頂管頂力技術(shù)計(jì)算

創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天南水北調(diào)之答祿夫天創(chuàng)作創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天濟(jì)南市市里續(xù)建配套工程?hào)|湖水庫(kù)輸水工程（三標(biāo)段）濟(jì)廣高速頂管技術(shù)指標(biāo)計(jì)算同意：王海濱審查：左兆杰編制：姚中瑞青島瑞源工程企業(yè)有限企業(yè)東湖水庫(kù)輸水工程輸水管線施工Ⅲ標(biāo)項(xiàng)目部2016年10月10日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天目錄一、工程簡(jiǎn)介...........................................................................................................-1-二、施工方案...........................................................................................................-3-三、頂力計(jì)算...........................................................................................................-4-四、結(jié)論...................................................................................................................-7-創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天一、工程簡(jiǎn)介1、地點(diǎn)現(xiàn)狀濟(jì)廣高速為雙向4車(chē)道高速路,此刻正在實(shí)行拓寬工程,加寬至雙向8車(chē)道,路面高程約為.工程地點(diǎn)處路程雙側(cè)現(xiàn)狀為農(nóng)田,路基高度約為.濟(jì)廣高速頂管段管道樁號(hào)范圍為16+558-16+708,頂管長(zhǎng)度為150m.管線與濟(jì)廣高速中心線交角為81.4.頂°管段管道中心線高程為.2、水文創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天—,設(shè)計(jì)管頂高程為,位于地下水位以下.工程地點(diǎn)處現(xiàn)狀有現(xiàn)狀雨水管道等市政管線,但因該處為頂管施工,埋深較大年夜,其余管線不影響頂管施工.3、地質(zhì)狀況濟(jì)廣高速頂管穿越地層主要為⑤層壤土和⑥1層黏土,局部波及到①1層壤土、②層輕壤土、②1層(裂隙)黏土、④層壤土和④1層黏土,地質(zhì)狀況優(yōu)秀.①1層壤土(Q4al)：黃褐色,稍濕,可塑,局部硬塑,局部粉粒含量較高,干強(qiáng)度、韌性中等,切面稍有光彩,搖震反響無(wú)；該土層僅在ZK17、ZK35、ZK36、ZK37以及青銀高速、濟(jì)廣高速頂管鉆孔中揭穿,層厚1.2~,均勻?qū)雍?層頂標(biāo)高19.39~.②層輕壤土(Q4al)：黃褐色,稍濕~濕,干強(qiáng)度、韌性低,切面無(wú)光彩,搖震反應(yīng)稍微；該土層散布較連續(xù),層厚0.6~,均勻?qū)雍?②1層(裂隙)黏土(Q4al)：黃褐色,局部淺灰色,稍濕~濕,可塑,可見(jiàn)發(fā)育有裂隙,裂隙寬約2~5mm左右,充填輕壤土及砂壤土；干強(qiáng)度、韌性高,切面有光彩,搖震反響無(wú)；該土層散布不連續(xù),層厚0.3~,均勻?qū)雍?④層壤土(Q4al)：淺灰色~灰色,局部灰褐色、黑灰色,飽和,可塑~軟塑,局部硬塑,干強(qiáng)度、韌性中等,切面稍有光彩,搖震反響無(wú)；該土層散布較連續(xù),層厚0.7~,均勻?qū)雍?