顶力计算
混凝土顶管顶力计算书
顶管顶力计算书混凝土管的口径D=1800 mm ,壁厚t=150 mm ,管外径B C =2.1 m ,每米管的重力W=18.63 KN /m ,土的容重γ=18 KN / m 3 ，内摩擦角 Ф=15º，土的内聚力C= 10 Kpa ,管与土的粘着力C ′= 10 Kpa , 标准贯入数 N = 4 ,复土深度H = 6 m ，顶程L = 30 m 。
1、 总顶力为初始顶力与各种阻力之和F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] LF — 总顶力 （ KN ） F 0 — 初始顶力 B C — 管外径q — 管周边均布载荷 （ Kpa ） μ′— 管与土之间的摩擦系数2、初始顶力 F 0 = 13.2πB C N=13.2×3.1415926×2.1×4 =348.34（ KN ）3、挖掘直径 B t = B C + 0.1 =2.1 +0.1 = 2.2 m4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )245cos(245sin(1Φ-︒Φ-︒+）] =2.2×(79.061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15º= 0.2686、土的太沙基载荷系数Ce = )21BeK μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ⨯120.01[1-0.487] = 4.275 m7、管顶上方土的垂直载荷W e = ( γ- Be C 2 ) Ce = (18- 48.4102⨯)×4.725 = 57.87 (Kpa ) 8、冲击系数 i = 0.65 – 0.1H = 0.65 – 0.6 = 0.059、地面的动载荷 p = )2()1('2θHtg a B i p ++ = 55.33210)45622.0(75.2)05.01(10020=⨯⨯+⨯+⨯⨯tg = 6.25 Kpa 10、管周边的均布载荷 q = We + p = 57.87 + 6.25 = 64.12 Kpa11、管与土之间的摩擦系数 μ¹= tg 2Φ =tg 2150= 0.132 12、总顶力F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L= 348.34 + [ （3.1415926×2.1×64.12+18.63）×0.132 + 3.1415926×2.1×10] ×30 = 4076.44 KN= 407.65 吨 （力） 使用2个400 T 千斤顶 按70%效率计算T = 400 T ×2×70% = 560 吨 （力） 因此 T > F =407.65 吨 （力）所以千斤顶配置满足要求。
顶管顶力计算
总顶力标准值
管道外径
管道设计顶进长度 管道外壁和土的平均摩阻
力 顶管机的迎面阻力
3414
KN m m kN/m2 kN
计算公式 F0 D1Lf k NF
式中： F0 D1 L fk NF
总顶力标准值 管道外径
管道设计顶进长度 管道外壁和土的平均摩阻力
顶管机的迎面阻力
11623
KN m m kN/m2 kN
Φ3 0.85 γQd
Φ5 0.79 1.3
39387657
N 0.9 1.05 0.85 0.79 pa mm2 1.3
fc 32.4
Fde= 39387.66 KN
= 3938.77 t
顶力计算 钢筋混凝土管(d=3000mm)
计算公式 F0 D1Lf k NF
式中： F0 D1 L fk NF
11
183
F0
11622.77 KN = 1162.28 t
顶管机迎面阻力计算
钢筋混凝土管(d=3000mm)
计算公式
NF
4
Dg2 g H g
式中： NF Dg γg Hg
顶管机的迎面阻力 顶管机外径 土的重度 覆土层厚度
183.12
kN m kN/m3 m
基本数值
Dg 1.98
γg
Hg
1.8
11.37
材料脆性系数
混凝土强度标准调整系数
混凝土受压强度设计值
管道的最小有效传力面积
顶力分享系数
Φ3 0.85 γQd KN =
Φ5 0.79 1.3
1191 t
N 0.9 1.05 0.85 0.79 pa mm2 1.3
fc 32.4
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。
顶管顶力计算书
