6.6 顶管法隧道设计

    1  在黏性土层中需要控制地面隆陷时，可采用土压平衡顶管法。

    2  在粉砂土层中需要控制地面隆陷时，可采用加泥式土压平衡法或泥水平衡顶管法。

    3  在卵砾石、节理裂隙及地下水发育的破碎岩石中顶进时，应采用泥水平衡顶管法。泥水平衡式顶管机在岩石中或在含有卵石、碎石的地层中顶进时，应配置能够更换刀具的密封舱，并具有大块岩石二次破碎功能。

    4  采用气压平衡法顶进时，穿越岩土渗透性系数不应大于10-⁴m/s。

    5  在全断面岩层顶管中，应采用封闭式岩盘顶管机。

6.6.2  隧道纵断面布置应符合下列要求：

    1  隧道的坡度根据顶管机的性能确定，且不应小于0.3％，宜从低端始发。

    2  隧道曲线顶进曲率半径不应小于1000倍油气管道外径，且不应小于300m。

    3  防洪堤脚下隧道埋深不宜小于3倍隧道外径，并应避开堤防基础及其他构筑物及其影响，按要求对大堤进行沉降观测并控制沉降量。

    4  隧道进、出洞应避开强透水层，当不能避开时，应作地层改良。

    5  隧道穿越地层宜避开软、硬频繁变化的地层交界层位。

    6  隧道不宜长距离在卵、砾石地层穿越，应避开岩溶发育地层。

6.6.3  顶管隧道设计计算应按下列要求进行：

    1  应按本规范表6.2.1要求的作用组合计算，验算顶力作用，并作为后背和顶进设施设计的依据。设计时应满足顶进过程中承受上部可变作用时的安全要求。

    2  顶进工作管的允许顶力、结构的强度、顶进管道的稳定性计算应按本规范附录E规定。

6.6.4  掘进工作管的总顶力可按下式估算：

      式中：
          D₁——顶进工作管外径(m)；

           f_k——触变泥浆减阻管壁与岩土的平均摩阻力(kN/m2)，可按表6.6.4-1选用；

           L——顶管设计长度(m)；

          N_F——顶管机的迎面阻力，可按表6.6.4-2选用。

 表6.6.4-1  触变泥浆减阻管壁与土的平均摩阻力(kN/m2)

 表6.6.4-2 顶管机的迎面阻力计算公式

    注：1 D_g-顶管机外径(m)；

           2 R-挤压阻力(kN/m²)，土层可取 R＝300～500；岩石可取 R＝1000～1500。

6.6.5  顶进长度大于100m的顶管法隧道，宜加设中继站。中继站的设置应符合下列要求：

    1  应根据估算总顶力、管材允许顶力、工作井允许顶力和主顶千斤顶的顶力四者比较确定，应取最小值作为控制顶力。

    2  当顶进钢筋混凝土管时，第一道中继站离顶管机机头的距离不宜大于30m。

    3  中继站顶力裕量，宜大于分段总顶力的50％。

6.6.6  水域穿越顶进钢筋混凝土管结构抗渗等级、接口形式及质量要求应符合现行行业标准《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T 640中Ⅲ级管的有关要求。