输配水管道工程顶管穿越设计技术规程（河南）

DB41/T2858—2025DB41/T2858—2025DB41/T2858—2025DB41/T2858—2025PAGEPAGE10PAGEPAGE11输配水管道工程顶管穿越设计技术规程范围本文件适用于输配水管道顶管工程穿越设计。（GB5749生活饮用水卫生标准GB/T11836混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准GB/T19685预应力钢筒混凝土管GB/T21492GB/T50010混凝土结构设计标准GB50017钢结构设计标准SL191YB/T4564DB41/T2529输配水管道工程顶管穿越施工技术规程下列术语和定义适用于本文件。顶管借助顶推装置，将管道在地下逐节顶进的非开挖施工技术。顶管机安装在顶进管道最前端用于掘进、防坍塌、出泥和导向等的机械装置。工作井顶管始发端放置顶进设备并进行顶进作业的竖井。接收井顶管终端接收顶管机的竖井。中继间为控制最大顶进力而设置在管道中间的续顶装置。穿越工程输配水管道通过铁路、公路、堤防、河流、湖泊或其他重要设施地段的管道线路工程。顶管穿越铁路、公路、堤防、河流、湖泊或其他重要设施时，除应符合本文件规定外，尚应满足相关行业要求。（）1表1 勘探间距单位为米场地类别一级场地（复杂场地）二级场地（中等复杂场地）三级场地（简单场地）初级勘察布孔间距30～6060～100100～150详细勘察布孔间距20～3030～5050～1005m～10m233m～5m4m～65m构构1.51.51.0m1.52.5m；1:1.5；0.51.012.0m；构构23.0m（）（）（）穿越公路时，按照高速、国道、省道、县道的等级，距公路用地外缘外分别为30m～5020m15、10m；1234530m～20、20m～10、10m～5m；30.54顶管管材包括钢管、球墨铸铁管、钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃纤维增强塑料夹砂管和其他能满足顶管要求的管材，并符合相应的规范要求。管材选择应遵循下列原则：GB5749GB/T17219mm2表2 钢管腐量单）准单位为毫米每年腐蚀环境低于地下水位区地下水位变化区高于地下水位地区淡水淡水腐蚀量0.020.040.03300mm；0.5°。GB/T11836C45P8；GB/T19685C40P8；35801/26mm200mm；3表3 接头许角公称内径（mm）接头允许转角（°）单胶圈双胶圈1000～16001.01.01600～24000.71.02600～34000.50.73600～40000.50.5玻璃纤维增强塑料夹砂管道性能应符合下列要求：GB/T214923mm6m（1） =𝑘𝑝∙∙𝐴𝑃·······································································(1)式中：𝐹𝑝——管道允许顶进力，单位为千牛（kN）；𝑘𝑝3000.3910.277；𝜎𝑝——管材抗压强度设计值，单位为千牛每平方米（kN/m2）；𝐴𝑃——管道最小有效传力面积，单位为平方米（m2）；球墨铸铁管道允许顶进力不超过YB/T4564中规定的成品管材最大允许顶推力。作用分类和作用代表值A40.7表4 管道设水力准值管材类型工作压力𝑃设计水压力/MPa钢管𝑃𝑃+0.5≥0.9球墨铸铁管𝑃𝑃≤0.5时，取2.0𝑃；反之取𝑃+0.5钢筋混凝土管𝑃(1.4～1.5)𝑃预应力钢筒混凝土管𝑃(1.4～1.5)𝑃玻璃纤维增强塑料夹砂管𝑃(1.4～1.5)𝑃注1：工业企业中低压运行的管道，其内水压力可取工作压力的1.25倍且≥0.4MPa；注2：当管线上设有可靠的调压装置时，管道内水压力可按具体情况确定。0.05MPaψq＝0；10kN/m2＝0.B±20ψq＝1.0。作用组合C验算构件截面的最大裂缝开展宽度时，按准永久组合作用计算；组合设计值按式（2）𝑖=1 𝑆=∑𝑚𝑖=1