顶管顶力计算书计算：聂石宇（中铁九局铁路工程处）混凝土管的口径D=1800 mm ,壁厚t=150 mm ,管外径B C =2.1 m ,每米管的重力W=18.63 KN /m ,土的容重γ=18 KN / m 3 ，内摩擦角 Ф=15º，土的内聚力C= 10 Kpa ,管与土的粘着力C ′= 10 Kpa , 标准贯入数 N = 4 ,复土深度H = 6 m ，顶程L = 30 m 。
1、 总顶力为初始顶力与各种阻力之和F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] LF — 总顶力 （ KN ） F 0 — 初始顶力 B C — 管外径 q — 管周边均布载荷 （ Kpa ） μ′— 管与土之间的摩擦系数2、初始顶力 F 0 = 13.2πB C N=13.2×3.1415926×2.1×4=348.34（ KN ）3、挖掘直径 B t = B C + 0.1 =2.1 +0.1 = 2.2 m4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )245cos(245sin(1Φ-︒Φ-︒+）] =2.2×(79.061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15º= 0.2686、土的太沙基载荷系数Ce = )21BeK μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ⨯120.01[1-0.487] = 4.275 m7、管顶上方土的垂直载荷W e = ( γ- Be C 2 ) Ce = (18- 48.4102⨯)×4.725 = 57.87 (Kpa ) 8、冲击系数 i = 0.65 – 0.1H = 0.65 – 0.6 = 0.059、地面的动载荷 p = )2()1('2θHtg a B i p ++ = 55.33210)45622.0(75.2)05.01(10020=⨯⨯+⨯+⨯⨯tg = 6.25 Kpa 10、管周边的均布载荷 q = We + p = 57.87 + 6.25 = 64.12 Kpa11、管与土之间的摩擦系数 μ¹= tg 2Φ =tg 2150= 0.132 12、总顶力F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L= 348.34 + [ （3.1415926×2.1×64.12+18.63）×0.132 +3.1415926×2.1×10] ×30 = 4076.44 KN= 407.65 吨 （力）使用2个400 T 千斤顶 按70%效率计算T = 400 T ×2×70% = 560 吨 （力）因此 T > F =407.65 吨 （力）所以千斤顶配置满足要求。
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。
雨污水管道施工顶力计算
雨水（明顶）（1）顶管机总顶力理论计算：F = F1+ F2其中F1=π(D g-t)tR则F1=148.283KNF2=πDfLF2=π×1.35×10×176.6F2=7489.871KN即：F=7638.154kNF—总顶力（kN）；D—管道外径2.4m,本次设计135°，故取1.35；L—管道设计顶进长度（m）；f—管道外壁与土的平均摩阻力（kN/m2），可取10；F1—顶管机的迎面阻力（kN）；F2—摩阻力（kN）；D g—顶管机外径；R—挤压阻力,可取500；T—刃口厚度，可取0.04。
（2）顶管后座的承受力R为：R=αB(rH2Kp/2+2cH Kp)=2.0×5[18.5×4.52×tg2(45o+27.5o/2) +2×40×4.5×tg (45o+27.5o /2)]=16107.615kN式中：R—顶管后座承受力（kN）；α—系数（取2.0）；B —后座墙的宽度（m）；H —后座墙的高度（m）；Kp—被动土压系数，tg2(45o+Φ/2)；c —土的内聚力（kPa）。
