顶管施工工艺顶力及后背计算
顶管工程后背墙设计
稳定和方便后背的安装与拆除。
&’()*!+式中：&：工作坑底宽度，()：管外径，+：工作坑内稳好管节后两侧的工作空间,米-。
当(*./""00时，取+’.#"0；(1./""00时，取+’.#!0 ,!-理论分析在合肥地区顶管，一般采用双镐顶进，其着力点高度位于管外直径高度下的.2%至.2/间，一般取.2%处。
这样两顶镐之间的间距即后背墙两受力点之间的间距为：可据此决定后背墙的宽度和工作坑宽度。
现在我们将合肥地区常用的顶管按管径从实践和理论的角度以列表形式进行比较，从中选择合理的工作坑底宽度或者后背墙宽度&。
!#!设计后背高度3知道后背宽度&后，就可按公式四求出后背所需的最小高度，即设计所要求的后背高度3。
",作者单位：合肥市市政总公司-编辑2晓梅管内径管外径()*!+.456()后背宽度(,00-(),00-),0-,0-&,0-.""".!""%4!"!4!7%4".!"".//"%4//!47!%4".%8".$!"%4$!%4"$%48./"".$5"%4$5%4.5%48.8"".5""/4!"%4/"/4".$"".6!"/4%!%4$%/4".5""!.$"/48$/4"5/48!"""!/""/45"/48//48大直径钢筋“电渣压力焊”技术在池州邮电大楼工程上的应用!丁宪平技术与工艺钢筋电渣压力焊属熔化———压力焊范畴。
顶管施工工艺标准
2
2
γ－土壤的重度（KN/m3）
h－天然土壁后背的高度（m）
φ－土壤的内摩擦角（0）
C－土壤的粘聚力（KN/m2）
各类不同土壤粘聚力可翻阅相关规范查找
4.5.3 顶进设备安装
根据地质勘探的结果确定管线穿越的土层进行最大顶力计算：
计算公式：P＝fγ D[2H+(2H+ D) tan2（450－ ϕ ） +ε/(γ D )]L
200t 以上时采用护口铁保护管口。
4.5.4 工作台提升架及棚架的安装
4.5.4.1 工作台
工作平台采用 4 根长 12m，I50 工字钢为主梁，上铺 15cm×15cm 方 木，方木长度根据工作坑顶尺寸选用。所有方木铺平挤严后，用扒钉
全部扒牢，然后安设活动平台。
4.5.4.2 提升架与棚架
顶管工程下管、出土的工作支架采用定型顶管支架，在四脚外侧焊 防滑挡托，横向拉杆要齐全，安装要平且保证拉杆能充分拉紧，以保 证架子的稳定性。工作坑地面处三面用架子管焊出围栏。四脚架采用 D=159 型号，先在地面上组装好四根腿柱及顶部穿杠，挂好定滑轮及钢 丝绳，再用吊车吊起人工定位焊住。提升设备采用两台卷扬机；一台 为下管使用，另一台为出土使用；出土可使用 2t 卷扬机即可，下管则 根据管径大小、重量选择相应的卷扬机。卷扬机安装应牢固、线路清 晰，滑轮应转动灵活。 4.6 复核导轨面高程
顶管施工关键——后背
顶管施工关键——后背一。
后背的选取后背是工作坑内抵抗顶力的一个措施，主要是为千斤顶顶出时后面有足够的支撑力，后背的质量是其能完成顶管整个过程的重要技术措施。
其质量应满足下面三个要求：（1）强度和刚度应足够大；（2）后背英语顶进管道平面垂直且紧密接触；（3）宽度、长度、厚度应满足规范和实际需要。
后背的形式种类多，就其使用来说，基本分为三类：（1）覆土浅或土体松散时，就得依靠自己修筑足够强度的人工后背。
（2）覆土深时可以利用天然的土体作为后背。
（3）在混凝土或钢筋混凝土竖井内修筑的现浇钢筋混凝土后背。
当采用原土作为后背时，我们需要根据顶力对后背进行安全核算，必要时应采取加固措施。
当原土不可以作为后背时，应设计简单、稳定、拆装方便的人工后背。
二。
后背强度、刚度后背的强度、刚度足够大是保证顶管顶进的基本要求，是千斤项发挥出效率的前提条件。
强度大，能承受很大的反作用力而不被破坏。
刚度大，使其受压缩变形，能及时恢复原状。
后背强度需要值，是由顶管顶进过程中阻力传到千斤顶后作用于后背的最大值决定的，影响因素较多，可分两个角度来分析。
1、客观因素主要有管材种类、管径及管节重量、顶进距离、覆土深度、土体种类、地下水位等。
（1）管材种类土质一样，当所用管道材料不同，管道材料与周围土的摩擦力会有不同，摩擦阻力越大造成顶力增大，从而所需要后背强度值增大。
（2）管径和管节重量管径越大，管节重量越大，管节水平投影的面积也增大，土压力值也越大，这时需要克服的摩擦阻力也越大，顶力也越大。
（3）土的种类土的种类也是很受影响的，当为粘土时，一般能形成一定的拱形，而对下面管道压力减少；当为砂粒土或粉土时，很难形成拱形，从而塌落在管道上方，增大了压力，项力也越大。
