中财PE非开挖管道施工技术手册
管道回拉力计算公式如下：
Pt=Py+Pf
Py=πDk2Ra/4 Pf=πDLf
式中： Pt—回拉力（kN）；
PY—扩孔钻头迎面阻力（kN）；
Pf—管周摩阻力（kN）；
Dk—扩孔钻头外径（m）,一般为管道外径 1.2~1.5 倍；
D—管道外径（m）；
Ra—迎面土挤压力（kPa）。在护孔泥浆中粘性土 Ra在 50~60kPa；砂性土在
80~100kPa； L—管道长度（m）；
f—管周与土的单位侧壁摩擦力（kPa）。在上海地区，粘性土 f 在 0.3~0.4kPa；
砂性土在 0.5~0.7kPa；
2、定向钻机钻孔口径宜根据第四章第三节（表4-4）计算值的1.5～3倍来选择。 二、管材所能承受最大拉力的计算
目前，拖拉管主要针对PE管材，根据聚乙烯燃气管道施工技术规程CJJ63-2008中规定：盘
管敷设或长距离铺设管道采用拖拉法时，拉力不得大于管材屈服拉伸强度的50%。管材最大拉伸屈服强度参照下表：
管材用料 PE80 PE100
根据上表，为了安全，我们取50%拉伸屈服强度的最小值（fn KN/m2）。 管材所能承受的最大拉力的计算如下：
拉伸屈服强度 19～21 MPa 22～23 MPa 50%拉伸屈服强度（MPa） 9.5～10.5 11～11.5 50%拉伸屈服强度（KN/m） 9500～10500 11000～11500 2Ft= fn×A
A=πS（DN-S）
Ft—— 管材承受的最大拉力（KN）
fn—50%拉伸屈服强度的最小值（KN/m2）
A—管材的截面积（m2） DN—管材公称直径（m） S—管材的公称壁厚(m)
三、拖拉法所用管材铺设的最大长度
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根据管材所承受的最大拉力Ft、由管材回拉力计算公式可以导出每种规格的管材所能拖拉的最大长度，计算参照回拉力计算公式进行。具体铺设长度请参照第二章第三节（表2－5）。
第二部分 非开挖顶管施工设计
第一节 顶管施工的一般规定
顶管施工就是借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直椎到接收坑内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间，这是一种非开挖敷设地下管道的施工方法。顶管施工法是继盾构法之后而发展起来的一种地下管道施工方法，也是使用得最早的一种非开挖施工方法，起源于美国。最初，顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管，随着技术的改进，顶管法也用于无套管情况下顶进永久性的公用管道，主要是重力管道。 一、顶管施工法一般规定
1、顶管的施工设计应包括以下主要内容： （1）施工现场平面布置图；
（2）顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定； （3）工作坑位置的选择及其结构类型的设计； （4）顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量； （5）顶力计算和后背设计； （6）洞口的封门设计； （7）测量、纠偏的方法；
（8）垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的方法； （9）减阻措施；
（10）控制地面隆起、沉降的措施； （11）地下水排除方法； （12）注浆加固措施； （13）安全技术措施。
2、管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：
（1）在粘性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施；
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（2）在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采用挤压式或网格式顶管法； （3）在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法；
（4）在粉砂土层中且需要控制地面隆陷时，宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法； （5）在顶进长度较短、管径小的金属管时，宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。
3、采用手掘式顶管时，应将地下水位降至管底以下不小于0.5mm处，并应采取措施，防止其他水源进入顶管管道。
4、顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。
第二节 顶管顶力的计算方法