污水（暗顶）⑴顶管机正面最大阻力：Pt =r(H+2/3D)tg2(45o+Φ/2)=18.5×(4+2×1.65/3) tg2(45o+27.5 o /2)=256.255kN/m2N =1/4πD2Pt=1/4π×1.652×256.255=547.936kN⑵采取注浆减摩措施时，174.76m管道摩阻力：F摩=KπD1L=5π×1.65×174.76=4529.454kN⑶总顶力：∑F=N+F摩=547.936+4529.454=5077.39kNN —顶管机正面阻力（kN）；Pt —被动土压力（kN）；r —土容重（kN/m3）；H —最大复土深度（m）；Φ—内摩擦角（º）,砂质粉土可取27.5；D —顶管机外径（m）；D1 —砼管道外径（m）；K —砼管道单位面积摩阻力（kN/m2），根据《地基基础设计规范》（DGj08-11-1999），取5 kN/m2；L —砼管道长度（m）。
千斤顶顶力计算公式
千斤顶顶力计算公式千斤顶是一种常用的工具，可以用来提升重物。
在使用千斤顶时，我们需要知道其顶力大小，以便安全操作。
本文将介绍千斤顶顶力的计算公式及其应用。
一、千斤顶顶力计算公式千斤顶的顶力计算公式如下：顶力 = 有效面积× 压力其中，有效面积指的是活塞的面积，压力指的是施加在千斤顶上的力。
一般来说，千斤顶的有效面积可以在其说明书或产品标识上找到，压力可以通过外力测量得到。
二、千斤顶顶力计算实例下面通过一个实例来说明千斤顶顶力的计算方法。
假设有一台千斤顶，其有效面积为10平方厘米，外力为2000牛顿（N），求该千斤顶的顶力大小。
根据上文的计算公式，可得：顶力 = 10平方厘米× 2000牛顿 = 20000牛顿因此，该千斤顶的顶力大小为20000牛顿。
三、千斤顶顶力的应用在使用千斤顶时，我们需要了解其顶力大小，以便选择合适的千斤顶和操作方式。
例如，如果需要提升的物体重量较大，我们需要选择顶力较大的千斤顶，以确保安全操作。
同时，在操作时，我们需要根据千斤顶的顶力大小来控制施加的外力，以免超过其承受范围。
除了顶力大小，千斤顶的使用还需要注意以下几点：1.在使用千斤顶前，应检查其外观和功能是否正常，以确保安全操作。
2.在操作时，应根据千斤顶的说明书和标识选择合适的操作方式，并严格按照操作方法进行。
3.在使用千斤顶时，应保持其稳定，避免出现倾斜或滑动等情况。
4.在操作完毕后，应将千斤顶归位并进行检查，以便下次使用。
千斤顶是一种常用的工具，其顶力大小是使用时需要了解的重要信息。
通过本文的介绍，相信大家已经掌握了千斤顶顶力的计算方法及其应用，希望能对大家的工作和生活有所帮助。
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。
顶力及后背验算
3、顶力及后背验算顶管管径为2400mm，井管道长38.6m ，6d2400，基坑尺寸25.5m×8.5m×4.4m，后背高H=4.4m（1）顶力计算：P=P1+P2P1=3.14×2.92×38.6×15=5309KNP2=3.14×(2.92/2)2×700=4685KNP=5309+2008=9994KNP控=220KN/m×38.6m=5997KN结论：采用触变泥浆减阻的方式来减低顶力。
减阻系数为0.6，减阻后总顶力为p减=P×0.6=5996KN<P控,符合Φ2400的管强度要求。
以上算式中：P——总推力（KN）P1——管道四周和土摩擦阻力（KN）P2——管道前端迎面阻力（KN）P1=3.14×D×L×f式中：D——管外径（m）L——顶距（m）f——单位面积摩阻力（KN/m2）f值——用触变泥浆减阻时为8～12，无触变泥浆减阻时为15～27。
P2=A*f1式中：A——管前端顶土面积（m2）f1——单位面积计算阻力（KN/ m2）f1值采用平衡法顶管时按设计平衡力，挤压顶管时取300～700；采用人工掘进时取200。
（2）后背承载力计算：后背采用灰土换填，分层压实，取r=20.5 KN/m3Φ=16.6°c=13.6KPa Kp=tg²（45°+Φ/2）= tg²（45°+16.6°/2）=1.342²=1.8R=aB(rH² rhHKp)=2×6×(20.5×4.4²×1.8/2+2×13.6×4.4×1.342+20.5×3.4×4.4×1.8)=12840KN经计算p减×1.5=4390×1.5=6585KN‹R结论：说明后背承载力适合最大顶力，且安全有效。
顶力计算_精品
31、力学计算公式1.1、顶管顶力F = N + Fp F式中 N —顶管机头正面挤压力FF —管壁摩阻力顶管机头正面挤压力：πN = D 2 H F 4 g s s式中 Dg —顶管机外径(m)γ —土的重度(kN/m 3)sH —盖层厚度(m)s管壁摩擦阻力：F =π D L f0 kD —顶管外径(m)L —设计顶进长度(m)f —管道外壁与土的单位面积平均摩擦阻力 (kN/ m 2)，通过试验k确定；对于采用触变泥浆减阻技术的按表 1 确定，取 11.0kN/㎡。
