顶管施工顶力计算

手掘式机械顶管施工方案

(节选）

本工程由于顶管种类较多，本方案以单项数量较大具有代表性的D2000mmF 型Ⅲ级钢筋混凝土管为例进行施工方案的编制，我方拟定为手掘式机械项管施工。

3．1手掘式项管施工工艺流程

3.1.1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1.8m P—控制土压力)

P＝Ko×γ×Ho

式中 Ko—静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6m

γ—土的湿重量，取1.9t/m3

P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2

F1=3.14/4×1.8×2×8＝22.608t

F2＝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/m2

D—管外径1.8m

L—顶距，取最大值98m

F2＝3.14×1.8×0.8×98＝443.1168t。

因此，总推力F=22.608+443.1168＝465.7248t。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。为了保证顶进质量和施工安全，施工时应后背的强度和刚度计算

后靠背受力计算公式

式中：

R-总推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）

a－系数（取1.5－2.5之间），此处取2

B－后座墙的宽度（M）此处取4米

γ－土的容重（KN/M3)

H－后座墙的高度(m) ，此处取4.5米

Kp-被动土压系数

c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10

h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取5米

按上式计算，圆形工作井加护套后能承受1591.5T顶力＞实际顶力500T。完全能满足要求。

3.2．主要设备的选择

顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。

(1) 千斤顶

千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程每个工作井拟配置4台300t液压千斤顶。

千斤顶的工作坑内的布置采用四台组合式，顶力全力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处为宜。

高压油泵

由电动机带动油泵工作，选用额定核动力为31.5Mpa液压油泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千

斤顶活塞的出力和行程一致。

顶铁

顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶进压力而不变形，并且便于搬动。

根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。

其它设备

工作坑上设活动式工作平台，平台用30号工字钢梁，上铺15×15cm 方木。工作坑井口处安装一滑动平台，作为下管及出土使用。在工作平台上设起重架，上装电动卷扬机，其起重量应大于管子重量。

3.3垂直运输工具的选择

工作坑的垂直运输地面与工作坑的土方，管道与顶管设备的垂直运输采用简易龙门和卷扬机（电动葫芦），并搭设工字钢梁作为地面工作平台。下管采用汽车式起重机吊装。

3.4、顶进设备的选择

本工程根据顶力计算，并结合实际情况，采用工作顶力为300t活塞式双作用液压千斤顶。千斤顶布置采用单列式。顶进时着力点位置在管子全高的1/2～1/3之间比较合适。千斤顶与管子之间采用顶铁传送顶力。顶铁用型钢焊拼成各种结构的传力形式，根据安放位置和传力作用不同，用横铁和立铁组合。

3.5、管前挖土与顶进

3.5.1、管前挖土

管前挖土是控制管节顶方向和高程、减少偏差和重要作业，是保证顶质量及管上构筑物安装的关键。

3.5.2、下管

挖土之前应先下管，并做好以下几项工作：

a、检查管子

下管前应先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及纵向裂缝；端面要平直；管壁无坑陷或鼓泡，管壁应光洁。检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。

b、检查起重设备

起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当距导轨小于50㎝时，操作人员方可进前工作。

c、管子就位

第一节管放到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。因此，必须认真对待此项工作。

3.6、管前挖土的长度控制

一般是安排一个人挖土。为加快工程进度，每班两个人，轮流开挖。土方在管内可采用电瓶车进行，也可采用人力斗车进行运输。

土方在工作坑采用电动葫芦进行垂直运输。

在一般地段，土质良好，挖土时可超挖30～50㎝。在铁路道轨下不得超越管端经外10㎝，在道轨以外最大不得超过30㎝，同时应遵守管理单位的规定。

3.6.1、管子周围超挖的控制

在不允许土下沉的顶地段（如上面有重要建筑物或其它管道），管子周围一律不得超挖。

在一般顶管地段，上面允许超挖1.5㎝，但在下面135°范围内不得超挖，一定要要保持管壁与土基表面吻合。

3.7、顶进

采用2台300t/台的液压千斤顶作为主顶。顶进开始时，就缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常速度顶进。

顶进若发现有油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。

挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小范围内。

3.8安装工具胀圈

为了有利于导向，顶进的前数节管中，在接口处应安装内胀圈，通过背楔或调整螺栓，使用胀圈与管壁紧成为一个刚体。胀圈一定要对正接口缝隙。安装牢固，并在顶进中随时检查调整。

