CECS 246：2008标准规范下载简介

CECS 246：2008 给水排水工程顶管技术规程

计算组合折算应力。时，组合Ⅲx=一0.4f最为不利，0也 应要有余地，假定6：=0.9f。

圆形管管道结构设计规程》CECS143：2002，公式P，应按本规程 有关公式计算。有地下水时，水土压力按水土分算。 8.2.6、8.2.7公式8.2.6~公式8.2.7均取自协会标准《给水排 水工程埋地玻璃钢增强塑料夹砂管管道结构设计规程》CECS190 ：2005。其中wd.max取最大长期竖向挠度值，而不取0.05D限 值，因为顶管刚度大，可能达不到此值。公式中形状系数则是根据 已有系数按曲线延伸得出。

本节中公式9.1.1和公式9.1.2摘自《给水排水工程理地钢 管管道结构设计规程》CECS141：2002和《给水排水工程埋地玻 璃钢增强塑料夹砂管管道结构设计规程》CECS190：2002，所不 司的是本规程公式中没有变形滞后系数D，并且管侧土的综合变 形模量E。应取原状土的试验值。项管同理管不一样，顶管管侧 基本上是原状土TZZB 1164-2019 泵用不锈钢焊接钢管，根据在软土地基上的实测，施工阶段管道是有一 定变形量，使用阶段变形反而减小。

10.2工作井结构形式

10.2.1工作并承受干斤顶的推力，必须满足在顶力和周边水士 压力作用下的强度和变形要求。工作井变形过大就必然导致顶管 轴线偏移，如果用土坑或板桩替代工作井一定要慎重。 10.2.2工作井结构形式应根据顶力大小和地下水情况因地制宜

轴线确移，如果用王坑或板桩替代工作开一定要慎重

10.3工作井平面形状

3.1圆形工作并受力性能好，特别适用于超深的情况，而知 适用于多根平行顶进的工作并，可根据使用功能选择。

10.4工作井最小长度确定

10.4.1确定顶管工作井长度所需的各种平衡类顶管机的参考长 度如下： 小于DN1000的小直径顶管机长度为3.5m。 大中直径顶管机长度大于或等于5.5m。

10.7穿墙管止水装置

10.7.1盘根止水穿墙管构造（图10.7.1）中的具体尺寸可参照 表2使用。

表2盘根止水管穿墙尺寸（mm

表3橡胶板止水管穿墙尺寸（mm

接收井的结构形式基本上同工作井。不是每个顶管工程都需 要接收并，如果管道不需要检修则可不设接受并，而挖一个接收坑 即可。 接收并的尺寸满足工艺管道的连接要求，以及顶管机拆除吊 出的尺寸要求。顶管机的尺寸可参见本规程第10.4节的条文解 释。

1说明。 有无地下水，对王的性能影响很大。顶管机根据有无地下水 分为两大类。地下水位以下的大多数土层不够稳定，一般需要采 用具有平衡功能的顶管机。 自前我国顶管已处于发展成熟期，顶管机的机型很多，性能各 异。仅以泥水平衡式顶管机为例，还可分泥水平衡、泥水土压平 衡、带轧石功能的、带破岩功能的泥水平衡顶管机，其中一些机型 比较成熟，还有一些不够成熟，还需要时间的考验，所以把某些顶 管机列入规程，条件还不够成熟。 纵观国内外的顶管机，用平衡功能分类是比较可行的，既有指 寻意义，又有实用价值。例如世界上第一条超千米的顶管工程 德国汉堡下水道顶管工程所采用的是气压平衡式机型。如今有 了许多高性能顶管机，但气压平衡式在复杂地层中仍然被采用，而 且还在提高。 2敬开式顶管机。 1)机械式： 指采用机械方法掘进的顶管机。如全断面切削的顶管机，遇 者层用盆刀，硬土层用切削刀。挖掘机械可固定，也可移动，适用 于整体稳定性好的地层，如胶结土层和强风化岩等。 2)挤压式： 依靠顶力挤压出泥的顶管机。最适用于具有流塑性较好的软 土层。在这层土中施工效率很高。网格挤压式是挤压式的一种 在机头上加设网格，达到更好的稳定土体