1.2、管道允许顶力F = 0.50 0 0123f Ade0 c pQd 5F —混凝土管道允许顶力设计值(N)；deΦ —混凝土材料受压强度折减系数，取 0.9；1Φ —偏心受压强度提高系数，取 1.05；2Φ —材料脆性系数，取 0.85；管材 钢筋混凝土管 粉、细砂土 8.0-11.0中、粗砂土11.0-16.0式中式中Φ —混凝土强度标准调整系数，取 0.79；5fc —混凝土受压强度设计值(N/mm 2 )，Ⅲ级 C50 管抗压强度取32.4N/mm 2；Ap —管道的最小有效传力面积( mm2)，保守计算按截面的 1/4计算， D3000mm 管为 3108600mm 2 ，D1650mm 管为 940351.5mm 2；γ Qd —顶力分享系数，取 1.3。
1.3、后背允许受力本工程采用钢筋混凝土块作为后靠背。
管节能否顺利顶进与后靠背的承载力 能否满足顶力要求有很大关系，因此后靠背的承受力必须满足传递最大顶的需 要。
本工程后靠背承受力的设计计算如下：后靠背采用高 5m ，宽 5m 素混凝土， 厚 50cm ，配筋按照工作井第三节设计配 筋执行。
R = A 根b 根 (||(Y 根 H 2 根Kp 2+ 2根C 根h 根 K p +Y 根 h 根 H 根 K p ))||R —总推力的反力(一般大于顶管总推力的 1.2-1.6)； A —系数(1.5-2.5)，此处取 2； b —后座墙的宽度， 5m ；Y -土的重度 kN/m ³；H-后座墙的高度， 5m ；Kp-被动土压力系数， 3； C-土的内聚力， 10kPa ；式中：h-地面到后座墙顶部土体的高度， 7m 。
顶力计算
附件：力学计算1、力学计算公式 1.1、顶管顶力F N F F p +=式中 N F —顶管机头正面挤压力F —管壁摩阻力顶管机头正面挤压力：s s g F H D N ⨯⨯⨯=γ24π 式中 Dg —顶管机外径(m)γs —土的重度(kN/m 3) H s —盖层厚度(m)管壁摩擦阻力：k f L D F ⨯⨯⨯=0π式中 D 0—顶管外径(m)L —设计顶进长度(m)f k —管道外壁与土的单位面积平均摩擦阻力(kN/ m 2)，通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术的按表1确定，取11.0kN/㎡。
表1、采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f k (kN/㎡）1.2、管道允许顶力p c Qd de A f F ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=53215.0φγφφφ式中 F de —混凝土管道允许顶力设计值（N ）；Φ1—混凝土材料受压强度折减系数，取0.9； Φ2—偏心受压强度提高系数，取1.05； Φ3—材料脆性系数，取0.85；Φ5—混凝土强度标准调整系数，取0.79；fc —混凝土受压强度设计值（N/mm 2），Ⅲ级C50管抗压强度取32.4N/mm 2；Ap —管道的最小有效传力面积（mm2），保守计算按截面的1/4计算，D3000mm 管为3108600mm 2，D1650mm 管为940351.5mm 2；γQd —顶力分享系数，取1.3。
1.3、后背允许受力本工程采用钢筋混凝土块作为后靠背。
管节能否顺利顶进与后靠背的承载力能否满足顶力要求有很大关系，因此后靠背的承受力必须满足传递最大顶的需要。
表2、土的主动和被动土压系数值本工程后靠背承受力的设计计算如下：后靠背采用高5m ，宽5m 素混凝土，厚50cm ，配筋按照工作井第三节设计配筋执行。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=p p p K H h K h C K H b A R γγ222 式中： R —总推力的反力（一般大于顶管总推力的1.2-1.6）；A —系数（1.5-2.5），此处取2； b —后座墙的宽度，5m ；γ-土的重度kN/m ³； H-后座墙的高度，5m ； Kp-被动土压力系数，3； C-土的内聚力，10kPa ；h-地面到后座墙顶部土体的高度，7m 。
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πF+=DLfkNfF--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。
顶管顶力计算
NF