3.9测量与校正

a、测量

在顶第一节管（工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过300㎜，保证管道入土的位置正确；管道进入土书面通知后的正常顶进，测量间隔不宜超过1000㎜。

中心测量：顶进长度在600㎜范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量。要求两垂球的间距尽可能的拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过600㎜采用经纬仪测量。

高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点，标

高（设两个），测头一节管前端管内底高程，以掌握头一节管子的走向趁势。测量后应与工作坑内另一水准点闭合。

激光测量：用激光经纬仪安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即射到标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则应根据偏差量进行校正。

全段顶进完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。

b、校正（纠偏）

顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐得位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。常用的方法有以下2种：

超挖纠偏方法：偏差为10～20㎜时，可采用此方法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。

千斤顶纠偏法：方法基本与顶木纠偏法相同，只是在顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。

3.10管道内辅助管道的辅设

管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在管壁上。

a、通风设施：

由于管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的空气不新鲜，加上土体中会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。通风设施用一台柴油空压机将压缩空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，

将压缩空气传输至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环。

b、电源布置：

在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。

●动力用电

由于顶管机械设备采用380V 动力电，因此，动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。

●照明用电

顶管工程施工顶力计算

手掘式机械顶管施工方案 (节选） 本工程由于顶管种类较多，本方案以单项数量较大具有代表性的D2000mmF 型Ⅲ级钢筋混凝土管为例进行施工方案的编制，我方拟定为手掘式机械项管施工。 3．1手掘式项管施工工艺流程 3.1.1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1.8m P—控制土压力) P＝Ko×γ×Ho 式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6m γ—土的湿重量，取1.9t/m3 P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2 F1=3.14/4×1.8×2×8＝22.608t F2＝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/m2 D—管外径1.8m L—顶距，取最大值98m F2＝3.14×1.8×0.8×98＝443.1168t。 因此，总推力F=22.608+443.1168＝465.7248t。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。为了保证顶进质量和施工安全，施工时应后背的强度和刚度计算

顶管顶力技术计算

南水北调 济南市市区续建配套工程东湖水库输水工程 （三标段） 济广高速顶管技术指标计算 批准：王海滨 审核：左兆杰 编制：姚中瑞 青岛瑞源工程集团有限公司 东湖水库输水工程输水管线施工Ⅲ标项目部 2016年10月10日

目录

一、工程简介 1、位置 现状济广高速为双向4车道高速路，现在正在实施拓宽工程，加宽至双向8车道，路面高程约为28.40m。工程位置处道路两侧现状为农田，路基高度约为3.3m。 济广高速顶管段管道桩号范围为16+558-16+708，顶管长度为150m。管线与济广高速中心线交角为°。顶管段管道中心线高程为18.20m。 2、水文 根据地勘资料，工程位置处勘查期间地下水位为—20.07m，设计管顶高程为18.71m，位于地下水位以下。工程位置处现状有现状雨水管道等市政管线，但因该处为顶管施工，埋深较大，其他管线不影响顶管施工。 3、地质情况 济广高速顶管穿越地层主要为⑤层壤土和⑥1层粘土，局部涉及到①1层壤土、②层轻壤土、②1层(裂隙)粘土、④层壤土和④1层粘土，地质情况良好。 ①1层壤土(Q4al)：黄褐色，稍湿，可塑，局部硬塑，局部粉粒含量较高，干强度、韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应无；该土层仅在ZK17、ZK35、ZK36、ZK37以及青银高速、济广高速顶管钻孔中揭露，层厚~3.8m，平均层厚2.75m，层顶标高~25.72m。 ②层轻壤土(Q4al)：黄褐色，稍湿~湿，干强度、韧性低，切面无光泽，摇震反应轻微；该土层分布较连续，层厚~4.8m，平均层厚1.96m。 ②1层(裂隙)粘土(Q4al)：黄褐色，局部浅灰色，稍湿~湿，可塑，可见发育有裂隙，裂隙宽约2~5mm左右，充填轻壤土及砂壤土；干强度、韧性高，切面有光泽，摇震反应无；该土层分布不连续，层厚~3.5m，平均层厚1.72m。 ④层壤土(Q4al)：浅灰色~灰色，局部灰褐色、黑灰色，饱和，可塑~软塑，局部硬塑，干强度、韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应无；该土层分布较连续，层厚~4.1m，平均层厚2.03m。 ④1层粘土(Q4al)：浅灰色~灰色，局部灰褐色、黑灰色，饱和，可塑~软塑，