3）人工挖掘式： 这是一种最简单的顶管机，工作面一目了然，排障容易。适用 于土体稳定、易开挖的土体。 3平衡类顶管机。 1)土压平衡式： 普通土压平衡式最佳使用土层是淤泥和流塑性的粘性土，带 加泥装置的可用于粉性王，但施工时用手淤泥和流塑性的粘性： 乃是最“可靠、经济、环保”。加泥是辅助手段。加泥不但增加施工 成本，而且还会影响工期，如操作不当，会增加设备负荷。如在流 砂层加泥，螺旋输送机出口容易产生喷发，增加施工的危险性。虽 然泥水平衡式或气压平衡式也可用于淤泥和流塑性粘土，但一方 面污染环境，另一方面提高施工成本，不及土压平衡式。 辅助装置的作用是扩大设备的使用范围。如果管道顶进土层 主要是淤泥和流塑性的粘性土，另外还有粉性土，则应采用带有反 加泥的土压平衡式顶管机。反之，如果主要土层是粉性土，则不应 采用土压平衡式，而应改用泥水平衡式。 2泥水平衡式： 普通泥水平衡式可用于淤泥和粘性土、粉质土、粉土、砂土，适 用土层较广，最佳使用王层是粉质土和渗透系数小的砂性土。但 施工最“可靠、经济、环保”的土层是粉性土和渗透系数较小的砂性 土。泥水平衡式用于粘粒含量较高的土层，泥分离困难，废泥浆很 多，对环境污染较大，用于渗透系数较大的砂性土，进水管中的运 载液要改用化学泥浆，随看渗透系数的继续增加，运载液要改用特 殊的化学泥浆，这样会大大提高施工成本。虽然泥水平衡式的最 佳土层也可采用气压平衡式，但气压平衡出泥效率低、施工成本 高。 3)气压平衡式： 气压平衡式可用于淤泥和粘性王、粉质土、粉土、砂土，与泥水 平衡基本一致，适用土层也较广，最佳使用土层是有障碍物的复杂

土层。但施工最“可靠、经济、环保”的地层是渗透系数较大的砂土 （渗透系数比泥水平衡大）。在渗透系数较大的砂土中施工，采用 气压平衡式不需要另加措施，而采用泥水平衡式要付出运载液改 用高分子化学泥浆后的高额代价，另外还要污染环境

12.3.1～12.3.4根据单一地层选择顶管机可直接按本规程表 12.3.1选取。根据复杂地层选择顶管机就比较复杂，要选择对所 有土层均符合“可选机型”或“首选机型”的机型。适合复杂地层顶 管机早期常用的是气压平衡式，现在趋向于泥水平衡式。国外除 泥水平衡式外还有混合式机型。1994年2月完成的当今世界上 最长的顶管工程是在荷兰，DN3000的钢筋混凝土管，从海岸工作 并呈曲线向海域顶进，总顶进长度为2535m，采用的是具有土压平 衡、泥水平衡和气压平衡的混合式机型。 混合式机型是专门为特定工程而研制的，有其局限性，不是通 用机型。

1为什么称估算？ 经过多年来的施工实践，影响顶力的主要因素是土的性质、管 道弯曲大小和施工技术水平高低。在同样的土层中顶管，施工人 员操作方法不同，顶力也有所不同。因此顶力计算公式有一定误 差。 2估算公式中不反映土压力。 本规程的估算公式不采用与土层高度有关的理论公式。原因 如下： 1）以往的理论公式，计算顶力普遍偏大，实际上很少采用此类 公式指导施工。 2）现代的顶管除极短的顶管外，都需要减阻措施。减阻的基

本措施是扩孔。地下水位以上的顶管，极天部分土层比较稳定，扩 孔后管道不直接承受土压力作用这是显而易见的。地下水位以下 的顶管，扩孔后管道与土层之间压注减阻泥浆，管道是浮在泥浆套 中向前移动的，管道不直接承受土压力作用。 3）实践证明管道顶力与覆盖层高低无关。最直观的证明是采 用中继间的顶管，经测试同一中继间在不同厚度的覆盖层下经过 时，中继间的顶力对覆盖厚度变化无明显反映