（4）地下水的影响水位低时，土层自然围在管道周围，水位高时，水与土混合形成泥浆紧紧地裹在管道周围，对管道前进形成巨大的阻力，从而顶力也越大。
（5）顶进距离顶管顶进距离越长所承受的管道周围与土体的摩擦阻力越大，造成顶力越大。
(完整版)顶管施工技术参数计算
顶管施工技术参数计算一、顶推力计算（1）推力的理论计算： (CJ2~CJ3段)F=F1+F2其中：F —总推力Fl 一迎面阻力 F2—顶进阻力F1＝π/4×D 2×P (D —管外径2.64m P —控制土压力) P ＝Ko ×γ×Ho式中 Ko —静止土压力系数，一般取0.55Ho —地面至掘进机中心的厚度，取最大值6.43m γ—土的湿重量，取1.9t/m 3P ＝0.55×1.9×6.56＝6.8552t/m 2F1=3.14/4×2.642×6.8552＝37.5tF2＝πD ×f ×L式中f 一管外表面平均综合摩阻力，取0.85t/m 2D —管外径2.64mL —顶距，取最大值204.53mF2＝3.14×2.64×0.85×204.53＝1441.15t因此，总推力F=37.5+1441.53=1479.04t 。
（2）钢管顶管传力面允许的最大顶力按下式计算：F ds =φ1φ3φ4γQdf s A p 式中 F ds — 钢管管道允许顶力设计值（KN ）φ1—钢材受压强度折减系数，可取1.00φ3—钢材脆性系数，可取1.00φ4—钢管顶管稳定系数，可取0.36：当顶进长度＜300 m 时，穿越土层又均匀时，可取0.45,：本式取0.36γQd —顶力分项系数，可取1.3A p —管道的最小有效传力面积（mm 2）计算得181127=3.14*13222-3.14*13002f s —钢材受压强度设计值（N/mm 2）235 N/mm 2由上式可得钢管顶管传力面允许的最大顶力11787KN,约1202.75t 经计算得知总推力F=1479.04t ，大于钢管顶管传力面允许的最大顶力1202.75t ，顶管时只能用其80%，1202.75×80%=966.2t 。
顶管施工技术参数计算
顶管施工技术参数计算一、顶推力计算（1）推力的理论计算： (CJ2~CJ3段)F=F1+F2其中：F —总推力Fl 一迎面阻力 F2—顶进阻力F1＝π/4×D 2×P (D —管外径2.64m P —控制土压力)P ＝Ko ×γ×Ho式中 Ko —静止土压力系数，一般取0.55Ho —地面至掘进机中心的厚度，取最大值6.43mγ—土的湿重量，取1.9t/m 3P ＝0.55×1.9×6.56＝6.8552t/m 2F1=3.14/4×2.642×6.8552＝37.5tF2＝πD ×f ×L式中f 一管外表面平均综合摩阻力，取0.85t/m 2D —管外径2.64mL —顶距，取最大值204.53mF2＝3.14×2.64×0.85×204.53＝1441.15t因此，总推力F=37.5+1441.53=1479.04t 。
（2）钢管顶管传力面允许的最大顶力按下式计算：F ds =φ1φ3φ4γQdf s A p 式中 F ds — 钢管管道允许顶力设计值（KN ）φ1—钢材受压强度折减系数，可取1.00φ3—钢材脆性系数，可取1.00φ4—钢管顶管稳定系数，可取0.36：当顶进长度＜300 m 时，穿越土层又均匀时，可取0.45,：本式取0.36γQd —顶力分项系数，可取1.3A p —管道的最小有效传力面积（mm 2）计算得181127=3.14*13222-3.14*13002f s —钢材受压强度设计值（N/mm 2）235 N/mm 2由上式可得钢管顶管传力面允许的最大顶力11787KN,约1202.75t经计算得知总推力F=1479.04t ，大于钢管顶管传力面允许的最大顶力1202.75t ，顶管时只能用其80%，1202.75×80%=966.2t 。
顶管工程施工中的顶力计算
顶管⼯程施⼯中的顶⼒计算2019-08-21摘要：本⽂主要介绍顶管的顶⼒计算⽅法，计算公式的适⽤条件，计算顶⼒的必要性，并结合⼯程实例对顶⼒计算公式进⾏了验算，对顶管⼯程的施⼯具有参考价值。
关键词：顶管顶⼒的计算⼟压⼒荷载⼀、引⾔随着城市现代建设的迅速发展，顶管施⼯作为⾮开挖技术，在城市管线的建设和改造中已得到⼴泛应⽤，尤其在埋深较⼤，周围环境对位移有严格限制的地段，显得较为安全和经济。
南通市⼈民西路污⽔管⼯程位于交通繁忙、车辆⼈流拥挤的⼈民西路，考虑到交通现状，管道⼤开挖施⼯⽅案不可取，因此，选择采⽤了顶管法施⼯。
该⼯程西起南通港、东⾄南通长途汽车总站，全长1.3Km。