NF Dg γ Hg
g
4
Dg g H g
2
顶管机的迎面阻力 顶管机外径 土的重度 覆土层厚度
62.98 kN m kN/m m
3
计算公式 式中：
NF
NF Dg γ Hg
g
4
Dg g H g
2
顶管机的迎面阻力 顶管机外径 土的重度 覆土层厚度
183.12 kN m kN/m3 m
基本数值 基本数值 D1 1.98 F0 L 49 3414 KN fk 11 = NF 63 341 t F0 D1 3.6 L 92 11622.77 KN fk 11 NF 183 = 1162.28 t
顶管机迎面阻力计算 钢筋混凝土管(d=1650mm) 计算公式 式中：
顶管机迎面阻力计算 钢筋混凝土管(d=3000mm)
F0 D1Lf k N F
F0 D1 L fk NF
总顶力标准值 管道外径 管道设计顶进长度 管道外壁和土的平均摩阻力 顶管机的迎面阻力
F0 D1Lf k N F
F0 D1 L fk NF
总顶力标准值 管道外径 管道设计顶进长度 管道外壁和土的平均摩阻力 顶管机的迎面阻力
11623 KN m m kN/m2 kN
基本数值 Dg 1.98 F0 γ g 1.8 62.98 Hg 11.37 KN = 6.3 Hg 10 = 18.31 t
Φ3 0.85 γ Qd KN =
Φ5 0.79 1.3 1191 t
Φ2 1.05 3108600 39387.66 KN
Φ3 0.85 γ Qd
Φ5 0.79 1.3 = 3938.77 t
顶力计算 钢筋混凝土管(d=1650mm) 计算公式 式中：
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。
顶管顶力的计算
顶管顶力的计算一、 Wn-98~Wn-99污水管1)计算参数根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS 246:2008）及本段相关设计参数如下表所示：2 )、计算内容(1) 顶推力计算(2) 管材允许顶推力计算(3) 顶推力验算3 )、顶推力验算(1) 顶推力计算按《给水排水工程顶管技术规程》计算。
机械式、人工挖掘式,顶管机迎面阻力:顶推力:（491.6吨）(2) 管材允许顶推力计算(3) 顶推力验算F 0=4.818×103kN < F dc =24.475×103kN 满足因此，总推力FO=491.6t 。
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（Φ1200mm 顶管）设计允许承受的最大顶力为2497.4t ，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。
所以千斤顶配置满足要求考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，可优先选用2台300t 油压千斤顶。
二、 Yn-96~Yn-97雨水管 1)计算参数根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS 246:2008）及本段相关设计参数如下表所示：===N F ()-D g t t R ⨯⨯⨯()-1.2200.2800.280350.00289.404kN=+=+=F 0D 1L f k N F ⨯⨯⨯1.20040.00030.03289.404⨯4.818103kN0.5123Qd 5管道参数表2 ）计算内容 (1) 顶推力计算 (2) 管材允许顶推力计算 (3) 顶推力验算 3） 顶推力验算 (1) 顶推力计算按《给水排水工程顶管技术规程》计算。
机械式、人工挖掘式,顶管机迎面阻力:顶推力:(574.9吨)===N F ()-D g t t R ⨯⨯⨯()-1.4200.2800.280350.00350.979kN(2) 管材允许顶推力计算(3) 顶推力验算F 0=5.634×103kN < F dc =24.475×103kN 满足因此，总推力FO=574.9t 。
顶力计算
附件：力学计算1、力学计算公式 1.1、顶管顶力F N F F p +=式中 N F —顶管机头正面挤压力F —管壁摩阻力顶管机头正面挤压力：s s g F H D N ⨯⨯⨯=γ24π 式中 Dg —顶管机外径(m)γs —土的重度(kN/m 3) H s —盖层厚度(m)管壁摩擦阻力：k f L D F ⨯⨯⨯=0π式中 D 0—顶管外径(m)L —设计顶进长度(m)f k —管道外壁与土的单位面积平均摩擦阻力(kN/ m 2)，通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术的按表1确定，取11.0kN/㎡。