顶管顶力计算书2017.10.16(余所提供)

顶管顶力、工作井及接收井计算书 顶管顶力计算书 一、结构计算依据 1、国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行 业强制性标准规范、规程。 2、工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3.0～6.0 米。 3、本工程设计合理使用年限为五十年，抗震设防烈度为七度。 4、管顶地面荷载取值为：城市A级。 5、钢筋及砼强度等级取值： （1）钢筋 HPB300级钢筋强度设计值fy=fy′=270N/ mm2 HRB400级钢筋强度设计值fy=fy′=360N/ mm2 （2）砼：采用C20、C25。 （3）三级混凝土管fc=23.1N/ mm2 6、本工程地下水埋深为0.3～4.5m。

1、推力计算 管径D 1=1.0m 综合摩擦阻力 f k =5 kPa 管外周长 S=3.14d=3.14×1.2= 3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m 土的重度3s m /kN 18=γ 管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.14 14.342s s 2g =???==H D N F γπ 管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×5+65.1= 1383.9kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算: N A f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-???????==φλφφφ kN 2.3120F 1799.07kN 3.19.13833.1dk 0==?=?＜F 满足要求

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16.6.14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CECS 246：2008》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 π γ=，其中，S H 为覆盖层厚度。

顶管顶力计算书

深圳市城市轨道交通14号线土建四工区 坳背站DN800污水管顶管 计算书 编制： 审核： 审批： 中铁五局集团有限公司 深圳市城市轨道交通14号线工程施工总承包 土建四工区项目经理部 2019年6月

1、顶进阻力估算 污水管采用内径Φ800mm 、壁厚δ80mm 的C40钢筋砼管。 管道直线段最长为31m ，在两端设置一个接收井，则最大顶进距离不超过31m ，在此，顶进距离按31m 考虑。 管道顶力主要由两部分构成，一是前端刃角处的正面阻力，二是管壁外侧与土壤间的摩阻力。 由于前端刃角处已超前掏空，前端正面阻力实际上较小，甚至忽略不计，为保证顶进过程中顶力足够，在此，不考虑超前开挖导致的正面阻力减小。 由于超前开挖导致管顶与管壁间出现一定空隙（扩孔），因此，管壁阻力不采用与土层厚度有关的计算公式（采用与土层厚度有关的计算公式将导致估算阻力过度偏大）。 根据《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）6.3.4条及《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：2008）12.4.1条，顶管顶进阻力估算公式如下： 01K F =F D Lf N π+ F =g N D t tR π-() 其中，1K D Lf π为管壁外侧摩阻力，F N 为前端刃角正面阻力。 式中，0F ——顶管总阻力标准值，t ； 1D ——顶管外径，取0.96m ； L ——管道设计顶进长度，取31m ； g D ——工具管外径，取0.96m ； t ——工具管切土刃口壁厚，取0.1m ； K f ——管道外壁与土的单位面积摩阻力，t/㎡。与管道的埋设深度、 土质、地下水位等因素有关，估算本工程的综合摩擦力系数2/8M KN f k = R ——顶管刃角正面最大压强，t/㎡。与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。本工程管道处地质主要为粘土层，估算顶管前端正面压强约为30～50t/㎡（即0.3～0.5MPa ），这里按2=50t /m R 取值。

顶管施工计算书

******工程顶管施工计算书 一、编制依据 1、**********工程施工图 2、《路桥施工计算手册》 3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 4、《给水排水工程结构设计手册》 5、《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)(2011年版) 6、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002 二、工程概况 工程名称：******工程 工程地点：****** 本工程为******，位于*****，西起物流基地*****K1+875，沿拟建*****两侧辅助车道设置（路面设计高程90.926～103.627m）,接******沿平乐大道东侧终止于玉洞大道。管道总长7938m，管径0.4m～1.0m。 其中顶管部分管道长2887m，管径1.0m，管底标高为86.000～80.335；共有工作井26座，接收井34座，工作井几接收井内径￠6000mm、壁厚50～60cm，钢筋砼结构，砼等级C30。分布区域为：*******北侧K1＋385～K3+521段、平乐大道K3＋521~K4+730段。 三、地质 根据勘察资料，道路沿线勘探深度范围内管线沿线分布的地层主要有：新近堆积人工堆填（Q4ml）素填土、植物沉积层（Q4pd）耕土，第四系晚更新统河流冲积（Q3al+pl）粉质黏土、含砾粉质黏土，第四系晚更新统残坡积（Q3el+dl）黏土和含砾黏土，下伏基岩为石炭系大塘阶（C1d）硅质岩等，现自上而下描述为： 1、素填土（Q4ml）①：暗红色、灰黄色、黄褐色，松散，稍湿～湿，主要由黏性土组成，局部含少量砾石、植物根系等，土质不均，为新近堆积填土，未经压实，未完成自重固结。该层分布于场地大部分地段，层厚0.50～5.60m，平均厚度1.79m。具高压缩性。 2、素填土（Q4ml）①：灰黄色、黄褐色，中密，稍湿～湿，主要由碎石土组成，经碾压处理，为路基填土。该层分布于场地道路或在建道路上，层厚0.50～5.80m,平均厚度1.79m。具中压缩性。