⽽顶管施⼯之前，顶管顶⼒的计算是确定顶管单元长度的基本数据，对⼯作井后背墙的整体稳定和结构安全设计与施⼯起关键作⽤，同时也是确定顶管⼯作井的数量、结构形式、顶管施⼯⽅案、以及⼯程⼯期和造价的依据。
所以，顶管最⼤顶⼒的计算，在顶管施⼯中显得⾮常重要。
⼆、顶管的顶⼒计算顶管施⼯中，千⽄顶的顶⼒需要克服周边各种摩阻⼒，包括管端贯⼊阻⼒、由垂直⼟压⼒施加于管壁的法向应⼒、⽔平⼟压⼒施加于管壁的法向应⼒、以及管道⾃⽣重量产⽣的摩阻⼒等。
由于顶管在推进过程中，还不断受到各种外界因素的影响，如纠偏、后背位移等，使顶⼒随时发⽣变化，且各地区地质条件的差别，所选择的施⼯⼯艺也不同，由此，顶管顶⼒的计算公式较多，同时也总结了不少的经验公式，经过长期⼯程实践并结合⼟⼒学理论，顶推⼒的常⽤计算公式为以下⼏种。
（⼆）、在⼿掘式顶管施⼯中的顶⼒计算式为：公式（⼀）式中：F为总推⼒（KN）；D为管道外径（m）；L为推进长度（m）；G为每⽶管的重⼒（KN/m）；C1为管与⼟之间的粘着⼒（KPa）1为管与⼟之间的摩擦系数，1=，为⼟的内摩擦⾓；N为标准贯⼊值，在普通的粘⼟中，N=1.0；在砂性⼟中，N=2.5；在硬⼟中，N=3.0。
q为管周边均布荷载（KPa），由管顶上⽅⼟的垂直荷载与地⾯的动荷载组成，即：q=qv+p ，其中qv为管顶上⽅的垂直荷载（KPa）；p为地⾯动荷载（KPa），⼀般取5～10KPa。
顶管施工工艺顶力及后背计算
顶管施工工艺顶力及后背计算Prepared on 22 November 2020顶管施工工艺顶力及后背计算：1、顶力计算D=1000mm泥水平衡机械顶管顶力计算（1）顶力计算F--顶进阻力(KN)D0--顶管外径(m),按线路管径D=1200mm，取D0＝1.22 mL—管道设计最大顶进长度(m)，150mfk—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/㎡)经验值fk=6KN/㎡NF--顶管机的迎面阻力(KN)，查表得：NF=π∕4Dg2P式中H0—管道覆土厚度，取最大值5mγ—土的湿密度，取18KN/m3解得：NF=（4）××5×18=则：F=××150×6+=即F=根据以上计算需要两支（型号）200t顶镐。
根据总顶力计算出顶力为，实际施工过程中选用的顶镐设备为2台200吨的顶镐，能够提供4000kN的顶力，根据现场情况与实际施工经验，采取注浆、涂蜡等减阻措施，可以不使用中继间，能够满足顶力的要求。
1.1.1.12、后背安全系数的核算：根据顶力计算取D=1200进行后背核算根据管道直径选择墙宽2.6m，高2.4m，墙厚0.8m，内衬Φ14@150双层钢筋网片，网片生根于底板钢筋，外侧以预制钢后背为模板，两侧支模，内浇混凝土，混凝土强度采用C30。
后背面积计算：F=V×n/Kp×r×hV：主顶推力n:安全系数，取n≥Kp：被动土压力系数，取2r：土的重度，取19h：工作井深度F：后背面积F=×2×19×6=后背墙的核算按右公式计算F≥P/[σ]；F—混凝土后背面积P—计算顶力[σ]—混凝土允许承载力1000KN/m2F=P/[σ]=÷1000≈5.88m2取安全系数2，（P/[σ]）’=11.76m2实际施工时采用9*4=36 m2〉30.96 m2>能够保证安全由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用，能够安全施工。
顶管工程中土抗力计算
顶管工程中土抗力计算当顶力较小时，顶力首先由作用于井壁的静止土压力平衡。
随着顶力的增大，顶力一部分由后背土体承担，一部分由井侧壁摩阻力和井底摩阻力承担。
当井侧壁摩阻力和井底摩阻力小于静摩阻力时，不产生井位移。
由于后座井壁的刚度不是无限大，在顶力作用下要产生变形，且与其后部土体的变形保持协调。
后部土体要达到被动土压力需较大位移，砂土约为0.005H，黏性土约为0.1H(h为挡墙高度)[2]。
在软土地区，如果后座井壁后部土体较软、没有加固，要达到被动土压力所需的位移光靠后座井壁变形显然不够，因此在土体达到破坏之前必定会产生井位移。
当顶力克服了井侧壁和井底的静摩阻力时，沉井开始产生井位移。
井壁和井底变为滑动摩擦，摩阻力为定值，多余的顶力由后座井壁后部土体承担。
井位移产生的前提条件是工作井的结构要牢固，后座井壁与井侧壁、井底的连接处不断裂。
随着井位移变大，由于达到主动土压力所需的位移较小，前壁土体首先达到主动土压力。
后背土体位移等于井位移加上后座井壁的变形，当达到某一值时，最大土抗力达到被动土压力，此时工作井达到临界状态。
