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Fpipe——管道允许顶推力；

maxFijs——中继站的最大顶推力，max Fijs?max pi?n?Ai?Fijs?h；

?h——液压作用效率系数(0.7~0.9)；

max pi——中继站安全阀的最大压力； n——中继站中油缸的数目； Ai ——单个油缸的作用面积； Fijs——中继站的顶推力。

第一个中继站的顶推力大小必须满足：

Fpipe?S?R?L1

max Fijs1?S?R?L1 (Fijs

S——施工中的迎面阻力；

R——位于中继站前部的管道与地层之间的摩擦阻力。 由此可见，顶管机和第一个中继站之间的管段长度与相邻中继站之间的管段长度是有区别的。

第一个中继站的间距 (L1)：

L1?Fpipe?SRFpipeR，或者：L1?Fijs1?SR (Fijs

其它中继站之间的间距则为：

Li?，或者：Li?FijsR (Fijs

那么，主顶工作站和最后一个中继站之间的间距应为：

Lmps?Ltotal??Li?Li

8.10.15.9 中继站千斤顶台数n和千斤顶布设间距li的确定： 中继站千斤顶的总推力可用下式计算：

Pc?F i?1式中：F——全管段的总顶力，kN；

Pc——每个中继站内千斤顶的总推力，kN； i——中继站的数目。

由于千斤顶台数多，液压效率将下降，故总推力中应考虑液压损耗，即：

Pc???Pc'

式中：Pc'——中继站实际消耗的总推力，kN； η ——液压效率(取0.8~0.95)。

中继站千斤顶台数n和千斤顶布设间距li计算：

n?li?Pc' Pi??Dn

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式中：Pi——千斤顶吨位值，kN；

n ——千斤顶台数；

li ——中继站千斤顶的间距，m； D ——中继站平均直径，m。

9 顶进力的计算

9.1.1 顶管的顶力可按下式计算(亦可采用当地的经验公式确定)：

?????2??P?f???D1??2H?(2H?D)?tg45????L?Ps ??1??2???D1???式中：P——计算的总顶力，kN；

γ——管道所处土层的重力密度，kN/m3； D1——管道的外径，m；

H——管道顶部以上覆盖土层的厚度，m；

?——管道所处土层的内摩擦角；

ω——管道单位长度的自重，kN/m； L——管道的计算顶进长度，m；

f——顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可按表9.1.1所列数据选用；

Ps ——顶进时顶管掘进机的迎面阻力(其取值见表9.1.2)，kN。

顶进管道与其周围土层的摩擦系数 表9.1.1 土层类型 粘土、亚粘土 砂土、亚砂土

湿 0.2～0.3 0.3～0.4

干 0.4～0.5 0.5～0.6

9.1.2采用敞开式顶管法施工时，顶管掘进机的切入阻力可按下面公式计算：

PS???DS?tS?pS

这里：PS——切削阻力，kN；

DS——顶管机外径，m； tS——切削工具管的壁厚，m；

m-2。 pS——单位面积土的端部阻力(见表9.1.2)，kN·

不同地层的单位面积土的端部阻力pS 表9.1.2

土层类型 软岩，固结土

ps /kN·m-2 12000

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砂砾石层 致密砂层 中等密度砂层 松散砂层 硬-坚硬粘土层 软-硬粘土层 粉砂层，淤积层

7000 6000 4000 2000 3000 1000 400

9.1.3 在封闭式压力平衡顶管施工中，迎面阻力可以用如下经验公式进行计算：

Ps?13.2???DS?N

这里：Ds——掘进机外径，m；

N——土的标准贯入指数。

9.1.4 曲线顶进时，应分别计算其直线段和曲线段的顶进力，然后累加即得总的顶进力。直线段的顶进力仍然按照上述公式来计算，而曲线段的顶进力则可按照下面的公式进行计算：

F'?K?n?1??KFn?K?F0?

K?1n??式中： Fn——顶进力，kN；

K——曲线顶管的摩擦系数；K?1?cos??k?sin??，其中：?为每一根

?； 2管节所对应的圆心角，k为管道和土层之间的摩擦系数，k?tann——曲线段顶进施工所采用的管节数量；

F0——开始曲线段顶进时的初始推力，kN；

F'——作用于单根管节上的摩阻力，kN。

在曲线段的顶进力计算完毕后，如要接着计算随后的直线段顶进力，可按下述公式进行计算：

Fm?Fn?f?L

式中：Fm——曲线段后的直线段顶进力，kN；

L——直线段的顶进长度，m。

10 顶进施工

10.1 顶进施工的一般要求

10.1.1 顶进钢管采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊口处的外防腐层。 10.1.2 采用钢筋混凝土管时，其接口处理应符合下列规定：

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? 管节未进入土层前，接口外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有10～20mm

的空隙；顶紧后两管间的孔隙宜为10～15mm；

? 管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口位于内胀圈的中部，并

将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。

10.1.3 采用T形钢套环橡胶圈防水接口时，应符合下列规定：

? 混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸符合规定；

? 橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷；安装前应保

持清洁，无油污，且不得在阳光下直晒；

? 钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防

腐处理；

? 木衬垫的厚度应与设计顶进力相适应。

10.1.4 采用橡胶圈密封的企口或防水接口时，应符合下列规定：

? 粘结木衬垫时凹凸口应对中，环向间隙应均匀；

? 插入前，滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀；

? 安装后，发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，应拔出重新安装。 10.1.5 掘进机进入土层后的管端处理应符合下列规定：

? 进入接收坑的顶管掘进机和管端下部应设枕垫；

? 管道两端露在工作坑中的长度不得小于0.5m，且不得有接口； ? 钢筋混凝土管道端部应及时浇筑混凝土基础。 10.1.6 在管道顶进的全部过程中，应控制顶管掘进机前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。

10.1.7 管道顶进过程中，顶管掘进机的中心和高程测量应符合下列规定：

? 采用手工掘进时，顶管掘进机进入土层过程中，每顶进300mm，测量不应少于一次；

管道进入土层后正常顶进时，每顶进1000mm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；

? 全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时，应测出相对

高差；

? 测量记录应完整、清晰。 10.1.8 纠偏时应符合下列规定：

? 应在顶进中纠偏；

? 应采用小角度逐渐纠偏； ? 纠正顶管掘进机旋转时，宜采用挖土方法进行调整或采用改变切削刀盘的转动方向，

或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。

10.1.9 顶管穿越铁路或公路时，除应遵守本规范外，并应符合铁路或公路有关技术安全规定。 10.1.10管道顶进应连续作业。如遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理；

? 顶管掘进机前方遇到障碍； ? 后背墙变形严重； ? 顶铁发生扭曲现象；

? 管位偏差过大且校正无效； ? 顶力超过管端的允许顶力； ? 油泵、油路发生异常现象； ? 接缝中漏泥浆。

10.1.11 顶进过程中的方向控制应满足下列要求：

? 有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，

坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。 ? 必须避免布设在工作井后方的后座墙在顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调

整。

? 顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20’,不得大于0.5°。并设置

偏差警戒线。

? 初始推进阶段，方向主要是主顶千斤顶控制，一方面要减慢主顶推进速度，另一方

面要不断调整油缸编组和机头纠偏。