𝐶𝐺𝑖𝐺𝑖𝑘+∑𝑛

𝜓𝑞𝑗𝐶𝑞𝑖𝑄𝑗𝑘·······················································(2)式中：𝑆𝐺𝑖𝑘——永久荷载标准值；𝜓𝑞𝑗——第𝑗个可变作用的准永久值系数，可按8.1.4进行选用；𝐶𝑞𝑖——可变荷载作用效应系数；𝑄𝑗𝑘——可变荷载标准值。CC.1一般规定90180SMW构几何尺寸 𝐿=+𝐿2+𝐿3+𝑚··································································(3)式中：𝐿——工作井最小长度，单位为米（m）；𝐿1——顶管机或管节长度，取两者中大值，单位为米（m）；（m）；（m）；𝑚——考虑顶进管道后退、顶铁厚度及安装富余量，可取1.5m。（4） 𝐵=+2𝑏··········································································(4)式中：𝐵——工作井最小宽度，单位为米（m）；𝐷1——管道外径，单位为米（m）；𝑏1.0m～1.5m（5） =++ℎ𝑑 (5)式中：𝐻𝑑——工作井底板面最小深度，单位为米（m）；𝐻𝑠——顶管覆土层厚度，单位为米（m）；ℎ𝑑（m）0.70m～0.80m0.40m～0.50m（6） =𝐷+0.2·········································································(6)式中：𝐷𝑔——工作井穿墙孔直径，单位为米（m）；𝐷——顶管机外径，单位为米（m）。（7） =𝐷++0.1)··································································(7)式中：𝐷𝑗——接收井穿墙孔直径，单位为米（m）；𝐶0——管道允许偏差绝对值，单位为米（m）。结构设计5表5 工作和收结计工况作效组合永久作用可变作用偶然作用结构自重水重土压力预应力总顶力外水压力内水压力车辆作用温度作用地震作用基本作用组合√√√√√√√√√—特殊作用组合（空管）√—√√—√——√—特殊作用组合（地震）√√√√—√√——√SL191顶进力估算DB41/T2529𝐾值可6表6 曲线管进附数K值参数附加系数值𝜌300𝐷0250𝐷0200𝐷0150𝐷0100𝐷0𝐾1.11.151.21.251.3注1：𝜌：曲率半径，单位为米（m）；注2：𝐷0：管壁中心直径，单位为米（m）。（8）

=

(ℎ)2∙+2𝐶∙ℎ

+𝛾∙ℎ∙ℎ

·𝐾)·······························(8)式中：

𝑐 0 ℎ 𝑠 2 2

2

𝑠 1 2 𝑝𝑅𝑐——后背墙承载能力，单位为千牛（kN）；𝑆0——后背墙承载能力计算系数，取𝑆0=1.5～2.5；𝐵ℎ——后背墙宽度，单位为米（m）；3（kN/m）；3ℎ2——后背墙高度，单位为米（m）；𝐾𝑝——被动土压系数，计算参考公式𝐾𝑝=𝑡𝑎𝑛2(45°+𝜑⁄2)，其中𝜑是土的内摩擦角；2𝐶（kN/m）；2（m）。（9）～（10）𝐾𝑝∙𝛾𝑠∙𝐻𝑔 𝑅= ∙𝐵ℎ (9)𝑐 𝜂 ℎ2

=𝐾𝑝𝛾𝑠𝐵ℎ𝐻𝑔(ℎ

+2ℎ

+ℎ) (10)式中：

𝑐

1 2 3𝐻𝑔——工作井深度，单位为米（m）；ℎ3——后背墙深入基坑底部深度，单位为米（m）；𝜂——安全系数，通常取𝜂≥1.5。20m～50DB41/T25290.4°～1.2DN1400。附录A（）（A.1） =𝛾∙𝜋∙∙𝑡 (A.1)式中：𝐺1𝑘——单位长度管道结构自重标准值，单位为千牛每米（kN/m）；3 3𝛾（kN/m）78.5kN/m26kN/m3𝑡——管壁设计厚度，单位为米（m）。1（A.2）～式（A.3）𝑖=1 =𝑖=1

ℎ𝑖 (A.2) =0.215𝛾𝑠𝑖𝑅2 (A.3)式中：2（kN/m）；23𝑖（kN/m）3ℎ𝑖 𝑖（m）；2（kN/m）；2（m）。（A.4）～式（A.6） =−2𝐶) (A.4) =+tan(45°−𝜙⁄2)] (A.5)

=1−𝑒𝑥𝑝[−2𝐾𝑎𝜇(𝐻𝑠⁄𝐵𝑡)] (A.6)2𝐾𝑎𝜇式中：𝐹𝑠𝑣∙𝑘3——管顶竖向土压力标准值，单位为千牛每平方米（kN/m2）；（m）；𝜙 （°）；𝐾𝑎𝜇——原状土的主动土压力系数和内摩擦系数的乘积，一般土质条件可取𝐾𝑎𝜇=0.19。（A.7） =+(A.7)式中：（kN/m2）𝐹𝑠𝑣,𝑘𝑖——管顶竖向土压力标准值，单位为千牛每平方米（kN/m2）；=𝑡𝑔2(45°−𝜙⁄2)（A.7）10kN/m3附录B（规范性）地面车辆荷载对管道作用的标准值计算方法（B.1）～（B.2）B.1B.1