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

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 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》： 你知道你能做到，别人觉得你也许可以做到，那么，少废话，做到再说，其他的怨气都是虚妄。自己没有展露光芒，就不应该怪别人没有眼光。

泥水平衡机械顶管顶力计算

泥水平衡机械顶管施工方案泥水平衡机械顶管施工工艺流程

1、机头选型 本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用具有破碎功能的泥水 平衡顶管掘进机。 其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。 刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。 另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。 一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因

此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。本掘进机的优点是： 特点： A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。 B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。 C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 E、该机由一人在地面遥控操纵即可。 F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI 专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！ G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。 H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分 离系统，且能节省安装空间。 此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。

泥水平衡机械顶管顶力计算

泥水平衡机械顶管施工方案 泥水平衡机械顶管施工工艺流程 1、机头选型 本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。 其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。 刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。 另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。

一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。本掘进机的优点是： 特点： A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。 B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。 C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 E、该机由一人在地面遥控操纵即可。 F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI 专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！ G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。 H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。

顶管顶力技术计算

顶管顶力技术计算-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

南水北调 济南市市区续建配套工程东湖水库输水工程 （三标段） 济广高速顶管技术指标计算 批准：王海滨 审核：左兆杰 编制：姚中瑞 青岛瑞源工程集团有限公司 东湖水库输水工程输水管线施工Ⅲ标项目部 2016年10月10日

目录 一、工程简介........................................................................................................... - 1 - 二、施工方案........................................................................................................... - 4 - 三、顶力计算........................................................................................................... - 4 - 四、结论................................................................................................................... - 8 -

一、工程简介 1、位置 现状济广高速为双向4车道高速路，现在正在实施拓宽工程，加宽至双向8车道，路面高程约为28.40m。工程位置处道路两侧现状为农田，路基高度约为3.3m。 济广高速顶管段管道桩号范围为16+558-16+708，顶管长度为150m。管线与济广高速中心线交角为81.4°。顶管段管道中心线高程为18.20m。

顶管施工顶力计算要点

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)。

人工顶管施工方案(参考)

人工顶管施工方案 第一章编写依据 本施工方案编写依据如下： 1、《广州开发区市南路北段（黄沙快速干线~黄阁大道段）扩建工程》设计图 图纸； 2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97； 3、《混凝土质量控制标准》GB50164－92； 4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90； 5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90； 6、广州市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件； 第二章工程概况 2.1 工程简介 本工程原设计采用机械顶管施工，但由于工期紧、施工场地有限、现场交通繁杂、地下管线复杂、有可能遇上地下障碍物等情况，将影响本工程机械顶管正常施工的不利因素，故将本工程中的顶管工程改用人工顶管。管材采用DN800 及DN1200 的玻璃钢管埋深约为5~7m。改用人工顶管后，工作井、接收井及检查井的井位和管段长度将根据现场实际情况（顶进长度、地下障碍物、交通影响等）而确定。 2.2 施工参照标准 GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》 GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》 GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》 YS1411-89 《防腐蚀工程施工规程》 GB50194-93 《建筑工程施工现场供用电安全规范》

GBJ208-83 《地下防水工程施工及验收规程》 GB50026－93 《工程测量规范》 第三章施工部署 3.1 施工组织安排 本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4 套顶管设备，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为人工顶管的实施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。 3.2 顶管施工工艺流程 工作井施工 设备安装 管吊装就位 施工准备 开机顶进 回收掘进机头 结束 测量控制及纠偏 复核 废泥外运 施工下一节 3.3 施工顺序 施工顺序为：工作井施工→ 顶进设备安装调试→ 吊装砼管到轨道上→ 连 接好工具管→ 装顶铁→ 开启油泵顶进→ 出泥→ 管道贯通→ 拆工具管→ 砌检查井。顶管施工工艺流程图见上图所示。