顶力再增大，则后座井壁后部土体发生破坏，沉井发生倾覆。
矩形沉井的受力分析如图1所示。
图中L为沉井长度，B为沉井宽度。
沉井受到的作用力有：顶力F、后座井壁后部土抗力F P、井侧壁摩阻力f侧壁、井底摩阻力f底和前壁主动土压力F a。
1.2 后背土抗力分布形式探讨对于顶管施工中后背竖向土抗力分布形式，现有的4种分布形式，见图2。
主要可以分为两类：一是按挡土墙朗肯被动土压力理论计算，土抗力呈线性分布，如图2 a)、2 c)、2 d)所示；二是借鉴弹性地基梁法，竖向土抗力简化为三部分，如图2 b)所示，最大反力出现在后座墙后面的土体范围内。
这两种方法都有不足之处：对于第一类方法，由于一般矩形沉井的长宽比较小，通常在2-3之间，只有当挡土墙长宽比大于4时，朗肯理论才能较为准确地反映实际的土压力情况[3]；对于第二类方法，忽略了井底以下的土体对后座井壁底部的阻挡作用，井底部分的土抗力不可能为三角形分布，井壁最底部的土抗力也不为零。
顶管施工顶力及允许土抗力计算
1、后座反力计算忽略钢制后座的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工作坑后的土体上，为确保后座在顶进过程中的安全，后座的反力或土抗力R应为的总顶进力P的1.2~1.6倍，反力R采用下式计算：式中：R——总推力之反力，kN；α——系数，取α=1.5~2.5，计算中取2。
B——后座墙的宽度，取5m；γ——土的容重，kN/m3；H——后座墙的高度，取4m；Kp——被动土压系数，）2/45（tanKp2ϕ+=；c——土的内聚力，kPa；h——地面到后座墙顶部土体的高度，见表1。
井号基坑尺寸坑深（m）后背墙高（m）墙顶到地面的高h（m）W1、Y1 平面异形面积127m27.91843.918W3、Y3 9mx9m 7.99 3.99W6、Y5 9mx9m 8.132 4.132 W9、Y7 9mx9m 8.258 4.258 W11、Y9 9mx9m 8.366 4.366Y’2 9mx5m 5.492 1.492Y旧2 9mx5m 6.681 2.681W旧2 9mx5m 6.234 2.234 W’3、Y’59mx9m 6.748 2.748（1）工作基坑W1、Y1的后背墙反力计算管道所在的土层为粉质粘土层，C=9.15kPa，γ=19.1 kN/m3，φ=15.07°。
将数据代入公式：R=8637.9KN（2）工作基坑W3、Y3的后背墙反力计算管道所在的土层为粉质粘土层，C=9.15kPa，γ=19.1 kN/m3，φ=15.07°将数据代入公式：R=8744.4KN（3）工作基坑W6、Y5的后背墙反力计算管道所在的土层为粉质粘土层，C=9.15kPa，γ=19.1 kN/m3，φ=15.07°将数据代入公式：R=8913.2KN（4）工作基坑W9、Y7的后背墙反力计算管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=10.14kPa，γ=17.9kN/m3，φ=4.18°将数据代入公式：R=6048.5KN。
顶管施工工艺顶力及后背计算
顶管施工工艺顶力及后背计算:1、顶力计算D=1000m泥水平衡机械顶管顶力计算(1)顶力计算F 7D0Lfk NfF--顶进阻力(KN)D0--顶管外径(m),按线路管径D=1200m，取D0= 1.22 mL—管道设计最大顶进长度(m), 150mfk —管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/ m2)经验值fk=6KN/ m2NF--顶管机的迎面阻力(KN)，查表得：NF =n / 4Dg2P式中H0—管道覆土厚度，取最大值5m丫一土的湿密度，取18KN/m3解得：NF=( 3.14/4 ) X 1.222 X 5X 18=105.2KN则:F=3.14X 1.22 X 150X 6+105.2KN =3552.92KN即F=355.292t根据以上计算需要两支(型号)200t顶镐。
根据总顶力计算出顶力为3552.92kN，实际施工过程中选用的顶镐设备为2台200吨的顶镐，能够提供4000kN的顶力，根据现场情况与实际施工经验，采取注浆、涂蜡等减阻措施，可以不使用中继间，能够满足顶力的要求。