表1、采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f k (kN/㎡）管材 粉、细砂土 中、粗砂土 钢筋混凝土管 8.0-11.011.0-16.01.2、管道允许顶力p c Qd de A f F ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=53215.0φγφφφ式中 F de —混凝土管道允许顶力设计值（N ）；Φ1—混凝土材料受压强度折减系数，取0.9； Φ2—偏心受压强度提高系数，取1.05； Φ3—材料脆性系数，取0.85；Φ5—混凝土强度标准调整系数，取0.79；fc —混凝土受压强度设计值（N/mm 2），Ⅲ级C50管抗压强度取32.4N/mm 2；Ap —管道的最小有效传力面积（mm2），保守计算按截面的1/4计算，D3000mm 管为3108600mm 2，D1650mm 管为940351.5mm 2；γQd —顶力分享系数，取1.3。
1.3、后背允许受力本工程采用钢筋混凝土块作为后靠背。
管节能否顺利顶进与后靠背的承载力能否满足顶力要求有很大关系，因此后靠背的承受力必须满足传递最大顶的需要。
表2、土的主动和被动土压系数值本工程后靠背承受力的设计计算如下：后靠背采用高5m ，宽5m 素混凝土，厚50cm ，配筋按照工作井第三节设计配筋执行。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=p p p K H h K h C K H b A R γγ222 式中： R —总推力的反力（一般大于顶管总推力的1.2-1.6）；A —系数（1.5-2.5），此处取2； b —后座墙的宽度，5m ；γ-土的重度kN/m ³； H-后座墙的高度，5m ； Kp-被动土压力系数，3； C-土的内聚力，10kPa ；h-地面到后座墙顶部土体的高度，7m 。
顶管所需顶力计算
顶进方法：
Fk=3117.388kN
γ=18kN/m*3
土的重度，地下水位以下取浮容重D1= 1.02m
管道的外径H= 4.6m
管道顶部以上覆盖层的厚度ψk=20°
管道所处土层的内摩擦角标准值L=185m
管道的计算顶进长度NF=153.2957kN 计算NF
R1=187.603kN/m*2R2=0kN/m*2局部气压的标准值
α=
1网格截面参数，可取0.6～1.0153.2957kN
计算Fk
3117.388kN 顶进时，工具管的迎面阻力标准值，宜按不同的顶进方法计
算确定
手工推进顶管法的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压顶管
法的挤压阻力；前者可采用500kN/m*2，后者可按工具管前端
中心处被动土压力的标准值计算
顶管所需顶力计算
本计算公式见上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）第141页
计算顶力标准值=+=22112141
4R D R D N F ππα
=+=F k N Lf D F '1π。
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》：。
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3.2、人工顶管施工
本工程顶进距离在87米，使用2000mm III 级钢承口预制钢筋砼管。
3.2.1、人工顶管顶力的计算：。
管道总顶力的计算：
根据公式： F 0=πD 1Lf k +N F 。
（式12.4.1）
式中：F 0——总顶力标准值；
D 1——管道外径，2.40m ；
L ——管道顶进长度，取90（m ）；
f k ——管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m 2）,根据表12.6.14取8.0kN/m 2。
N F ——顶管机的迎面阻力。
F 0=πD 1Lf k +N F =3.14×2.40×90×8.0+3.14×（0.5-0.01）×0.01×500
=5425.92+4.9=5431kN 。
计算得理论顶力F 0＝5431kN 。
