定。

6.3.9管节接头材料应符合下列规定：

1承口钢环应选用Q235B及以上标号的板材，板材厚度不应

低于10mm；

2管节接头防水采用弹性橡胶密封圈时，弹性橡胶密封圈的

性能指标应符合设计文件及现行国家标准《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/T21873的有关规定；

3管节接头防水采用遇水膨胀橡胶圈时，遇水膨胀橡胶圈的

性能指标应满足设计要求和现行国家标准《高分子防水材料第3

部分：遇水膨胀橡胶》GB/T18173.3的有关规定；

4管节接头采用其他密封材料防水时，应满足设计要求。

35

6.4管节制作

6.4.1钢筋混凝土管节预制应符合下列要求：

1管节生产前应对钢模具误差进行检测，不满足误差要求时

应矫正后使用；

2混凝土应按设计要求进行配置，浇筑时宜采用振捣方式进

行密实；

3当环境温度大于或等于10℃时可采用自然养护，当环境温

度小于10℃时宜采用蒸汽养护；

4管节插口和钢承口的内外钢环应与钢筋骨架焊接，并应紧

贴模具的内壁；

5涂刷管节防腐材料的混凝土基层表面应处理平整、洁净并

保持干燥，含水率应低于6%；

6每一管节均应设置满足吊装要求的吊装装置；

7成品管节的钢承口、预埋件外表应光洁，不应粘连混凝土、

水泥浆及其他污染物。

6.4.2钢质管节预制应符合下列要求：

1卷制钢管的长度一般为钢管宽度，同一横断面内宜采用一

条纵向焊缝。若采用两条纵向焊缝，对大直径管焊缝间距应大于

300mm，小直径管纵向间距应大于100mm；

2管节内外直缝宜采用埋弧自动焊；

3卷制钢管接长时，管口对接应平整。

6.4.3管节防腐应符合下列要求：

1当地下水、岩土体、潜在污染源或管节内输送介质对管节

材料具有腐蚀性时，应对管节内外壁做防腐处理；

36

2防腐涂料的选用、涂覆方式应符合管节设计文件的规定；

3钢套环应按设计要求进行防腐处理，防腐材料宜采用环氧

煤沥青，防腐层厚度不宜小于0.2mm；

4钢质管节外壁防腐可采用环氧玻璃鳞片或环氧沥青，内壁

防腐应根据管道的使用功能使用对应的防腐措施。

6.4.4管节应有合格标识，标识内容应包括生成企业名称、产品

商标、产品标记以及生产日期等，喷刷字迹应工整、清晰，无污

损、无涂改。

37

7顶进设计与施工

7.1一般规定

7.1.1施工单位应根据建设单位提供的勘察报告、设计文件等资

料，对下列施工现场的情况进行核实确认：

1现状地形、地貌、地层分布情况；

2河流、湖泊、湿地、沟渠等水文地质情况；

3顶管施工可能影响的周边环境；

4施工用水、排水、通电、运输、设备材料存放的可行性。

[条文说明]7.1.1为确保现场施工的安全与顺利开展，对建设单位提供的勘

察报告、设计文件等资料是必要的；此外应注意确认施工场地周边环境所涉

及的拆迁、迁移、保护、挖填、交通影响等情况。

7.1.2顶进设备与方法应根据工程设计要求、工程地质与水文地

质条件、周边环境情况等因素进行可行性与经济性比较后确定。

[条文说明]7.1.2顶进设备与方法的选择是保障顶管工程顺利实施的关键环

节，应根据不同的工程地质与水文地质条件、周边环境情况等因素进行方案

比选，在满足施工可行性与经济性的需求下进行方案决策。

7.1.3顶进施工现场应设置逃生通道；现场施工临时设施应根据

工程特点合理设置与布局，对不宜间断的施工步骤，应有备用动

力源与设备。

7.1.4顶进施工所需各类设备安装完成后，应经试运行及安全性

检验，合格后方可开始顶进作业。

7.1.5现场存放的管材、顶管附件、配件和其他原材应在运输、

贮存和施工过程中应采取对应的防损措施。

7.1.6施工单位应对各类固体废弃物、泥浆、污水、粉尘、噪声

38

等施工对周边环境的污染与危害采取措施进行控制。

7.1.7顶管工程施工前应制定事故预防与应急预案，准备充足的

应急抢险设备与物资。

7.1.8顶管顶进施工记录表宜按附录A中各样表的内容与格式进

行设计。

7.2顶进设计

7.2.1顶进管道的总顶力应按下式进行估算：

Fp=utfmL+NF(7.2.1)

式中：Fp——顶进管道总顶力（kN）；

ut——管节外壁周长（m）；

L——管道设