6　顶管隧道

6.1　一般规定

6.1.1　顶管隧道采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，以分项系数的设计表达式进行设计。

1　顶管管道按强度计算时，应采用下列极限状态计算表达式：

式中：γ0——管道的重要性系数，一般取1.0，重要的电缆隧道取1.1；

S——作用效应组合的设计值；

R——管道结构抗力设计值，钢筋混凝土管道按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定确定。钢管道按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定确定，其他材质管道按相应标准确定。

2　作用效应的组合设计值，应按下式确定：

式中：γG1——管道结构自重作用分项系数，可取γG1=1.2；

γG，sv——竖向水土压力作用分项系数，可取γG，sv=1.27；

γGh——侧向水土压力作用分项系数，可取γGh=1.27；

γGw——管内电缆设备自重作用分项系数，可取γGw=1.2；

γQ——可变作用的分项系数，可取γQ=1.4；

CG1，Csv，Ch，CGw——管道结构自重、竖向和侧向水土压力及管内电缆设备自重的作用效应系数；

CQv，CQm，CQt——地面车辆荷载、地面堆积荷载、温度变化的作用效应系数；

G1k——管道结构自重标准值；

Fsv，k——竖向水土压力标准值；

Fh，k——侧向水土压力标准值；

Gwk——管内电缆设备自重标准值；

Qvk——车行荷载产生的竖向压力标准值；

Qmk——地面堆积荷载作用标准值；

Ftk——温度变化作用标准值；

φc——可变荷载组合系数，对柔性管道取φc=0.9；对其他管道取φc=1.0。

6.1.2　顶管隧道结构按承载能力极限状态计算和按正常使用极限状态验算时，应按规定的荷载对结构的整体进行荷载效应分析；必要时，尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的结构分析。

6.1.3　顶管管径应根据设计功能及相关要求确定。顶管常用的管材有钢筋混凝土管、钢管和玻璃纤维增强塑料夹砂管。管材的选择应根据管径、管道用途、管材受力特性和地质条件等因素确定。对于各种管材制成的顶管管段，应满足性能要求，并符合施工工艺机械配备要求。

6.1.4　顶管应有足够的覆土厚度，覆土厚度应符合下列规定：

1　顶管覆土厚度一般不宜小于1.5倍管径，并应大于1.5m。

2　穿越河道时应满足河道的规划要求，布置在河床的冲刷线以下，覆土厚度不宜小于2.5m。

3　在有地下水地区及穿越河道时，顶管覆土厚度应满足管道抗浮要求。

6.1.5　顶管间距应符合下列规定：

1　互相平行的管道水平间距应根据土层性质、管道直径和管道埋置深度等因素确定，一般情况下宜大于1倍的管道外径。

2　空间交叉管道的净间距，钢管不宜小于1/2管道外径，且不应小于1.0m。钢筋混凝土管和玻璃纤维增强塑料夹纱管不宜小于1倍管道外径，且不宜小于2m。

3　顶管底与建筑物基础底面相平时，直径小于1.5m的管道宜与建筑物基础边缘保持2倍管径间距，直径大于1.5m的管道宜保持3m净距。

4　顶管底低于建筑基础底标高时，其间距尚应满足地基土体稳定性的要求。

6.1.6　工作井设计的基本原则是：

1　工作井尺寸应按照顶管的管节长度、管节外径、顶管机尺寸、管底高程等参数确定；

2　接收井的控制尺寸应根据顶管机外径、长度、顶管机在井内拆除和吊装的需要以及工艺管道连接的要求等确定；

3　需计算顶管施工时顶推力对井身结构的影响；

4　尽可能减少工作井数量；

5　工作井的选址应尽量避开房屋、地下管线、池塘、架空线等不利于顶管施工的场所。

6.1.7　中继间设计的基本原则是：

1　中继间的设计允许顶力不应大于管节相应设计转角的允许顶力；

2　中继间的允许转角宜大于1.2°；

3　中继间的合力中心应可调节；

4　中继间顶力富裕量，第一个中继间不宜小于40％，其余不宜小于30％。