= 𝑄𝑣𝑖,𝑘 (B.1)(𝑎𝑖+1.4𝐻)(𝑏𝑖+1.4𝐻)式中：2𝑞𝑣𝑘（kN/m）；2𝑄𝑣𝑖,𝑘——车辆的𝑖个车轮承担的单个轮压标准值，单位为千牛（kN）；𝑎𝑖 ——𝑖（m）；𝐻 （m）；——𝑖（m）。a）顺轮胎着地宽度的竖向压力分布 b）顺轮胎着地长度的竖向压力分布图B.1单个轮压的传递分布示意B.2B.2 式中：𝑛

= 𝑛𝑄𝑣𝑖,𝑘 (B.2)(𝑎𝑖+1.4𝐻)(𝑛𝑏𝑖+∑𝑛=1𝑑𝑏𝑗+1.4𝐻)𝑑𝑏𝑗——沿车轮着地分布宽度方向，相邻两个车轮间的净距，单位为米（m）。顺轮胎着地宽度的竖向压力分布顺轮胎着地长度的竖向压力分布图B.2两个以上单排轮压综合影响的传递分布示意（B.3） 𝑞𝑣𝑘=

𝑛∑𝑖=1∑

𝑄𝑣𝑖,𝑘𝑚

𝑚−1

·······························(B.3)(∑𝑚𝑎𝑎𝑖+∑𝑚𝑎−1𝑑𝑎𝑗+1.4𝐻)(∑

𝑏𝑏𝑖+∑

𝑑𝑏𝑗+1.4𝐻)式中：

𝑖=1

𝑗=1

𝑖=1

𝑗=1𝑚𝑎——沿车轮着地分布宽度方向的车轮排数；𝑑𝑎𝑗——沿车轮着地分布长度方向，相邻两个车轮间的净距，单位为米（m）；𝑚𝑏——沿车轮着地分布长度方向的车轮排数。B.3B.4 𝑞

=𝑞

𝐿𝑝 (B.4)式中：

𝑣𝑒,𝑘

𝑣𝑘𝐿𝑒𝑞𝑣𝑒,𝑘——考虑管道整体作用时管道上的竖向压力，单位为千牛每平方米（kN/m2）；𝐿𝑝 （m）；𝐿𝑒 𝐿𝑒=𝐿𝑒+𝐿𝑒=𝐿𝑒2𝐻𝑃，𝐻𝑃（m）。图B.3考虑结构整体作用的竖向压力示意附录C（规范性）承载能力极限状态计算（C.1） 𝛾0𝑆≤𝑅 (C.1)式中：𝛾0——管道的重要性系数，给水工程单线输水管道取1.1；双线输水管道和配水管道取1.0；污水管道取1.0；雨水管道取0.9；𝑅——管道结构抗力设计值；其中：钢管按GB50017规定确定，钢筋混凝土管按GB/T50010规定确定，其他材质管道按相应标准确定。（C.2） 𝑆=+𝛾𝐺,𝑠𝑣𝐶𝑠𝑣++𝐺𝐺𝑤𝐺𝑤𝑘+𝜑𝑐𝛾𝑄(𝐶𝑄,𝑤𝑑𝐹𝑤𝑑,𝑘+𝐶𝑄𝑣𝑄𝑣𝑘+𝐶𝑄𝑚𝑄𝑚𝑘+𝐹𝑡𝑘)………(C.2) 式中：𝛾𝐺1＝1.2；𝛾𝐺,𝑠𝑣——竖向水土压力作用分项系数，可取𝛾𝐺,𝑠𝑣＝1.27；𝐹𝑠𝑣,𝑘——竖向水土压力标准值；𝛾𝐺ℎ＝1.27；𝛾𝐺𝑤——管道内水重作用分项系数，可取𝛾𝐺𝑤＝1.2；𝐺𝐺𝑤——管道内水重作用效应系数；𝐺𝑤𝑘——管道内水重标准值；𝜑𝑐＝0.9𝜑𝑐＝1.0；𝛾𝑄＝1.4；𝑄𝑣𝑘——车行荷载产生的竖向压力标准值；𝐶𝑄𝑚——地面堆积荷载作用效应系数；𝑄𝑚𝑘——地面堆积荷载作用标准值；