1.1.1.1 2、后背安全系数的核算：根据顶力计算取D=1200进行后背核算根据管道直径选择墙宽2.6m,高2.4m，墙厚0.8m，内衬①14@15双层钢筋网片，网片生根于底板钢筋，外侧以预制钢后背为模板，两侧支模，内浇混凝土，混凝土强度采用C3O后背面积计算：F=V X n/Kp X r X hV :主顶推力n: 安全系数，取n》1.5Kp :被动土压力系数，取2r :土的重度，取19h:工作井深度F:后背面积F=3552.9X 1.5/2 X 19 X 6=30.93后背墙的核算按右公式计算F A P/[ (T ]；F—混凝土后背面积P—计算顶力5877.21KN[(T ]—混凝土允许承载力1000 KN/m2F=P/[(T ]= 5877.2 - 1000~ 5.88m2取安全系数2,( P/[(T ] )' =11.76韦-.. 2实际施工时采用9*4=36 m〉30.96 m2 >11.76 能够保证安全由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用，能够安全施工5.4.2顶管平面布置图(详见附图《顶管工作井平面布置图》：5050。
顶管施工顶力计算
顶力计算与后背设计本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。
l后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和风度，且压缩变形要均匀。
所以，应进行强度和稳定性计算。
本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。
顶力计算推力的理论计算：F=F1十F2其中F—总推力Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力F1＝π/4×D2×P (D—管外径1.0m P—控制土压力)P＝Ko×γ×Ho式中 Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6mγ—土的湿重量，取1.9t/m3P＝0.55×1.9×6＝6.27t/m2F1=3.14/4×1.0×2×6.27＝9.844tF2＝πD×f×L式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2D—管外径1.0mL—顶距，取最大值150mF2＝3.14×1.0×0.8×150＝376.8t。
因此，总推力F=9.844+376.8＝386.644t。
根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。
工作井设计允许承受的最大顶力为800t，管材轴向允许推力700t，主顶油缸选用2台300t(3000KN)级油缸。
每只油缸顶力控制在250t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。
因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。
l后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。
当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。
这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。
后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。
否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。
顶管顶进参数计算
顶管顶进参数计算1.1顶力计算顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。
但顶管计算的根本问题是要估计顶管的顶力。
顶管的顶力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。
根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268-2008）要求，顶进阻力按下式计算：式中：F p——顶进阻力(kN)；D0——管道外径(m)；0.8m；L——管道顶进施工长度(m)，本工程中为300m；f k——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(kN／m2)，通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术正常顶进时，本工程顶管地质为砾质粘土，采用注浆减阻，为1.0 kN／m2；N F——顶管机的迎面阻力(kN)，本工程采用泥水平衡顶管，。