考虑工作空间及现场情况，采用1台500T 千斤顶进行顶
进，则最大顶力5000kN ，需加设中继间。
管道允许顶力验算：
本工程钢筋混凝土顶管传力面允许最大顶力按下式计算： (式8.1.1) 式中：F dc ——混凝土管道允许顶力设计值（N ）
Φ1——混凝土材料受压轻度折减系数，取0.9；
Φ2——偏心受压强度提高系数，取1.05；
Φ3——材料脆性系数，取0.85；
Φ5——混凝土强度标准调整系数，取0.79；
f c ——混凝土受压强度设计值（N/mm 2），取50；
Ap ——管道的最小有效传力面积（mm 2），计算得0.456×106；
γQd ——顶力分项系数，可取1.3。
计算得，F dc =8880kN 。
管道允许顶力F dc =8880kN ＞最大顶力5000kN 。
p c d Q dc A f F 5
321φγφφφ5.0=
中继间数量估算：
n= （式12.4.4） 式中 n ——中继间数量（取整数）；
f 0——中继间设计允许顶力（kN ），取4500kN 。
L ——顶进长度，取90m 。
计算得 n=1.68，取整数1，需设置中继间1套。
根据实际地质情况及以往经验判断，中继间设置在45米处。
3.2.2、顶管工作井内设备安装
3.2.2.1、设备要求：
采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、吊车作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
1) 照明设备：井内使用电压不大于12V 的低压照明。
2) 通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
3.2.2.2、导轨安装：
由于工作井底板浇注了50cm 厚的钢筋砼，地基稳定，可在工作井的底板上安装
导轨，安装要牢固可靠，以保证管子的顶进过程不会产生位移。
导轨采用浇注砼予以固定，导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心.两导轨内距计算公式: )-()-(2e h e h D A ×+=
A -- 两导轨上部内侧间距(mm)
D -- 管外径,1800(mm)
h -- 导轨高度,150(mm)
e -- 一般为 10～25mm ，取20mm 。
计算得：A= 932 mm ，导轨间距设置为90cm 。
3）工作平台：作为防雨及安装吊运设备。
工作坑上设活动式工作平台，平台用20#工字钢梁。
在工作平台上设起重架。
3.2.2.3、后背安装及承载力验算：
本工程底部钢筋混凝土护壁厚度50cm 。
后背墙验算，深度7.4m 计算：
Kp=tg ²（45°+Φ/2）= tg ²（45°+20.0°/2）=1.428²=2.396
1-7.0)50(π0
1f L f D k ×+
R=aB(rH²
=2×6×(17.8×4.9²×2.396/2+2×35×4.9×1.428+17.8×7.4×4.9×
2.396)= 30.6×103KN
最大顶力5000KN＜R=30.6×103KN
结论：说明后背承载力适合最大顶力，且安全有效。
式中：R—总推力之反力（KN），5000KN；
a—系数（取1.5—2.5之间），取2.0；
Φ—内摩擦角，取20.0°；
B—后背墙宽度，取6m；
r—土的容重（KN/m3），取17.8；
H—后背墙高度，取7.4m；
Kp—被动土压系数[为tg²（45°+Φ/2）]
C—土的内聚力（Kpa），取35；
h—地面到后背墙顶部土体高度（m）,取7.4m。
3.2.3、风量的计算：
1）、按洞内同时工作的最多人数计算：
Q=k×m×q
式中：Q－所需风量，m3/min;
k－风量备用常用系数，常取k=1.1～1.2
m－洞内同时工作的最多人数
q－洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min 计算。
现管内有两人工作，一人开挖，一人负责运余土，取k=1.1,m=2,
则有Q=k×m×q=1.1×2×3=6.6 m3/min
2）、漏风计算
Q
＝P×Q
供
式中：Q－计算风量
P－漏风系数
＝P×Q 采用Ф200PVC 管，每百米漏风率一般可控制在2％以下。
取P＝1.02，则Q
供
＝6.6×1.02＝6.73 m3/min
取风量大于7000L/min 离心鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备则可以满足要求。