頂管施工頂力計算

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1、手掘式機械頂管施工方案(節(jié)選）本工程由于頂管種類較多，本方案以單項數(shù)量較大具有代表性的D2000mmF型Ⅲ級鋼筋混凝土管為例進行施工方案的編制，我方擬定為手掘式機械項管施工。?3．1手掘式項管施工工藝流程?3.1.1頂力計算與后背設計?本工程是將壁板加厚作為千斤頂?shù)暮蟊硥Α?l后背結構及抗力計算?后背作為千斤頂?shù)闹谓Y構，要有足夠的強度和風度，且壓縮變形要均勻。?所以，應進行強度和穩(wěn)定性計算。本工程采用組合鋼結構后背，這種后背安裝方便，安裝時應滿足下列要求：使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3。?頂力計算????推力的理論計算：F=F1十f2????其中F—總推力????????F

2、l一迎面阻力????F2—頂進阻力??F1＝π/4×D2×P??(D—管外徑1.8m??P—控制土壓力)????P＝Ko×γ×Ho?????式中?Ko—靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55????????Ho—地面至掘進機中心的厚度，取最大值6m?????????γ—土的濕重量，取1.9t/m3?????P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2?????F1=3.14/4×1.8×2×8＝22.608t???F2＝πD×f×L????式中f一管外表面平均（根據(jù)頂進距離平均淤泥土）綜合摩阻力，取0.8t/m2?????D—管外徑1.8m?????L—頂距，取最大值98m????F2＝3.14×1.

3、8×0.8×98＝443.1168t。????因此，總推力F=22.608+443.1168＝465.7248t。根據(jù)總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后，取最小值作為油缸的總推力。工作井設計允許承受的最大頂力為800t，管材軸向允許推力700t，主頂油缸選用2臺300t(3000KN)級油缸。每只油缸頂力控制在250t以下，這可以通過油泵壓力來控制，千斤頂總推力500t。因此我們無需增加額外的頂進系統(tǒng)即可滿足要求。l后背的計算后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當停止頂進，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的，頂管中，后背不應當破壞，

4、產(chǎn)生不允許的壓縮變形。后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進偏差。為了保證頂進質(zhì)量和施工安全，施工時應后背的強度和剛度計算后靠背受力計算公式?式中：R-總推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）a－系數(shù)（取1.5－2.5之間）?，此處取2B－后座墻的寬度（M）?此處取4米γ－土的容重（KN/M3)H－后座墻的高度(m)?，此處取4.5米Kp-被動土壓系數(shù)c-土的內(nèi)聚力（kPa)?一般情況下取10h-地面到后座墻頂部土體的高度（M），此處取5米按上式計算，圓形工作井加護套后能承受1591.5T頂力＞實際頂力500T。完全能滿足要求。3.2．主要設備的選擇頂進

5、設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運出土設備等。?(1)???千斤頂?千斤頂是掘進頂管的主要設備，本工程每個工作井擬配置4臺300t液壓千斤頂。千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用四臺組合式，頂力全力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時力偶，造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用機械挖運土方，管上半部管壁與土壁有間隙時，千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。高壓油泵由電動機帶動油泵工作，選用額定核動力為31.5Mpa液壓油泵，經(jīng)分配器，控制閥進入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。頂鐵頂鐵是傳遞和分散頂力的設備。要求它能承受頂進壓

6、力而不變形，并且便于搬動。根據(jù)頂鐵位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。?其它設備工作坑上設活動式工作平臺，平臺用30號工字鋼梁，上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺，作為下管及出土使用。在工作平臺上設起重架，上裝電動卷揚機，其起重量應大于管子重量。3.3垂直運輸工具的選擇?工作坑的垂直運輸?shù)孛媾c工作坑的土方，管道與頂管設備的垂直運輸采用簡易龍門和卷揚機（電動葫蘆），并搭設工字鋼梁作為地面工作平臺。下管采用汽車式起重機吊裝。?3.4、頂進設備的選擇?本工程根據(jù)頂力計算，并結合實際情況，采用工作頂力為300t活塞式雙作用液壓千斤頂。千斤頂布置采用單列式。頂進時著力點位置

7、在管子全高的1/2～1/3之間比較合適。千斤頂與管子之間采用頂鐵傳送頂力。頂鐵用型鋼焊拼成各種結構的傳力形式，根據(jù)安放位置和傳力作用不同，用橫鐵和立鐵組合。?3.5、管前挖土與頂進?3.5.1、管前挖土?管前挖土是控制管節(jié)頂方向和高程、減少偏差和重要作業(yè)，是保證頂質(zhì)量及管上構筑物安裝的關鍵。?3.5.2、下管?挖土之前應先下管，并做好以下幾項工作：?a、檢查管子?下管前應先對管子進行外觀檢查，主要檢查管子有無