29

联系我们

移动电话:18996059589
联系人:罗先生
QQ:834431931
联系地址:重庆市九龙坡区广夏经典B2 15-1

服务项目

您当前所在位置:重庆非开挖顶管施工 > 服务项目 >

非开挖顶管施工顶力计算要点

时间:2018-01-22 17:28 作者:admin 点击:

非开挖顶管施工顶力计算要点

  在非开挖顶管施工设计中,顶管顶力的准确计算十分重要,相关计算公式很多,而且计算结果相差很大。基于上述问题,对各计算公式进行了对比和归类,选取工程实例对公式进行了数值分析,提出了各公式的适用范围和计算中应注意的问题,得出了未考虑土拱效应的公式计算结果大于考虑土拱效应的计算结果,以及现规范中顶管顶力计算公式的计算结果过于保守的结论。

  非开挖顶管施工中顶力计算模型:

  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)。

  1.2、非开挖顶管管道周围阻力的计算

  2、顶力影响因素研究分析

  制约长距离顶管的一个重要因素是推力阳9’3引,顶管工程的设计施工中,工作坑、管道材料、中继站、其他设备,都要以顶管顶进阻力的计算结果为依据去选择,如果顶力超出原有计算结果,很可能会因此而破坏工作坑、后背、管材,甚至可能引起油泵的损坏;如顶力远小于计算结果,这将会造成极大的浪费,因而顶力计算是项管工程能否成功的重要一步。

  非开挖顶管施工过程是一个错综复杂的力学过程,推动管道在土中前进,各种阻力需要千斤顶来克服,主要分为两大类:一是工具头承受前面土体或障碍物带来的阻力;二是由管道周围土体压住管道,当管道运动时给管道周围的摩擦阻力。在不同土层中顶进管道会有不同的影响因素,这些因素会有一定规律,同时存在特殊。

  作为非开挖顶管工程中主要关键技术之一,顶力的计算是顶管施工中必需的基础工作。但目前顶力计算的理论公式常常不能反映实际情况。本文首先分析影响顶力的主要因素,并推导了顶力计算的修正公式。最后基于某地区顶管工程采用数值拟合的方法提出了一个经验公式,为该地区的顶力设计提供参考。