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。

根据水泥管生产标准GB/T11836 及 JC/T640《顶进施工法用钢筋混凝

土排水管》Ⅲ级管有效长度 2 米的裂缝荷载标准值94KN/m 总破坏力： F 破=94KN/m*123m=11562KN即1156.2吨

故 F < F 破两个 250 吨千斤顶对混凝土管无损伤。