④1層黏土(Q4al)：淺灰色~灰色,局部灰褐色、黑灰色,飽和,可塑~軟塑,局部硬塑,干強(qiáng)度、韌性高,切面有光彩,搖震反響無(wú)；該土層散布不連續(xù),層厚0.7~,均勻?qū)雍?⑤層壤土(Q4al)：黃褐色,局部淺灰褐色,飽和,可塑,局部偶見(jiàn)姜石,含量約5%,粒徑一般0.5~,最大年夜超越10cm,干強(qiáng)度、韌性中等,切面稍有光彩,搖震反響無(wú)；該土層散布較連續(xù),層厚0.9~,均勻?qū)雍?層頂標(biāo)高7.64~.⑥1層黏土(Q4al)：黃褐色~褐黃色,飽和,可塑,局部硬塑,見(jiàn)姜石,含量約5~10%,粒徑一般1.5~,最大年夜超越10cm,干強(qiáng)度、韌性高,切面有光彩,搖震反響無(wú)；該土層僅在DH2-1和濟(jì)廣高速頂管鉆孔中揭穿,層厚1.2~,均勻?qū)雍?層頂標(biāo)高6.49~.創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天4、輸水管線與濟(jì)廣高速交錯(cuò)采用頂管穿越方式經(jīng)過(guò)公路,設(shè)計(jì)頂管采用DN1600三級(jí)鋼筋混凝土管內(nèi)套DN1400螺旋鋼管頂管,詳細(xì)地點(diǎn)見(jiàn)下表：表1濟(jì)廣高速頂管與公路交錯(cuò)狀況表序頂管長(zhǎng)度頂管深度套管管徑路基寬度樁號(hào)穿越公路名稱(chēng)（m）（m）（mm）（m）備注號(hào)16+480-濟(jì)廣高速公路200Φ160045原設(shè)計(jì)116+68016+558-濟(jì)廣高速公路150Φ160045調(diào)整后216+7085、頂管高程設(shè)計(jì)：調(diào)整后進(jìn)洞空中高程米,管底高程；出洞口空中高程25.11米,管底高程；穿越濟(jì)廣高速段路面高程,管底高程.6、頂工作井的深度主要由設(shè)計(jì)管底高程決定,管外底高程加上基坑軌道及底板厚度,就是需開(kāi)挖的坑底標(biāo)高.工作井頂部高程米,底板厚度為80cm,高程.綜合頂管機(jī)具的尺寸及作業(yè)要求,頂進(jìn)坑凈空尺寸定為米（長(zhǎng)）×米（寬）×米（深）.7、接收坑的凈空尺寸為米（長(zhǎng)）×米（寬）×7.7（深）.二、施工方案依據(jù)工程地質(zhì)狀況,采用泥水均衡頂管施工方法,泥水均衡機(jī)械頂管施工的基根源基礎(chǔ)理：頂管機(jī)在頂進(jìn)過(guò)程中與它所處土層的地下水壓力和土壓力處于一種均衡狀態(tài)；頂管機(jī)的排土量與推動(dòng)所占去的土的體積也處于一種均衡狀態(tài).頂管機(jī)土倉(cāng)的壓力P假如小于頂管機(jī)所處土層的主動(dòng)土壓力Pa時(shí),空中就會(huì)發(fā)生沉降.反之,假如頂管機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中其土倉(cāng)的壓力大年夜于所處土層的主動(dòng)土壓力Pp時(shí),空中就會(huì)隆起.假如把頂管機(jī)土倉(cāng)壓力值控制在Pa＜P＜Pp這樣一個(gè)范圍內(nèi),就能創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天抵達(dá)土壓均衡.一般常把控制土壓里P設(shè)置在靜止吐壓力P0±20KPa范圍以內(nèi).頂管機(jī)與四周土體的均衡是靜態(tài)的,頂管機(jī)擁有靜態(tài)控制這類(lèi)均衡的能力.假如土倉(cāng)壓力過(guò)大年夜,頂管機(jī)能夠增添排土量,將多于的碎土排出,減小土倉(cāng)壓力,使土倉(cāng)壓力與土體壓力仍舊均衡；假如土倉(cāng)壓力過(guò)低,頂管機(jī)后部的頂進(jìn)油缸向前推動(dòng),給土倉(cāng)增添一個(gè)持續(xù)的壓力,還能堅(jiān)持這類(lèi)均衡.頂管機(jī)在這類(lèi)靜態(tài)的平衡中行進(jìn),抵達(dá)敷設(shè)管道的目的.正是這類(lèi)均衡的存在,使得開(kāi)挖面能夠堅(jiān)持穩(wěn)固,防備地層的沉降與隆起.