Dg——顶管机外径（m）P——控制土压力（kPa），取400kPa。
N F=0.8×0.8×3.14×400/4=200.96KNFp=3.14×0.8×300×1.0+200.96=3215.36kNFp =3215.96kN<3500 kN（工作井允许顶力），不需加中继间1.2工作井设计顶力计算根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。
各油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。
工作井设计顶力为3500KN。
顶管管材采用钢管，强度等级Q235-B，壁厚14mm，DN800钢管圆环受力面积S1＝（3.14×0.8142-3.14×0.82）/4=0.0176 m2，DN800钢管轴向允许推力F'＝235000 kN/m2×0.0176 m2＝4136 kN；总推力3215.36 kN<工作井能承受最大顶力3500kN<管材轴向允许推力4136 kN，因此，油缸总推力为3500kN。
顶管顶力计算公式
顶管顶力计算公式一、土压平衡式顶管理论计算公式F=F1+F2---------------------------------------------------------------------(1)式中F为总推力式中F为迎面阻力 1,2 F=p B1ec4p 为控制土压力 eB为管外径 c,p = p p p eA+w+p为掘进所处土层的主动土压力(kPa) Ap一般为150-300 kPa Ap为掘进所处土层的地下水压力(kPa) wp=γH水埋深w,p为给土仓的预加压力(kPa),p一般为20 kPa 式中F为顶进阻力 2F=πBfL 2ck2 f 为管外壁与土的单位面积平均摩阻力kN/mk其数值一般通过试验确定如果采用触变泥浆减阻技术按下表选用2f 为管外壁与土的单位面积平均摩阻力kN/m k土类粘性土粉土粉、细砂土中、粗砂土管材钢筋砼管 3.0-5.0 5.0-8.0 8.0-11.0 11.0-16.0钢管 3.0-4.0 4.0-7.0 7.0-10.0 10.0-13.0当触变泥浆技术成熟可靠、管外壁能形成和保持稳定、连续的泥2浆套时，f 可直接取值3.0-5.0 kN/m 。
kL为顶进长度m,2F= p B+πBfL ecck43.142 =(150+10*14+20)**(2.6)+3.14*2.6*4.0*200 4=1645+6531=8176 kPa=817.6T二、顶管经验计算公式F=knGL-------------------------------------------------------------------------(2)式中F为总推力式中k为综合减阻系数如果注浆技术成熟可靠，最小可取0.3-0.4钢筋砼管土质系数式中n为密度的砂土及含水量较类别粘土、亚粘土及天然含大的亚砂土水量较小的亚砂土管前挖土不易形成土拱n 管前挖土能形成土拱者者，但塌方尚不严重时n 1.5-2 3-4式中m为金属及非金属管土质系数密度的砂土及含水量较类别粘土、亚粘土及天然含大的亚砂土水量较小的亚砂土管前挖土不易形成土拱m 管前挖土能形成土拱者者，但塌方尚不严重时m 0.8-1.0 1.5-2.0式中G为管重力KN/m式中L为顶进长度m*2*450*200 F=0.45 =8100 kPa=810T。
顶管施工顶力计算及后背校核
7 顶力计算及后背校核7.1 顶力计算本工程采用开敞挖掘式顶管施工，砼管选用顶进施工法用钢筋混凝土排水管（JC/T640-2010）Ⅲ级管，D=2200mm ，壁厚220mm ，外径D 0=2640mm ，共顶进供、回水套管各1根，过G110国道与巴彦塔拉大街三岔口共2处，一处长度65米，另一处长度32米，详见附图。
顶进机刃口宽度30mm 。
参考北京市地方标准《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程第2部分 顶管施工》（DB11T 594.2-2014），总顶力F P 估算按公式：()R L D F P t t D f 00-+=ππ根据《包头市集中供热环城北干线（包铝热源至市主城区热网）工程白银路及铝业大道、东北外大街至石头山改线段岩土工程勘察报告（详细勘察）》；顶管处2m以下土质为粉砂和粗砂。
