顶管顶进力计算

顶

管顶进力计算

基本资料 根据给排水专业图纸要求，本工程设计顶管共7处，设顶管工作井4座，接收井5座，工作井分别为内径为8.0m 和7.5×5.0m 两种规格，圆形井采用沉井施工，方形井采用支护开挖现浇施工，接收井分别为内径均为5.0m 和5.0×5.0m 两种规格，圆形井采用沉井施工，方形井采用支护开挖现浇施工。

根据本次工程项目的岩土工程勘察报告成果，DN1650、DN1800顶管管道主要位于素填土层和淤泥层，局部穿越填碎石、填砂、淤泥质砂土、粉质粘土。DN1000顶管管道主要穿越粉质粘土和砾砂层。素填土与管道的摩阻力为20kPa ，淤泥与管道的摩阻力为10kPa ，粉质粘土与管道的摩阻力为25kPa ，砾砂层与管道的摩阻力为20kPa ，当采用触变泥浆减阻后，DN1650、DN1800钢筋砼管壁与土的平均摩阻力按规程中表综合考虑后f k 按经验值取6kPa 进行计算，DN1000管道管壁与土的平均摩取12kPa 进行计算。

计算模型及公式：

顶管顶力计算采用规程为《给水排水工程顶管技术规程CECS246：2008》中公式12.4.1。

01k F F D Lf N π=+（规范中公式12.4.1）

式中0F ——总顶力标准值(kN)；

1D ——管道的外径(m)；

L ——管道设计顶进长度(m)；

k f ——管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m 2）；

F N ——顶管机的迎面阻力（KN ），不同端口顶管机的迎面阻力按规程中表12.4.2选用公式计算所得，本次计算暂按常规的泥水平衡式大刀盘切削顶管机计算，即24F g s s N D H πγ=

，其中，S H 为覆盖层厚度。

顶力计算 顶管施工时采用触变泥浆减阻，本次顶管分为三种管径，每种管径取最长顶管段计算，分别为DN1650管长162m 、DN1800管205m 、DN1000管90m ，，根据不同的管径分别计算顶力

总顶力标准值01k F F D Lf N π=+ 顶管机迎面阻力24F g s s N D H π

γ=

DN1650管道：长162m

F 0=3.142×1.98×162×6+（3.142/4）×1.982×17.7×8.50=6510KN

DN1800管道：长205m

F 0=3.142×2.16×205×6+（3.142/4）×2.162×17.7×9.0=8931KN

DN1000管道：长90m

F 0=3.142×1.2×90×12+（3.142/4）×1.22×18.5×11.0=4302KN

顶管管道允许顶力计算

本次顶管分别采用DN1650、DN1800、DN1000顶管专用钢筋砼排水管，根据顶管工程施工规程7.4.3公式计算其允许顶力。

dc F --混凝土管允许顶力（N ）

dc K --混凝土管综合系数取0.391

c f --混凝土抗压强度设计值（N/mm 2）

P A --管道的最小有效传力面积（mm 2）

DN1650钢筋砼管:

dc F =0.391×23.1×940950=8498758N=8498KN

DN1800钢筋砼管:

DN1000钢筋砼管:

dc F =0.391×23.1×345620=3121674N=3122KN

结果分析

根据上述计算结果分析，本次顶管施工过程中，按照暂定施工机械及地勘成果估算，除DN1000管道顶进过程中需设置中继间，DN1650及DN1800管道均不需要。

鉴于顶管施工的特殊性，实际施工中，施工方应根据实际采用的顶管机和现场地质条件等重新复核计算，相应调整施工工法控制参数。