顶管施工顶力计算要点
顶管计算 顶管施工关键参数计算(借鉴内容)
4.5.3.5顶管施工关键参数计算以下的顶管机主要性能参数的计算主要是根据本工程地质勘察报告和水文地质资料选取适当参数，并结合顶管机生产厂家设计共同计算完成。
一、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。
（一）4#～5#段4#~5#顶管段，长407.2m ，管顶覆土取13mL f F F 00+=式中： F ——总推力（kN ）F0——初始推力（kN ）f0——每米管子与土层之间的综合摩擦阻力（kN/m ）（1） 204)0(c B p p F π∆+=式中： Bc ——管外径，取4.14mp0——土水压力（砂分算，粘土合算）δ=r 1h 1tg 2(45-Ф2/2)-2c 2tg(45-Ф2/2)≈350KN/mgh p ρ=0＝1000×10×8＝80000Pa ＝80kPa△P ——附加压力（一般取20kPa ）式中： ρ——水的密度（kg/m 3）g ——重力加速度（m/s 2）h ——地下水位到挖掘机中心深度，取8m得： F 0＝（350+80+20）×3.14×4.14×4.14/4＝6055（kN ）（2） f 0=RS式中： R ——综合摩擦阻力（kPa ），取8kPaS ——管外周长（m ），得S ＝c B π＝3.14×4.14＝13（m ）得： f0＝8×13＝104（kN/m ）（3）最后得出：总推力F ＝6055+104×407.2＝48383（kN ）›13000（kN ），需加中继间。
(二)5#~6#段5#~6#顶管段，长45.9m ，管顶覆土取13mL f F F 00+=式中： F ——总推力（kN ）F0——初始推力（kN ）f0——每米管子与土层之间的综合摩擦阻力（kN/m ）（1） 204)0(c B p p F π∆+=得： F 0＝6055（kN ）（2） RS f =0式中： R ——综合摩擦阻力（kPa ），取8kPaS ——管外周长（m ），得S ＝c B π＝3.14×4.14＝13（m ）得： f 0＝8×13＝104（kN/m ）（3）最后得出：总推力F ＝6055+104×45.9＝10839﹤13000（kN ），不需要加中继间。
(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=1000mm泥水平衡机械顶管顶力计算（1）顶力计算π=F+NfLfkDF--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=（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×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=3552.9×1.5/2×19×6=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/m2F=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。
人工顶管顶力计算
人工顶管顶力计算人工顶管施工是一种常见的管线敷设方法，通过使用顶力机械设备对顶管进行推进，将管线顶入地下，并形成完整的管道系统。
在进行人工顶管顶力计算时，需要考虑多个因素，包括土壤条件、自重和摩擦阻力等。
下面将介绍人工顶管顶力计算的理论基础和具体步骤，以及计算中需要注意的问题。
人工顶管顶力计算的理论基础主要包括土壤力学和力学原理两个方面。
土壤力学是研究土壤固体的力学性质和变形规律的学科，它为人工顶管顶力计算提供了理论基础。
力学原理包括受力分析和力的平衡原理，通过对顶管及其周围土壤的受力分析，可以确定顶推过程中的顶力大小。
1.确定土壤参数：土壤参数包括土壤的单位重、内摩擦角和黏聚力等。
通过在施工现场进行土壤试验或现场试坑，可以获取土壤参数的实测值。
2.确定顶推工况：顶推工况一般包括静态顶推和动态顶推两种情况。
静态顶推是指在顶推过程中，推力和摩擦力保持不变；动态顶推是指在顶推过程中，推力和摩擦力会随时间变化。
3.分析受力情况：根据受力分析的原理，在静态顶推情况下，顶推力等于顶力和摩擦阻力的合力，即F=Fp+Ff；在动态顶推情况下，顶推力还需考虑动力参数，其计算公式为F=Fp+Ff+Fd。
4.计算顶力：根据受力分析的结果和力学原理，在静态顶推情况下，顶力可以通过F=Fp+Ff的公式计算得到；在动态顶推情况下，顶力需要考虑动力参数，并通过F=Fp+Ff+Fd的公式计算得到。
在进行人工顶管顶力计算时，需要注意以下问题：1.土壤参数的准确性：土壤参数的准确性对于顶力计算结果具有重要影响。
因此，在确定土壤参数时，应通过现场试验或实测数据，尽可能准确地获取土壤参数的值。
2.动力参数的考虑：在动态顶推情况下，顶力计算需要考虑动力参数，如顶推速度、惯性力等。
这些参数可以通过工程经验和实测数据来确定，以准确计算顶力。
3.摩擦阻力的计算：摩擦阻力是指管体与周围土壤之间的摩擦力。
在静态顶推情况下，可以通过特定的公式进行计算；在动态顶推情况下，摩擦阻力会随时间变化，需要考虑动力参数的影响进行计算。
顶管顶力计算及后背土体稳定(word)
顶管顶力计算及后背土体稳定（1）顶管总顶力和传力面允许最大顶力计算D600钢筋混凝土排水管，混凝土强度C50，内径=600mm ，外径D=720mm ，壁厚60mm 顶入管总长度L=58+45=103m ，土的重度3s =19kN/m γ，管道覆土层厚度Hs=5.5m综合摩擦阻力 4kPa k f =（触变泥浆减阻，参《给水排水工程顶管技术规程》表12.6.14） 管道的总顶力估算：0k F F DLf N π=+（公式参《给水排水工程顶管技术规程》12.4.1条） 顶管机迎面阻力223s s 3.14=D H =0.7219 5.5=42.5kN/m 44F N πγ⨯⨯⨯（选用泥水平衡式） 管线总顶力计算：30 3.140.72103442.5973.9kN/m k F F DLf N π=+=⨯⨯⨯+=钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算：（公式参《给水排水工程顶管技术规程》8.1.3条） ()22123de c p d 500.9 1.050.85 3.140.50.523.17206001.30.7941123087N 1123kN Q F f A F φφφλφ⨯⨯==⨯⨯⨯⨯-⨯==≥满足要求。