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

顶管施工顶力及允许土抗力计算

1、后座反力计算 忽略钢制后座的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工作坑后的土体上，为确保后座在顶进过程中的安全，后座的反力或土抗力R应为的总顶进力P的~倍，反力R采用下式计算： 式中：R——总推力之反力，kN； α——系数，取α=~，计算中取2。 B——后座墙的宽度，取5m； γ——土的容重，kN/m3； H——后座墙的高度，取4m； Kp——被动土压系数，） 2 / 45 （ tan Kp2? + =； c——土的内聚力，kPa； h——地面到后座墙顶部土体的高度，见表1。 井号基坑尺寸坑深（m）后背墙高（m）墙顶到地面的高h（m） W1、Y1平面异形面积 127m2 4 W3、Y39mx9m W6、Y59mx9m W9、Y79mx9m W11、Y99mx9m Y’29mx5m Y旧29mx5m W旧29mx5m W’3、Y’59mx9m （1）工作基坑W1、Y1的后背墙反力计算 管道所在的土层为粉质粘土层，C=，γ= kN/m3，φ=°。 将数据代入公式： R= （2）工作基坑W3、Y3的后背墙反力计算 管道所在的土层为粉质粘土层，C=，γ= kN/m3，φ=° 将数据代入公式： R= （3）工作基坑W6、Y5的后背墙反力计算

管道所在的土层为粉质粘土层，C=，γ= kN/m3，φ=° 将数据代入公式： R= （4）工作基坑W9、Y7的后背墙反力计算 管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=，γ=m3，φ=° 将数据代入公式： R=。 （5）工作基坑W11、Y9的后背墙反力计算 管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=，γ=m3，φ=°，h=。 将数据代入公式： R=。 （6）工作基坑Y’2的后背墙反力计算 管道所在的土层为粉质粘土层，C=，γ=m3，φ=°，h=。 将数据代入公式： R=。 （7）工作基坑Y旧2的后背墙反力计算 管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=，γ=m3，φ=°，h=。 将数据代入公式： R=。 （8）工作基坑W旧2的后背墙反力计算 管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=，γ=m3，φ=°，h=。 将数据代入公式： R=。 （9）工作基坑W’3、Y’5的后背墙反力计算 管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=，γ=m3，φ=°，h=。 将数据代入公式： R=。 2、顶管顶进时最大顶力计算 1、顶进阻力计算 根据GB50268-2008《给水排水管道工程施工施工及验收规范》中式计算。 总顶进阻力： F p =ΠD Lf k +N f 式中F p -顶进阻力（KN）； D -管道外径（m）；

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 ′] L F — 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 m 4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )2 45cos(245sin(1Φ-?Φ-?+）] =2.2×(79 .061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15o= 0.268 6、土的太沙基载荷系数

Ce = )21Be K μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ?120.01[1-0.487] = 4.275 m 7、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 = 0.05 9、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 Kpa 11、管与土之间的摩擦系数 μ1= tg 2 Φ =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 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=（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×h V：主顶推力

n:安全系数，取n≥ 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=×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/m2 F=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。 5.4.2顶管平面布置图（详见附图《顶管工作井平面布置图》：

顶管顶力计算公式

顶管顶力计算公式辨析 摘要：在顶管工程实践中常常需要计算顶管顶进总推力，由于顶管推力计算公式很多，而且计算结果差别相当大，本文针对各计算公式进行了对比计算并分析其原因，进而提出在工程计算中应注意的有关问题。 关键词：顶管，摩阻力，顶力 在顶管工程之前，为了顺利推动管道在土中前进，千斤顶的顶力需要克服顶进中的各种阻力（摩阻力、工具管前端端面阻力等），同时在顶进过程中还不断受到各种外界因素影响（纠偏、后背的位移等）。目前在顶管推力计算中有两类算法，一是考虑土拱效应，此时土柱的高度一般按照普氏太沙基公式计算。二是上覆土压力按照覆盖层的全部厚度计算。 计算公式的比较 考虑土拱效应的理论公式 顶管周边的均布荷载可以通过管顶上方土方 的垂直荷载与地面的动荷载之和求出。即： 678.9: （,） 式（,）中：8. 为管顶上方的土的垂直荷载 （;<=）；: 为地面的动荷载（;<=） ,’,’, 手掘式顶管顶力计算公式 >7>+9!?/6"@A9!?/B@A98"@A （!）