12.4.4中继间数量估算公式考虑了如下因素：

1中继间的顶力储备平均按30%计，用公式中的0.7表示。 2估算时忽略顶管机类型，并假设第1号中继间安装在前 50m的位置。

12.5.1 中继间充许顶力是指控制顶力，应比中继间的充许最大 顶力小。

12.5.2中继间转角受套接部位的间隙、油缸行程、密

约，不同工程对中继间的转角是有要求的。曲线顶管对中继间的 允许转角的要求更严格。

12.6.2：目前顶管减阻的基本措施是扩孔。地下水位以上的顶 管，通常按120°扩孔，如果土质硬、阻力大，可按图2所示的顶管头 扩孔，方法简单，但是在顶管完工后，对空隙应采取吹砂措施，保证 管道在使用阶段的受力。用超挖扩孔不是好办法，管道的摩阻力 主要是由管道与土在管底摩擦造成的，施工时可在管底涂抹非亲 水减阻剂进一步减少摩阻力。如忽略管道弯曲，管道顶进阻力可 按管道自重乘以摩擦系数估算。 地下水位以下顶管的扩孔，四周扩大成圆形。扩孔后的间隙

注满减阻泥浆（减阻泥浆包括膨润土触变泥浆和化学泥浆），管道 浮在泥浆中向前移动

图2无地下水稳定土层的扩孔示意图

12.6.8预留注浆孔。

管道中增加预留注浆孔是近儿年来的经验，这对减小管道摩 阻力、预防摩阻力突升是很好的办法。管道在顶进过程中，由于 种原因摩阻力突升时有发生。·遇到这种情况可采用增加补浆孔 加大补浆量来减少摩阻力，使管道恢复正常顶进。最典型的例子 是2004年发生广东省过陈村水道的项管，管道内径DN2200的 钢管，全长近400m。管道顶进到170余米时，顶力猛增到 12000kN，后背墙体移动，顶管被迫停止。经过一个多月后背墙重 建施工，很担心管道能否启动。增加顶力又怕管道受损，已经没有 余地。后决定用增加补浆孔大面积补浆。每隔6m增设一环补浆 孔，每环3孔。全面连续注浆后，管道在第四天顶动，不久顶力很 快下降到近8000kN，管道恢复正常顶进。 经过不断的摸索，有经验的施工人员，已经找到用注浆的办法 呆持管道在低摩阻力下顶进的规律。这就是备足补浆孔，哪里摩 阻力大，就在哪里补浆，防惠于未然，而且非常经济

12.6.9补浆孔间距。

补浆孔的间距与泥浆的稳定性、泥浆的流失有关。公式中减 阻泥浆失效期“T”值的取用，泥浆稳定、流失少的土层取大值，反 之取小值。当管道顶进速度减慢时，可按此经验公式启用补浆孔 特别是遇事故阶段，更应如此。泥浆是否失效，还可通过打开未启

用的补浆孔取样检查，但要避开管顶的补浆孔，因为管道在泥中是 浮的，管顶与土接触紧密，不能反映真实情况。在管道的弯曲段， 又要避开弯曲段内侧的补浆孔，此处管道的管壁与土可能直接接 触，也不能反映泥浆的真实情况。 12.6.13补浆能使摩阻力降低，但是处在流塑性土中的管段，如 不加限止大量补浆，注浆压力足够使洞穴扩大。覆盖层薄，扩大方 向必然向上。无论钢管还是混凝土管，在泥浆中都是上浮的，所以 这段管道轴线向上浮起，偏差变化。这一情况已经在上海奉贤污 水排海混凝顶管中发生过，要防止类似情况再次发生。 12.6.14表4是通过典型工程的调查确定的。调查发现在同 类土中混凝土管的摩阻力要比钢管稍大。 表4所列平均摩阻力，不适用于轴线偏差超标、中继间漏浆严 重，曲线顶管等情况。表中的平均摩阻力有一个范围，这是因为同

为补浆孔取样检查，但要避开管顶的补浆孔，因为管道在泥中 为，管顶与土接触紧密，不能反映真实情况。在管道的弯曲 避开弯曲段内侧的补浆孔，此处管道的管壁与土可能直接 也不能反映泥浆的真实情况

I限止大量补浆，注浆压力足够使洞穴扩大。覆盖层薄，扩大 然向上。无论钢管还是混凝土管，在泥浆中都是上浮的，所 没管道轴线向上浮起，偏差变化。这一情况已经在上海奉贤 圭海混凝顶管中发生过 情况再次发生