三、頂力計(jì)算（一）管道同意頂力計(jì)算原設(shè)計(jì)頂進(jìn)管道采用DN1600III級(jí)鋼筋混凝土管,壁厚160mm,內(nèi)套DN1400螺旋鋼管,壁厚12mm特增強(qiáng)級(jí)別,頂進(jìn)DN1600鋼筋混凝土管,壁厚160mm,外徑1920mm.DN1650鋼筋混凝土管同意頂力計(jì)算公式：F0.5123fAdecpQd5此中：Fde,為混凝土管道同意頂力,單元N；1,混凝土資料受壓強(qiáng)度折減系數(shù),取0.9；2,偏愛(ài)受壓強(qiáng)度提升系數(shù),取1.05；3,資料脆性系數(shù),取0.85；5,混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整系數(shù),取0.79；fc,混凝土受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,單元pa；創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天Ap,管道的最小有效傳力面積,單元mm2；884224=3.14*9602-3.14*8002γQd,頂力分享系數(shù)；取1.3.經(jīng)過(guò)計(jì)算管道同意頂力計(jì)算Fde=11203600N=11204KN.表3.1管道同意頂力計(jì)算表鋼筋混凝土管(d=1600mm)計(jì)算公式F0.5123fA11203600decpQd5式中：Fde混凝土管道同意頂力NΦ混凝土資料受壓強(qiáng)度折減系1數(shù)Φ2偏愛(ài)受壓強(qiáng)度提升系數(shù)Φ3資料脆性系數(shù)Φ混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整系數(shù)5fc混凝土受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值paAp管道的最小有效傳力面積mm2γ頂力分享系數(shù)Qd基本數(shù)值ΦΦ2Φ3Φ5fc1Ap884224γQdF11204KN=1120tde=（二）管道頂力計(jì)算創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天管道頂力包含頂管機(jī)迎面阻力和頂進(jìn)阻力,F=F1+F21、頂進(jìn)阻力F1=D1Lfk此中：D1為管道外徑,取2m；L為管道設(shè)計(jì)頂進(jìn)長(zhǎng)度,設(shè)計(jì)150m；fk為管外壁與土的單元面積均勻摩阻力kN/m2；其數(shù)值一般經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確立,假如采用觸變泥漿減阻技術(shù)按下表采用土類(lèi)粘性土粉土粉、細(xì)砂土中、粗砂土管材鋼筋砼管鋼管當(dāng)觸變泥漿技術(shù)成熟靠譜、管外壁能形成和堅(jiān)持穩(wěn)固、連續(xù)的泥漿套時(shí),fk可直接取值2,本工程取5.0kN/m2.經(jīng)過(guò)計(jì)算,頂進(jìn)阻力F1=4KN.2、迎面阻力F2=Dg2gHg4此中：Dg頂管機(jī)外徑,取2m；3Hg覆土層厚度,本次取.經(jīng)過(guò)計(jì)算,迎面阻力F2=5KN.3、管道總頂力F=F1+F2=KN+5KN=KN=5t.表3.2管道頂力計(jì)算表頂力計(jì)算鋼筋混凝土管(d=1600mm)計(jì)算公式FD1LfkF2創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十天式中：F總頂力標(biāo)準(zhǔn)值KND1管道外徑mL管道設(shè)計(jì)頂進(jìn)長(zhǎng)度mfk管道外壁和土的均勻摩阻力kN/m2F2頂管機(jī)的迎面阻力kN基本數(shù)值D1LfkF2150551F5041KN=504.06t頂管機(jī)迎面阻力計(jì)算鋼筋混凝土管(d=1600mm)計(jì)算公式F225DggHg4式中：F2頂管機(jī)的迎面阻力kNDg頂管機(jī)外徑mg土的重度kN/m3γHg覆土層厚度m基