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(guò)油泵壓力來(lái)控制,千斤頂總推力500t。因此我們無(wú)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?yè)P(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(jiǎn)易龍門和卷?yè)P(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(wú)

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