类土中混凝土管的摩阻力要比钢管稍大。

表4所列平均摩阻力，不适用于轴线偏差超标，中继间漏 曲线顶管等情况。表中的平均摩阻力有一个范围，这是因为 土的摩阻力还有区别，而且更重要的是施工技术水平的高 阻力影响很大，应根据实际情况取用

典型工程管壁摩阻力调查汇总

12.7管内弃土运输

1干出泥。 干出泥是对环境污染最小的一种施工方法，无地下水的顶管 中常被采用，在地下水位以下的顶管只有土压平衡式和挤压式两 种顶管机才采用。有条件的地方应大力提倡干出泥，特别是在市 区或无法排泥的地方。 干出泥方法有三种：人力抛滑、车辆运输和管道输送。人力抛 滑是利用项进管道作为滑道，将泥块由人力一段一段抛滑出管道， 效率很高，但仅适合于管径较小的挤压式顶管机和流塑性土的输 送。车辆运输设备简单、效率高，适合运距较短的场合。随着运距 的增加，效率逐渐降低。为了提高效率宜铺设双轨，但又受到管道 空间的限止，所以车辆运输不宜用于顶距较长或管径较小的场合。 采用管道输送弥补了车辆运输的不足，运距长、效率高、占用空间 小，在管径较小的管道内同样可以采用。管道输送由于设备比较 复杂，在顶距较短的顶管是不经济的

2用泥泵输送弃土。 干出泥顶管机的出泥可采用泥泵。泥泵输送的泥要求呈塑 性，而且要有自润滑性，这类土就是有一定含水量的粘土、粉质粘 土和部分粘质粉土。也就是说泥泵对土质的要求与土压平衡式顶 管机相仿，两者搭配使用是非常合适的，不但满足了出泥，而且还 可满足土压平衡式顶管机连续出泥的需要。 泥泵在上海地区顶管中已有成功应用的实例。合流污水二期 1.2A标混凝土顶管，总长1097.3m，管径DN3000，壁厚270mm 外径3540mm，分412.8m，334.9m，349.6m三段顶进。因为运 距长，车辆运输效率低，铺双轨又受到管径限制。顶进土层是粘质 粉土和淤泥质粘土，适合泥泵输送，因此决定采用泥泵。通过试 验，最后以SCHWING一BP3OOO型电动混凝土泵代用泥泵。该 泵的出泥量0～45m/h，最天输送压力15.4MPa，水平输送距离 大于400m。土压平衡式顶管机，最天连续出泥量为22m/h，两 者是可搭配的。从实施效果看，采用泵送后管内施工有条不紊，人 员出入安全方便，施工效率高，平均每天顶进15～20m，采用泵送 是合理的。如果采用专用泥泵输送，效果会更好。上海合流污水 二期1.2A标为顶管干法出泥创出了一条新路。

.2米用压缩空气通风。 轴流风扇通风的缺点是噪声较大，管道越小噪声越大，在较 顶管中不宜采用。压缩空气通风不但可降低噪声，而且输 长应优先采用。

12.8.2采用压缩空气通风

12.8.2采用压缩空气通风。 轴流风扇通风的缺点是噪声较大，管道越小噪声越大，在较长 距离顶管中不宜采用。压缩空气通风不但可降低噪声，而且输送 距离长应优先采用。 12.8.4采用压缩空气除湿。 地面湿度较高，地面温度又高于地下温度的季节，采用压缩空 气通风，空气送人管道后急剧降温，管内湿度达到饱和，出现露点 工作条件极差。潮湿的环境又影响电器和计算机等运行，所以遇 这种情况送入管道的空气推荐先除湿。

12.8.4采用压缩空气除湿。

地面湿度较高，地面温度又高于地下温度的季节，采用压缩 风，空气送入管道后急剧降温，管内湿度达到饱和，出现露， 条件极差。潮湿的环境又影响电器和计算机等运行，所以 情况送人管道的空气推荐先除湿