取f=15.0kN/m2,R=500kN/m2。
计算结果如下：顶力汇总表7.2 后背受力根据顶管需要的总顶力，核算后背墙宽度，使后背墙外单位土体宽度上受力不大于后背墙外土体的总被动土压力。
参考北京市地方标准《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程第2部分顶管施工》（DB11T 594.2-2014），后背墙外土体每米宽度上土的总被动土压力P计算按公式：⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎭⎫⎝⎛+=245htan2245tanh21oo22ϕϕγCP本工程供、回水砼套管中距4.4米，后背墙后土体高度为7.5米。
根据详勘报告中，《地基土的承载力特征值及变形指标一览表》及《物理力学指标统计表》，取γ=17.6kN/m3，=35°，C=0kN/m2。
计算结果如下：每米宽度上总被动土压力汇总表后背墙宽度汇总表本工程顶管施工，两处后背墙宽度均为7.5m，大于核算宽度，两处后背墙后土体面积均为56.25m2，经计算，单位面积承载力分别为145.87kN/m2、72.92kN/m2，满足要求。
顶管施工方案
顶管施工方案一、顶管施工工艺流程二、顶管施工技术分析2.1 顶管分别采用手工掘进式顶管法、挤压式顶管法。
若设计要求采用外夹套钢管时，先顶外套钢管，然后再安装球墨铸铁管道。
2.2 顶力计算根据我公司多年来的实践经验和有关技术资料，按下列经验公式计算顶力:P=fνD1 L [2H+(2H+ D1)²tg2(45o－φ/2)+ω/(νD1)] +P F公式中：P为总顶力f 为顶进时管道表面与周围土层间的摩擦系数ν为管道所处土层的重力密度D1为管道外径H为管道顶部以上覆盖土层的厚度L管道的顶进长度φ为管道所处土层的内磨擦角ω为单位长度的自重P F为顶进时，管道迎面阻力。
2.3 工作坑设计2.3.1工作坑几何尺寸⑴工作坑底部宽度（B）：B=D1+S（米）⑵工作坑底部长度（L）：L=L1+ L2+ L3+ L4+ L5（米）⑶工作坑深度：顶进坑深度（H1）H1=h1+ h2+ h3接受坑深度（H2）H2=h1+ h3上述公式中：D1为管道外径S为操作宽度，可取2.5-3.2米L1为工具管长度，钢管不小于0.6米L2为管节长度L3为运土工作间长度L4千斤顶长度L5后背墙厚度h1地面至管道底外缘的深度h2管道底部外缘至导轨的高度h3基础及垫层的厚度2.3.2工作坑内浇注砂石混凝土基础；安装后背墙；导轨；千斤顶、顶铁等顶管机械设备；激光水准仪等测量设备；吊钩、吊斗等运输设备。
2.3.3后背墙应进行稳定性验算，必要时采取加固措施。
三、顶管工作坑3.1 顶管工作坑的位置顶管工作坑的位置应按下列条件选择:⑴管道井室的位置;⑵可利用坑壁土体作后背;⑶便于排水、出土和运输⑷对地上、地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全施工的措施；⑸距电源和水源较近，交通方便；⑹单向顶进行时设在下游侧。
3.2采用装配式后背墙3.2.1装配式后背墙采用方木、型钢、钢板组装而成，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度。
3.3.2后背墙的底端在工件坑底以下不小于0.5米。
顶管工程后背墙设计
稳定和方便后背的安装与拆除。
&’()*!+式中：&：工作坑底宽度，()：管外径，+：工作坑内稳好管节后两侧的工作空间,米-。
当(*./""00时，取+’.#"0；(1./""00时，取+’.#!0 ,!-理论分析在合肥地区顶管，一般采用双镐顶进，其着力点高度位于管外直径高度下的.2%至.2/间，一般取.2%处。
这样两顶镐之间的间距即后背墙两受力点之间的间距为：可据此决定后背墙的宽度和工作坑宽度。
现在我们将合肥地区常用的顶管按管径从实践和理论的角度以列表形式进行比较，从中选择合理的工作坑底宽度或者后背墙宽度&。
!#!设计后背高度3知道后背宽度&后，就可按公式四求出后背所需的最小高度，即设计所要求的后背高度3。
",作者单位：合肥市市政总公司-编辑2晓梅管内径管外径()*!+.456()后背宽度(,00-(),00-),0-,0-&,0-.""".!""%4!"!4!7%4".!"".//"%4//!47!%4".%8".$!"%4$!%4"$%48./"".$5"%4$5%4.5%48.8"".5""/4!"%4/"/4".$"".6!"/4%!%4$%/4".5""!.$"/48$/4"5/48!"""!/""/45"/48//48大直径钢筋“电渣压力焊”技术在池州邮电大楼工程上的应用!丁宪平技术与工艺钢筋电渣压力焊属熔化———压力焊范畴。