（2）工作井后背土体稳定验算土的内摩擦角：=12φ；土的重度3s =19kN/m γ；编号W A48工作井沉井入土深度：H=8.58m 地下水位埋深：w z =1.6m ；地下水位以下土的有效重度：3s =9kN/m γ'根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程CECS137：2015》6.2.8条：土压力合力至刃脚底的距离：H /3 2.86m p h == 顶管力到刃脚底的距离： 2.2 1.1 3.30m f h =+=考虑顶管力与土压力合力作用点可能不一致的折减系数： ()()p =/ 3.3 3.3 2.86/3.30.86f f f h h h h ξ--=--= 主动土压力系数：20tan 450.662K αφ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭被动土压力系数：20p tan 45 1.522K φ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭刃脚底部主动土压力标准值： ()()ep,k F 0.6619 1.698.58 1.661.52m s w s w K z z z αγγ⎡⎤'=⋅+⋅-=⨯⨯+⨯-=⎡⎤⎣⎦⎣⎦沉井前方主动土压力合力标准值：ep k ep k 11E r 3.14 4.48.5861.521823.1kN 44HF π==⨯⨯⨯⨯=,, 刃脚底部被动土压力标准值：()()p,k p F 1.5219 1.698.58 1.6141.70m s w s w K z z z γγ⎡⎤'=⋅+⋅-=⨯⨯+⨯-=⎡⎤⎣⎦⎣⎦沉井后方被动土压力合力标准值：pk pk 11E r 3.14 4.48.58141.704199.3kN 44HF π==⨯⨯⨯⨯= 顶管力标准值：()()tk pk ep,k 0.80.860.84199.31823.11321kN P E E ξ=-=⨯⨯-= 综上计算得出结论，顶管限制值取110吨。
人工顶管顶力计算
人工顶管顶力的计算：（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。
根据经验公式：P=n P0其中： P——总顶力n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取：（1）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取 1.5～2.0。
（2）土质为砂质粘性土及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取 3～4。
取 n 为 2.0。
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为 2 吨，最长段以 123 米计每节管长 2 米，共要顶进62 节管，则 P0＝2*62＝124吨。
则总的顶力为： P=n P0 ＝2.0*124＝248 吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取 1.3倍左右的储备能力，设备顶进应力为322.4 吨, 取总的顶力 F＝400 吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为200 吨。
（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。
根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。
⑴工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。
大于 40t/m2 时表明土质较好。
F1=S1×K1 其中F1--顶管正阻力 (t)S1--顶管正面积 (m2)K1-- 顶管正阻力系数 (t/m2)F1=S1× K1=π r2 ×＝K13.14*1.2*1.2*35 ＝158.26 吨⑵管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。
F2=S2×K2其中F2—顶管侧摩擦力（ t）S2—顶管侧面积（ m2）K2—顶管侧阻力系数（ t/m2）F2=S2× K2=π DL× K2=3.14*.2*123*0.5=231.74 吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段123 米计算，总顶力： F=F1+F2≈390 吨因此，取总的顶力F＝500 吨，选用两个 250 吨的千斤顶作为顶进动力设备。
人工顶管顶力计算
人工顶管顶力的计算：（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。
根据经验公式：P=n P0其中：P——总顶力n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取：（1）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1."5～2."0。
（2）土质为砂质粘性土及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取3～4。
"取n为2."0。
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为2吨，最长段以123米计每节管长2米，共要顶进62节管，则P0＝2*62＝124吨。
则总的顶力为：P=n P0＝2."0*124＝248吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1."3倍左右的储备能力，设备顶进应力为322."4吨,取总的顶力F＝400吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为200吨。
