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+

=

D

Lfk

Nf

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》：