12.8.6顶管内有害气体超标时入员应迅速撤离，在加强通风措 施，使空气的有害气体含量达标后，才能恢复施工。

12.8.6顶管内有害气体超标时入员应迅速撤离，在加强通风措

12.10.3整体式后座。

0.3整体式后座。 反力墙一般宜采用整体式后座。 整体式后座要根据顶力的大小，合力中心的位置，坑外被

压力的天小来决定整体式后座的觉宽度、高度和厚度。 整体式后座的计算简图如图3，项力的反力P作用在整体式 后座上，P的作用点相对于管中心偏低e。

理想的情况是整体式后座的被动王压力的合力中心与顶力反 力的合力中心在同一条线上。为了便于计算，设合力中心以上的 整体式后座承担一半反力，另一半反力由合力中心以下的整体式 后座承担。这样就可使被动土压力合力中心近似与项力合力中心 一致。 已知管顶覆土高度、管道外径、设计顶力、顶力偏心距和整体 式后座宽度时，则可计算上部整体式后座的高度

Epl HK,+2CHK,+hHiK,

Hi 上部整体式后座的高度（m）； Kp 被动土压力系数； C 土的内聚力（kPa）； h 整体式后座顶的土柱高度（m）； H 管顶覆土高度（m）； D1 管道外径（m）； e 顶力偏心距（m）； 解方程后可得H和ho。 下部整体式后座以上的土柱高度

式中ho 一一下部整体式后座以上的土柱高度（m）； Ep2—下部整体式后座后的被动土压力（kPa）； H一下部整体式后座的高度（m）。 解方程可得H2，则整体式后座的高度为：

式中H。一整体式后座的高度（m）。 整体式后座的厚度可根据主油缸的布置，通过结构计算决定 般在0.5~1.6m范围内。

主油缸合力中心宜低于管中心，宜低于管道外径的1/10～ 1/8。顶管机正面阻力可分解成三角形和矩形两部分，矩形部份 的合力中心通过管中心，三角形部分的合力中心低于管中心。 如果是特殊的矩形断面顶管机，三角形荷载的合力中心离低面 为高度的1/3，即比断面中心低高度的1/6，正面阻力计算图式 详见图4。

因为此处管道是圆形断面，三角形荷载的合力中心计算如

图4正面阻力计算图式

假设三角形的底边压力强度为9，三角形阻力的强度方程

三角形阻力的合力中心可通过积分求得：

三角形阻力的合力中心比管中心低R/4。由此可见，圆形断 面与矩形断面的三角形阻力合力中心是有区别的。 正面阻力的合力中心：

FO+F2d F2d F F, + F,

当F=0时，F2的合力中心就是F的合力中心。当F》F2 时，F的合力中心接近管中心。这说明覆盖层较厚时，不能忽视三 角形阻力的影响，顶力的合力中心要低于管中心，低近R/4。管道 穿墙时，顶管机入土较浅，土的支承面较小，支撑面的应力就较大， 顶管机容易下沉。人土深度增加后支撑面应力很快就减少，顶管 机不再下沉。为了防止穿墙初期顶管机下沉，顶力的合力中心也 应偏下。 一方面覆土较薄时，合力中心需要下移，另一方面，穿墙时为 防止管道下偏，合力中心也需要下移。所以顶力合力中心一般要 求低王管中心.低R/5~R/4,

12.12.3穿墙壁管临时闷板提起后，应迅速顶进。近年来已有数 个工程发生穿墙时大量方的情况，其中原因之一是打开闷板到 顶管机开始顶进时间过长，这是时空效应在顶管中的反映。时空 效应在许多场合，例如深基础开挖，证明是非常重要的。顶管的成 功经验也证明，穿墙迅速，顶管机尽快向土体挤压，在大多数情况 是可以避免册方的

在软土地区，如果导轨的支承力不够，顶管机入土长度较小 时，因土体支承面小，造成较大的地基应力，容易发生顶管机端部 下沉，应采取以下措施： 1导轨前端应尽量接近穿墙管，减少顶管机的悬臂长度。 2穿墙内应有定心环。 3穿墙迅速连续，不应在此停留。

3顶管机测量标宜接近管端。顶管纠偏依据的是顶管

12.13.3顶管机测量标宜接近管端。顶管纠偏依

机端面的中心偏差，但顶管机偏差测量标无法进入出泥舱，又要 避开动力设备，往往设在第二段，所以规标上测得的偏差不能代表 顶管机端部偏差，特别是在纠偏阶段差别更大。标越接近管端， 两者差别就越小。如果能换算到端部，对纠偏更有利。建议按图 5推算顶管机端部中心偏差来指导纠偏。这一方法已经在多个工 程中实施，收到了很好的效果。

