浅议下穿公路钢筋砼顶推圆管涵设计

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1、浅议下穿公路钢筋砼顶推圆管涵设计　　摘要：本文对目前下穿公路的常用顶推施工法钢筋砼圆管涵的设计进行介绍，对设计中暴露出的问题进行分析，提出优化改进措施。关键词：顶推圆管涵钢筋砼下穿公路设计中图分类号：TG335.6+4文献标识码：A顶推圆管涵与常规明开挖圆管涵有较大区别，公路规范对顶推圆管涵设计及施工尚无要求，主要参考建材/市政排水行业规范及标准，构造特点上主要体现在管节间的承口处理，施工方面主要采用人工挖孔顶推或平衡类顶管机机械顶推。一．概述：顶推法施工在铁路/市政工程中应用较多，在公路工程中较少见。当

2、前各种管线穿越既有公路需求越来越多，顶推圆管涵是较为普遍的一种形式。近年来公路行业也做了不少顶推圆管涵，将来顶推圆管涵会在公路行业越来越多出现，与顶推圆管涵相关的规范标准也将逐步完善。二．设计要点：顶推圆管涵参考《给排水工程顶管技术规程》（CECS246-2008）及《顶进施工法用钢筋砼排水管》（JC/T640-2010）设计。9（一）、适用地质条件顶管施工较为适合的地层为：淤泥质粘土、粘土、粉土、砂土层。其他地质条件因存在施工安全风险、机械设备要求高、经济性差等不宜采用顶推圆管涵。下列情况不宜采用顶推圆

3、管涵施工：1．土体承载力f[ao]小于30kPa，同时小于计算所需的承载力要求。2．岩石单轴饱和抗压强度大于15Mpa。3．土层中砾石含量大于30%或粒径大于200mm的砾石含量大于5%。4．江河中覆盖层渗透系数K大于或等于10-2cm/s。（二）、位置选择顶推圆管涵的的选址首先应满足《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)12.5条公路、管线交叉中相关规定，公路与管线宜垂直交叉为宜，必须斜角的不宜小于60度。对于有爆炸危险的原油及天然气管线距大桥不应小于100米，距中桥不应小于50米。顶管顶面距路

4、面底基层的底面应不小于1.0米。顶推圆管涵选址还应符合公路管理部门的有关规定，顶推圆管涵的设计及施工方案都需公路管理部门审批，涵位以公路管理部门批复为准，涵位应避开立交区，并考虑公路的规划。9（三）、结构尺寸及布置1．结构尺寸顶推圆管涵常用管径（内径）一般为0.6米～3.5米，壁厚一般为管内径1/10，人工挖孔顶推圆管涵内径不小于1.0米。管径大于3.0米顶推圆管涵不推荐采用。顶推圆管涵壁厚选择时注意，公路规范中对主筋保护层要求与《顶进施工法用钢筋砼排水管》中要求不同，直径1.0米以下环筋采用单层配筋的顶

5、管，壁厚还应满足公路规范中主筋保护层要求。2．管节连接方式顶推圆管涵与明挖施工圆管涵构造上最大区别是管节连接方式，明挖施工圆管涵管间接头处理较简单，管节头不做特殊处理，仅设管节间防水处理，顶管连接方式较复杂，一般分柔性接头和刚性接头，目前普遍采用柔性接头，刚性接头只用于顶管距离较短情况。柔性接头按接头形式又分为：钢承口、企口、双插口、钢承插口四种形式，目前多采用钢承口，钢承口根据构造形式分为A/B/C三种。各型顶管接头细部尺寸在《顶进施工法用钢筋砼排水管》（JC/T640-2010）中均有要求，可参照执行

6、。9顶推圆管涵在施工期间管端承受巨大的局部顶推力，易产生横向变形而损坏，管端需局部加强，在管端一定范围增加环筋数量并配置U型加强筋。为保证顶管接头处良好密封性，一般在承口处设橡胶圈，管内无压可使用楔形单胶圈，管内有压时必须使用“O”型胶圈。通过橡胶圈的挤压变形保证接头处密封，橡胶圈采用天然橡胶，压缩率不小于36%，邵氏硬度50～65(IRHD),接头处强度不小于10MPa，在承口加强钢筋后设置遇水膨胀胶圈。3．顶管埋深管顶覆土厚度在不稳定土层中宜大于管外径1.5倍，并大于1.5米，穿越江河底时覆盖层厚度最

7、小厚度宜大于管外径1.5倍，并大于2.5米，地下水较高时，管顶覆土厚度还应满足管道抗浮要求。顶管埋深设置时宜保证管身范围内位于相同土层。顶管埋深需满足公路管理部门对于管顶覆土厚度的要求。4．横向顶管间距对于平行设置的双管形式，管距应根据土层性质、管径、管道埋深等因素确定，一般情况下宜大于1倍管外径。5．材料顶管砼标号不宜小于C50。抗渗等级不低于P8,水泥宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。9钢筋宜采用冷轧/热轧带肋钢筋，习惯上内外层环筋采用CRB550冷轧带肋钢筋或HRB400热轧带肋钢筋

8、，纵向分布钢筋及U型加强钢筋等采用HRB400热轧带肋钢筋。内外层环向钢筋保护层按照公路规范执行，需注意公路规范与《顶进施工法用钢筋砼排水管》中主筋保护层要求不同，编者认为对于下穿公路的顶管必须符合公路相关规范。承口钢圈一般采用Q235B或Q345B钢材，外露的承口钢圈应采用防腐蚀涂料面层或在喷、镀金属层上再涂刷防腐蚀涂料的复合面层保护。对于地下水等周围介质的腐蚀性等级为强/中等腐蚀时，顶管的管材不宜选用钢筋砼管，宜选用玻璃钢