式（!）中：> 为总推力（;)）；>+ 为初始推力 （;)），在手掘式顶管中，其值为,2’!!?/) （?/ 为 管外径（C），) 为标准贯入值）；6 为管周边均布荷载（;<=）；"@为管与土之间的摩擦系数（"@7DE #! ）；B@为管与土之间的粘着力（;<=）；8 为每 米管子的重力（;)FC）；A 为推进长度（C）。,’,’! 采用降水措施的手掘式顶管顶力计算公式 在采用降水措施以后，挖掘面的土体稳定而 且能自立，这时的手掘式顶管施工的推力可以用 下述方法计算： >7>+9$!?%6"@A9$!?B@A98"@A （2） 式（2）中：>+ 为初始推力G;)H，此时其值为 ,2’!!?B)@ （)@为刃口贯入阻力系数；$ 为管与土 的摩擦系数（$7+’IJ+’KI）；% 为管周边的荷载系 数（%7,’+J,’I），其余同（!）式。 ,’,’2 普通泥水顶管施工的顶力计算公式 >7>+9$6!?/"@A9!?/B@A9 8 （?/4D）?/"@A （5）

人工顶管方案详解

五羊新城污水管网改造工程 人 工 顶 管 施 工 技 术 方 案 编制人：潘金壮陈洪新编制日期： 2003-8-17 项目负责人：陈洪新技术负责人：潘金壮 审批人：罗时柳审批日期： 2003-8-20

第一章工程概况 一、现场概况 五羊新城污水管网改造工程原设计污水管径为D600，现因五羊新城长期发展的需要，管径改为D1000。原设计采用机械顶管施工，但是由于工期紧，施工地段场地狭窄，交通问题比较突出，交警部门不同意实行全封闭施工，受场地限制不利于机械顶管施工；且工地靠近沙河涌，部分地段地质为杂填土，顶管穿越的土层可能遇到抛石、木桩等严重影响顶管的障碍物，部分地段甚至碰到路边大厦深基坑的锚杆影响，因此采用人工顶管进行施工。井段全长736米，管材选用“F”型钢筋混凝土管,每节管长2米，污水管平均埋深4.6米。 二、地质情况简介 据勘察查明，按地层成因岩性自上而下可分为： 1、填土 按其组成成分不同可分为杂填土和素填土： 杂填土：分布广泛，均出露于地表，呈连续层状分布。呈杂色，局部为褐色、褐红色、褐黑色，稍湿，松散～稍密。主要由建筑垃圾及粘性土组成。 素填土：仅出露于局部，呈透镜状分布。呈灰黑色、红黄色、褐色，可塑。主要由粉质粘土组成。 2、冲积层 按其岩性及状态可划分为： 有较多粉细砂，饱和，呈软塑状。 淤泥质粉砂、淤泥质细砂层：类似与淤泥质粉土层，主要由淤泥

中夹带少量的粉砂或细砂，呈软塑状。 粉质粘土层：分布较广泛，呈连续层状或透镜状分布。呈灰黄色、灰白色、棕红色、褐色，可塑，局部软塑。 细沙层：埋深较深，含水量比较好，呈连续层分布，呈灰黄色。 据钻探揭露，场区的地下水主要为孔隙型潜水，主要赋存于冲积砂层中。施工段持力层含丰富的地下水；此外，人工填土层含有限的上层滞水。地下水补给主要来自沙河涌，同时接受大气降水和地表水的渗入补给。 各井段的地质资料详见后面附表 三、施工参照标准 GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》 GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》 YS1411-89 《防腐蚀工程施工规程》 GB50194-93 《建筑工程施工现场供用电安全规范》 GBJ208-83 《地下防水工程施工及验收规程》 GB50026－93 《工程测量规范》 第二章施工部署 一、施工组织安排 本工程计划投入四套顶管设备进行施工，分两大段顶管施工段。第一大段顶管施工段由W18#~W11#井，有4座工作井和4座接收井。4套顶管设备同时投入使用。待第一大段顶管施工段完工后，再进行第二大段顶管段的施工。第二大顶管段由W1#~W11#井，有5座工作

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 ???= γ2 4 π 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 8.0-11.0 11.0-16.0 1.2、管道允许顶力 p c Qd de A f F ?????? =5 3 215.0φγφφφ 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 ；