（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。
根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。
1⑴工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。
"大于40t/m2时表明土质较好。
F1=S1×K1其中F1--顶管正阻力(t)S1--顶管正面积(m2)K1--顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1×K1=πr2×K1＝3."14*1."2*1."2*35＝158."26吨⑵管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0."1-0."5t/m2之间。
人工顶管顶力计算
人工顶管顶力的计算：（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。
根据经验公式：P=n P0其中：P——总顶力n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取：（1）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.5～2.0。
（2）土质为砂质粘性土及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取3～4。
取n 为2.0。
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为2 吨，最长段以123米计每节管长2 米，共要顶进62 节管，则P0＝2*62＝124吨。
则总的顶力为：P=n P0 ＝2.0*124＝248 吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3 倍左右的储备能力，设备顶进应力为322.4 吨, 取总的顶力F＝400 吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为200 吨。
（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。
根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。
⑴工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。
大于40t/m2 时表明土质较好。
F1=S1×K1其中F1--顶管正阻力(t)S1--顶管正面积(m2)K1--顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1×K1=πr2×K1＝3.14*1.2*1.2*35＝158.26吨⑵管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。
F2=S2×K2其中F2—顶管侧摩擦力（t）S2—顶管侧面积（m2）K2—顶管侧阻力系数（t/m2）F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.2*123*0.5=231.74 吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段123 米计算，总顶力：F=F1+F2≈390 吨因此，取总的顶力F＝500 吨，选用两个250吨的千斤顶作为顶进动力设备。
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。
顶管施工顶力计算要点
顶管施工顶力计算要点
顶管施工中顶力计算模型
1．1管道上层土压力
一、模型假设
1、当工具管前面刃脚切入土中，会引起前方土体松动而坍塌，周围土体也会松动。
2、每一次土体的取出，都是同过挖除工作面范围内的土体。
3、换出土体，置入工具管。
4、最后由管道替换工具管支撑上面土体。
5、周围土体与管道一起形成一个超静定系统。
在研究管道顶进阻力时候，按静力组合模式来分析管道周围土层对管道的影响力。
影响周围土层荷载的因素有：a)管道外径；b)土、管道的刚性；c)土壤的性质；d)管道埋深；e)地下水位及流动状况；f)顶管项进土层时间等。
顶进管道与周围土层之间的作用关系复杂，简单通用的公式无法叙述其中的关系。
但为说明他们之问的关系，我们可以构造一些近似的解决问题的模型。
太沙基(Terzagtfi)等曾经将顶管工程的模型与隧道工程的模型等同，得出了一系列理论。
如下：
B为顶管管道上部对管道有荷载作用的宽度，同时会有一定的变形。
二、不同情况土压力值
根据土力学相关理论，顶管管道置入土中，继续顶进，管道前方土体对管道继续前进会产生阻力，阻力的大小应根据阻压力与受力面积大小确。
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。
顶管施工工艺顶力及后背计算
顶管动工工艺顶力及后背估计：之阳早格格创做1、顶力估计D=1000mm泥火仄稳板滞顶管顶力估计（1）顶力估计F顶进阻力(KN)D0顶管中径(m),按线路管径D=1200mm，与D0＝1.22 mL—管讲安排最大顶进少度(m)，150mfk—管讲中壁与土的单位里积仄稳摩阻力(KN/㎡)体味值fk=6KN/㎡NF顶管机的迎里阻力(KN)，查表得：NF=π∕4Dg2P式中 H0—管讲覆土薄度，与最大值5mγ—土的干稀度，与18KN/m3根据以上估计需要二收（型号）200t顶镐.根据总顶力估计出顶力为3552.92kN，本质动工历程中采用的顶镐设备为2台200吨的顶镐，不妨提供4000kN的顶力，根据现场情况与本质动工体味，采与注浆、涂蜡等减阻步伐，不妨没有使用中继间，不妨谦脚顶力的央供.1.1.1.12、后背仄安系数的核算：根据顶力估计与D=1200举止后背核算根据管讲曲径采用墙宽2.6m，下2.4m，墙薄0.8m，内衬Φ14@150单层钢筋网片，网片死根于底板钢筋，中侧以预造钢后背为模板，二侧收模，内浇混凝土，混凝土强度采与C30.后反里积估计：F=V×n/Kp×r×hV：主顶推力Kp ：主动土压力系数，与2r：土的沉度，与19h：处事井深度F：后反里积F=3552.9×1.5/2×19×6后背墙的核算按左公式估计F≥P/[σ]；F—混凝土后反里积P—估计顶力5877.21KN[σ]—混凝土允许装载力1000 KN/m2F=P/[σ]= 5877.2÷1000 本质动工时采与9*4=36 m2 〉30.96 m2 >11.76 不妨包管仄安由此估计出本质顶进坑的后背不妨启受顶推力的效率，不妨仄安动工.5.4.2顶管仄里安插图（详睹附图《顶管处事井仄里安插图》：。