1追求零偏差必然要经常纠偏，效果适得其反，因为纠偏角 字在误差，小偏差纠偏反而会造成管轴线摆动。 2顶管机的测定偏差还有误差的，假设1000m的方向中误 差是士50mm，如果测量偏差为“0”，实际偏差可能是十50mm，也 可能是一50mm，在此范围内都是正确的。也就是如偏差在中误 差范围内，纠偏是没有必要的。根据误差理论，再结合顶管施工， 只有偏差超过2倍中误差才可以考虑纠偏，纠偏前还应根据偏差 的大小、发展趋势决定如何纠偏，并力求管道轴线平稳过渡。

防止管道失稳是近年来从工程中提出来的，到自前为止已有 数个工程发生管道失稳，后果严重，因此必须引起注意。本条中列 举的管道失稳原因，有的已在工程中发生，有的经分析很有可能发 生，例如曲线顶管的转弯半径过小。下面是几个实例： 1不稳定土体会造成管轴线移动，例如深圳妈湾工程中，由 于填海造地，深层土移动，造成管轴线下沉和偏移

2厦门污水排海工程顶管，管道大部分处于软土层，王体承 载低（容重仅1.39kN/m3），再加上施工偏差大，顶管机通过软土 层后遇上砂层，顶力增加，造成中继间上拱，最大达1.6m。后来通 过外力将管轴线基本复位，管道才得以继续顶进。 3某一工程由于覆盖层薄，管道轴线又向上弯曲，中继间移 到弯曲段，侧向分力使覆盖层向上移动，因此造成管轴线向上弯 曲，达1.28m。 4软粘土中触变泥浆过量注浆，也会造成轴线移动。某一工 程，管道在淤泥质土层中顶进，由于过量压注触变泥浆，土层抬高， 洞穴扩大，管道向上移动约800mm，这一情况却正好发生在管道 向下弯曲段，虽没有造成不良后果，但这一管道上浮的事实，是值 得引起注意的。过量压浆造成管道上浮也可能造成管道失稳

GB/T 38001.62-2020 柔性显示器件 第6-2部分：环境试验方法2.14.1进洞前减慢顶进速

进洞多发的事故是顶管机正面阻力太大，造成接收孔闷板被 顶开，或板桩墙向井内鼓起，结果造成涌土、塌方和流砂。最好的 解决办法是减慢顶进速度，减少顶管机的正面阻力，使顶管机平稳 地进入墙洞，接近闷板。这种情况对周围的土体扰动最小，可避免 上述不良后果。

12.15减少地面沉降措施

12.15.4在路面下顶进，如果发生超量出泥的情况，路面不会立 刻下沉，如果施工时路面已经发生了较大的陷，会使路面下方塌 方严重，并产生孔洞。 因此，在路面下顶进应采取以下措施： 1顶管机的正面阻力宜取大值，可将路面转换成等代土体高 度计算正面阻力。 2加强地面沉降观察，严格控制地面下沉。

13顶管施工监测及验收标准

顶管是非开挖作业，施工中必须保障地面上相关建筑和设施 的安全，施工方案中应有监测点布置和监测方案的内容，由于监测 对象的重要性可能有所不同，监测内容应相应变化。

13.2.1在本规程表13.2.1中，顶管管道项进充许误差，直线顶 管的混凝土管部分来源于现行国家标准《给水排水管道工程施工 及验收规范》GB50268，钢管部分来源于地方标准《地基基础设计 规范》DGJ08一11。曲线顶管部分全部来源于现行国家标准《给 水排水管道工程施工及验收规范》GB50268。由于钢管不推荐曲 线顶管，本规程未列人钢管曲线顶管的顶进允许误差，且表中列入 的曲线顶管允许误差要求偏严，钢管曲线顶管的允许误差建议按 表中所列数据乘以1.50执行

13.2.2在本规程表13.2.2中，水平管道内垂直顶升施工

NB/T 10112-2018 风力发电机组设备监造导则指防洪大堤；公路是指国家级公路。本规程第13.2.4条中第1款 和第2款应同时执行。