顶管施工顶力计算及后背校核
顶管施工顶力计算及后背校核
7.顶力计算及后背校核
7.1 顶力计算
本工程采用开挖式顶管施工，使用直径为2200mm，壁厚为220mm的钢筋混凝土排水管（JC/T640-2010）Ⅲ级管。
共有1根顶进供水管和1根回水管，分别穿越G110国道与巴彦塔拉大街三岔口的2个位置，长度分别为65米和32米。
顶进机刃口宽度为30mm。
参考北京市地方标准《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程第2部分顶管施工》（DB11T 594.2-2014），计算总顶力Fp的公式如下：
Fp = πD(Lf + tR) / 4
根据《包头市集中供热环城北干线（包铝热源至市主城区热网）工程白银路及铝业大道、东北外大街至石头山改线段岩土工程勘察报告（详细勘察）》，顶管处2m以下土质为粉砂和粗砂。
取f=15.0kN/m2,R=500kN/m2.计算结果如下：
顶力汇总表
序号管道外径（mm）管材设计顶进总长度（m）估算顶力（kN）备注
1 D=2640 钢筋混凝土管 65 8205 注浆减阻
2 D=2640 钢筋混凝土管 32 4102 注浆减阻
7.2 后背受力
根据顶管需要的总顶力，计算后背墙的宽度，使后背墙外单位土体宽度上受力不大于后背墙外土体的总被动土压力。
参考北京市地方标准《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程第2部分顶管施工》（DB11T 594.2-2014），后背墙外土体每米宽度上土的总被动土压力P计算公式如下：
P = γh(tan45° + 2Chtan45°/2)
其中，γ为土体重度，h为后背墙宽度，n。
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顶管施工工艺顶力及后背计算：
1、顶力计算
D=1000mm泥水平衡机械顶管顶力计算
（1）顶力计算
F--顶进阻力(KN)
D0--顶管外径(m),按线路管径D=1200mm，取D0＝1.22 m
L—管道设计最大顶进长度(m)，150m
fk—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/㎡)经验值fk=6KN/㎡
NF--顶管机的迎面阻力(KN)，查表得：NF=π∕4Dg2P
式中H0—管道覆土厚度，取最大值5m
γ—土的湿密度，取18KN/m3
解得：NF=（3.14/4）×1.222×5×18=105.2KN
则：F=3.14×1.22×150×6+105.2KN =3552.92KN即F=355.292t
根据以上计算需要两支（型号）200t顶镐。
根据总顶力计算出顶力为3552.92kN，实际施工过程中选用的顶镐设备为2台200吨的顶镐，能够提供4000kN的顶力，根据现场情况与实际施工经验，采
取注浆、涂蜡等减阻措施，可以不使用中继间，能够满足顶力的要求。
1.1.1.12、后背安全系数的核算：
根据顶力计算取D=1200进行后背核算
根据管道直径选择墙宽2.6m，高2.4m，墙厚0.8m，内衬Φ14@150双层钢筋网片，网片生根于底板钢筋，外侧以预制钢后背为模板，两侧支模，内浇混凝土，混凝土强度采用C30。
后背面积计算：
F=V×n/Kp×r×h
V：主顶推力
n: 安全系数，取n≥1.5
Kp ：被动土压力系数，取2
r：土的重度，取19
h：工作井深度
F：后背面积
F=3552.9×1.5/2×19×6
=30.93
后背墙的核算按右公式计算F≥P/[σ]；
F—混凝土后背面积
P—计算顶力5877.21KN
[σ]—混凝土允许承载力1000 KN/m2
F=P/[σ]= 5877.2÷1000
≈5.88m2
取安全系数2，（P/[σ]）’=11.76m2
实际施工时采用9*4=36 m2〉30.96 m2 >11.76 能够保证安全
由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用，能够安全施工。
5.4.2顶管平面布置图（详见附图《顶管工作井平面布置图》：
你知道你能做到，别人觉得你也许可以做到，那么，少废话，做到再说，其他的怨气都是虚妄。
自己没有展露光芒，就不应该怪别人没有眼光。