頂管施工頂力計(jì)算

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1、手掘式機(jī)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(xiàng)數(shù)量較大具有代表性的D2000mmF型Ⅲ級(jí)鋼筋混凝土管為例進(jìn)行施工方案的編制，我方擬定為手掘式機(jī)械項(xiàng)管施工。?3．1手掘式項(xiàng)管施工工藝流程?3.1.1頂力計(jì)算與后背設(shè)計(jì)?本工程是將壁板加厚作為千斤頂?shù)暮蟊硥Α?l后背結(jié)構(gòu)及抗力計(jì)算?后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，要有足夠的強(qiáng)度和風(fēng)度，且壓縮變形要均勻。?所以，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。本工程采用組合鋼結(jié)構(gòu)后背，這種后背安裝方便，安裝時(shí)應(yīng)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(jì)算????推力的理論計(jì)算：F=F1十f2????其中F—總推力??????

2、??Fl一迎面阻力????F2—頂進(jìn)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(jìn)機(jī)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(jìn)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

3、.14×1.8×0.8×98＝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(shè)計(jì)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(tái)300t(3000KN)級(jí)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(jìn)系統(tǒng)即可滿足要求。l后背的計(jì)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(dāng)停止頂進(jìn)，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

4、，后背不應(yīng)當(dāng)破壞，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(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工安全，施工時(shí)應(yīng)后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算后靠背受力計(jì)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(dòng)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(jì)算，圓形工作井加護(hù)套后能承受1591.5T頂力＞實(shí)際頂力500T。完全能滿足要求。3

5、.2．主要設(shè)備的選擇頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運(yùn)出土設(shè)備等。?(1)???千斤頂?千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，本工程每個(gè)工作井?dāng)M配置4臺(tái)300t液壓千斤頂。千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用四臺(tái)組合式，頂力全力作用點(diǎn)與管壁反作用力作用點(diǎn)應(yīng)在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時(shí)力偶，造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用機(jī)械挖運(yùn)土方，管上半部管壁與土壁有間隙時(shí)，千斤頂?shù)闹c(diǎn)作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。高壓油泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵工作，選用額定核動(dòng)力為31.5Mpa液壓油泵，經(jīng)分配器，控制閥進(jìn)入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M(jìn)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

6、頂力的設(shè)備。要求它能承受頂進(jìn)壓力而不變形，并且便于搬動(dòng)。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(shè)備工作坑上設(shè)活動(dòng)式工作平臺(tái)，平臺(tái)用30號(hào)工字鋼梁，上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動(dòng)平臺(tái)，作為下管及出土使用。在工作平臺(tái)上設(shè)起重架，上裝電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，其起重量應(yīng)大于管子重量。3.3垂直運(yùn)輸工具的選擇?工作坑的垂直運(yùn)輸?shù)孛媾c工作坑的土方，管道與頂管設(shè)備的垂直運(yùn)輸采用簡易龍門和卷揚(yáng)機(jī)（電動(dòng)葫蘆），并搭設(shè)工字鋼梁作為地面工作平臺(tái)。下管采用汽車式起重機(jī)吊裝。?3.4、頂進(jìn)設(shè)備的選擇?本工程根據(jù)頂力計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際情況，采用工作頂力為300t活塞式雙作用液壓千斤頂。千

7、斤頂布置采用單列式。頂進(jìn)時(shí)著力點(diǎn)位置在管子全高的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(jié)構(gòu)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(jìn)?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(gòu)筑物安裝的關(guān)鍵。?3.5.2、下管?挖土之前應(yīng)先下管，并做好以下幾項(xiàng)工作：?a、檢查管子?下管前應(yīng)先對(duì)管子進(jìn)行外觀檢查，主要檢查管子有無