人工顶管
顶管施工1、人工顶管顶力的计算：（1）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。
根据经验公式： P=n P0其中：P——总顶力n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取：（a）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.5～2.0。
（b）土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取3～4，取n 为2.0。
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为2 吨，最长段以37 米计，每节管长2 米，共要顶进19节管，则P0＝2*19＝38吨。
则总的顶力为：P=n P0＝2.0*38＝76 吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取 1.3 倍左右的储备能力，设备顶进应力为98.8吨, 取总的顶力F＝200 吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千顶的顶力应为100 吨。
（2）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。
根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。
（a）工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。
大于40t/m2 时表明土质较好。
F1=S1×K1其中：F1--顶管正阻力(t)S1--顶管正面积(m2)K1--顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1×K1=πr2×K1＝3.14*0.81*0.81*35＝72.11 吨（b）管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。
F2=S2×K2其中F2—顶管侧摩擦力（t）S2—顶管侧面积（m2）K2—顶管侧阻力系数（t/m2）F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.62*37*0.5=94.1 吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段37 米计算，总顶力：F=F1+F2≈166.21 吨，因此，取总的顶力F＝200 吨，选用两个100 吨的千斤顶作为顶进动力设备。
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顶管施工顶力计算要点
1顶管施工中顶力计算模型
1．1管道上层土压力
一、模型假设
1、当工具管前面刃脚切入土中，会引起前方土体松动而坍塌，周围土体也会松动。
2、每一次土体的取出，都是同过挖除工作面范围内的土体。
3、换出土体，置入工具管。
4、最后由管道替换工具管支撑上面土体。
5、周围土体与管道一起形成一个超静定系统。
在研究管道顶进阻力时候，按静力组合模式来分析管道周围土层对管道的影响力。
影响周围土层荷载的因素有：a)管道外径；b)土、管道的刚性；c)土壤的性质；d)管道埋深；e)地下水位及流动状况；f)顶管项进土层时间等。
顶进管道与周围土层之间的作用关系复杂，简单通用的公式无法叙述其中的关系。
但为说明他们之问的关系，我们可以构造一些近似的解决问题的模型。
太沙基(Terzagtfi)等曾经将顶管工程的模型与隧道工程的模型等同，得出了一系列理论。
如下：
B为顶管管道上部对管道有荷载作用的宽度，同时会有一定的变形。
二、不同情况土压力值
根据土力学相关理论，顶管管道置入土中，继续顶进，管道前方土体对管道继续前进会产生阻力，阻力的大小应根据阻压力与受力面积大小确定，在此应分为三种情况讨论：第一种：当顶管顶进速度较慢而处于超挖状态时，管道进入土体的体积小于排出土体的体积，这时管道前方会有坍塌现象而出现沉降。
第二种：当顶管项进速度不快不慢，则不存在超挖，置入土体管道的体积与排出土体的体积相同，这时管道前方土体则不会出现大的变化，而保持相对稳定。
第三种：当项管顶进速度较快，则会出现欠挖，置入土体的管道体积相对排除土体的体积要大，这时相当于土体受到挤压，管道前方土体会因此而隆起。
顶管顶进前方土体的情况会影响其阻力，相对于三种情况土力学也给出了三种算法。
第一种情况下，土体主动压顶管，按照主动土压力来计算；第二种情况，按照静止土压力来计算；第三种情况应按照被动土压力来计算；计算方法具体如下：
(管道上方边缘处的土压力值用p表示，土的重度为y，管道外径为D，主动土压力系数为λ1，静止土压力系数为λ0，被动土压力系数为λ2)。
1.2顶管管道周围阻力的计算
2顶力影响因素研究分析
制约长距离顶管的一个重要因素是推力阳9’3引，顶管工程的设计施工中，工作坑、管道材料、中继站、其他设备，都要以顶管顶进阻力的计算结果为依据去选择，如果顶力超出原有计算结果，很可能会因此而破坏工作坑、后背、管材，甚至可能引起油泵的损坏；如顶力远小于计算结果，这将会造成极大的浪费，因而顶力计算是项管工程能否成功的重要一步。
顶管施工过程是一个错综复杂的力学过程，推动管道在土中前进，各种阻力需要千斤顶来克服，主要分为两大类：一是工具头承受前面土体或障碍物带来的阻力；二是由管道周围土体压住管道，当管道运动时给管道周围的摩擦阻力。
在不同土层中顶进管道会有不同的影响因素，这些因素会有一定规律，同时存在特殊。