PE管材顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经验公式确定： P=fγD1[2h+(2h+ D1)tg2(45°-ф/2)+ω/γD1]L+PF 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(mm)；
H——管道顶部以上覆盖土层的厚度(m)； ф——管道所处土层的内摩擦角(o)； 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3－4所列数据选用；
PF——顶进时，工具管的迎面阻力(kN)，其取值，宜按不同顶进方法由表3－5所列公式 计算。
（表3－4） 顶进管道与其周围土层的摩擦系数
土类 粘土、亚粘土 砂土、亚砂土
（表3－5） 顶进工具管迎面阻力(PF)的计算公式
顶进方法 手工掘进 工具管顶部及两侧允许超挖 - 18 - 18
湿 0.2～0.3 0.3～0.4 干 0.4～0.5 0.5～0.6 顶进时，工具管迎面阻力(PF)的计算公式(kN) 0 中财PE非开挖管道施工技术手册
工具管顶部及两侧不允许超挖 挤压法 网格挤压法 л· Dav · t · R л· Dav · t · R a·л/4 · D· R 注：Dav——工具管刃脚或挤压喇叭口的平均直径(m)； t——工具管刃脚厚度或挤压喇叭口的平均宽度(m)；
R——手工掘进顶管法的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压顶管法的挤压阻力。前者可采用500kN/m2，后者可按工具管前端中心处的被动土压力计算(kN/m)； a——网格截面参数，可取0.6～1.0。
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第四章 工 程 施 工
第一部分 非开挖定向钻进施工
第一节 施工准备
一、一般规定
1、定向钻铺管施工应符合设计要求，技术措施安全可行、减少环境污染、不破坏相邻管线与建筑物。
2、定向钻铺管施工前，应制订施工组织设计或专项施工方案，以防管材拉扁，并做好技术交底。
3、材料进场时，应进行质量检验，并附有质量证明合格文件。
4、施工时，必须要选择专业的非开挖公司进行施工，以确保工程的顺利完工 二、中财PE非开挖管材施工时，应做好如下施工准备
1、 给水排水管道工程施工前应由设计单位进行设计交底。当施工单位发现施工图有错误时，应及时向设计单位提出变更设计的要求。
2、 给水排水管道工程施工前，应根据施工需要进行调查研究，并应掌握管道沿线的下列情况和资料。
（1）现场地形、地貌、建筑物、各种管线和其他设施的情况； （2）工程地质和水文地质资料； （3）气象资料；
（4）工程材料、交通运输及排水条件； （5）工程供水、供电条件；
（6）工程材料、施工机械供应条件；
（7）在地表水水体中或岸边施工时，应掌握地表水的水文和航运资料。在寒冷地区施工时，尚
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掌握地表水的冻结及流冰的资料；
（8）结合工程特点和现场条件的其他情况和资料。
3、 给水排水管道工程施工前应编制施工组织设计。施工组织设计的内容，主要应包括工程概况、施工部署、施工方法、材料、主要机械设备的供应、保证施工质量、安全、工期、降低成本和提高经济效益的技术组织措施、施工计划、施工总平面图以及保护周围环境的措施等。对主要施工方法，应分别编制施工设计。
第二节 定向钻铺管钻机
一、定向钻铺管钻机分类和技术性能可按表4-1选用。
（表4-1） 定向钻机分类及其技术性能 分类 给进力或回拉力(kN) 扭矩(kN·m) 回转速度（r/min） 功率(kW) 钻杆长度(m) 给进机构 铺管直径(mm) 铺管长度（m） 铺管深度(m) 导向测量系统 小型 ﹤100 ﹤3 ﹥130 ﹤100 1.50～3.00 钢绳和链条 ﹤350 ﹤300 ﹤6 手持式导向仪 中型 100～450 3～30 100～130 100～180 3.00～9.00 链条或齿轮齿条 350～600 300～600 6～15 手持式导向仪或随钻测量仪 大型 ﹥450 ﹥30 ﹤130 ﹥180 9.00～12.00 齿轮齿条 600～1200 600～1500 ﹥15 随钻测量仪 第三节 定向钻施工机械的安装、调试、铺管施工
一、定向钻铺管施工设备安装应符合下列条件：
1、设备应安装在生产管中心线延伸的起始位置； 2、调整机架方位应符合设计钻孔轴线； 3、按设计入土角调整机架倾斜角度；
4、钻机定位后，应用锚杆锚固。土层坚硬且干燥可适用直锚杆；土层松散可采用砼基础或沉箱螺旋锚杆锚固定位。
二、导向系统配置应根据机型、穿越障碍物类型、探测深度及现场测量条件等选用，使用前应符
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