西安航天城四十萬噸高品質(zhì)水廠及配套官網(wǎng)工程基坑及頂管專項施工方案附件一：頂力及后背計算機械（土壓）平衡法機械頂管推力的理論計算（GB50268-2008P78）1基本資料（1600機械-138.72米）設計信息頂推力規(guī)范《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》CECS246:2008截面形式圓形頂管機機型土壓、泥水平衡式管道外徑D1(m)1.688頂管機外徑Dg(m)1.750頂進長度L(m)138.720土的重度γs(kN/m3)18.00平均摩阻力fk(kN/m2)4.00覆蓋層厚度Hs(m)12.000管道類型鋼管受壓強度設計值(N/mm2)205.00有效傳力面積Ap(m2)2.709分項系數(shù)γQd1.30受壓強度折減系數(shù)φ10.90材料脆性系數(shù)φ30.85穩(wěn)定系數(shù)φ40.452計算內(nèi)容(1)頂推力計算(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算3頂推力驗算(1)頂推力計算按《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》計算。土壓、泥水平衡式,頂管機迎面阻力:頂推力:(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算F0=3.462×103kN<Fds=147.076×103kN滿足根據(jù)以上計算，總推力需353.3T，因此我們選取400T作為設計依據(jù)，主頂油缸選用4臺100T級油缸。根據(jù)現(xiàn)場情況與實際施工經(jīng)驗，采取注漿等減阻措施，滿足頂力的要求。1基本資料（1600人工-45米）設計信息頂推力規(guī)范《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》CECS246:2008截面形式圓形頂管機機型機械式、人工挖掘式管道外徑D1(m)1.688頂管機外徑Dg(m)1.750頂進長度L(m)45.000刃口厚度t(m)0.280平均摩阻力fk(kN/m2)4.00擠壓阻力R(kN/m2)350.00管道類型鋼管受壓強度設計值(N/mm2)205.00有效傳力面積Ap(m2)2.709分項系數(shù)γQd1.30受壓強度折減系數(shù)φ10.90材料脆性系數(shù)φ30.85穩(wěn)定系數(shù)φ40.452計算內(nèi)容(1)頂推力計算(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算3頂推力驗算(1)頂推力計算按《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》計算。機械式、人工挖掘式,頂管機迎面阻力:頂推力:(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算F0=1.407×103kN<Fds=147.076×103kN滿足根據(jù)以上計算，總推力需143T，因此我們選取200T作為設計依據(jù)，主頂油缸選用4臺50T級油缸。根據(jù)現(xiàn)場情況與實際施工經(jīng)驗，采取注漿等減阻措施，滿足頂力的要求。1基本資料（1600人工-83.38米）設計信息頂推力規(guī)范《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》CECS246:2008截面形式圓形頂管機機型機械式、人工挖掘式管道外徑D1(m)1.688頂管機外徑Dg(m)1.750頂進長度L(m)83.380刃口厚度t(m)0.280平均摩阻力fk(kN/m2)4.00擠壓阻力R(kN/m2)350.00管道類型鋼管受壓強度設計值(N/mm2)205.00有效傳力面積Ap(m2)2.709分項系數(shù)γQd1.30受壓強度折減系數(shù)φ10.90材料脆性系數(shù)φ30.85穩(wěn)定系數(shù)φ40.452計算內(nèi)容(1)頂推力計算(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算3頂推力驗算(1)頂推力計算按《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》計算。機械式、人工挖掘式,頂管機迎面阻力:頂推力:(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算F0=2.221×103kN<Fds=147.076×103kN滿足根據(jù)以上計算，總推力需226.7T，因此我們選取300T作為設計依據(jù)，主頂油缸選用4臺75T級油缸。根據(jù)現(xiàn)場情況與實際施工經(jīng)驗，采取注漿等減阻措施，滿足頂力的要求。1基本資料（800人工-83.38米）設計信息頂推力規(guī)范《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》CECS246:2008截面形式圓形頂管機機型機械式、人工挖掘式管道外徑D1(m)0.888頂管機外徑Dg(m)0.950頂進長度L(m)83.380刃口厚度t(m)0.280平均摩阻力fk(kN/m2)4.00擠壓阻力R(kN/m2)350.00管道類型鋼管受壓強度設計值(N/mm2)205.00有效傳力面積Ap(m2)2.709分項系數(shù)γQd1.30受壓強度折減系數(shù)φ10.90材料脆性系數(shù)φ30.85穩(wěn)定系數(shù)φ40.452計算內(nèi)容(1)頂推力計算(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算3頂推力驗算(1)頂推力計算按《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》計算。機械式、人工挖掘式,頂管機迎面阻力:頂推力:(2)管材允許頂推力計算(3)頂推力驗算F0=1.137×103kN<Fds=147.076×103kN滿足根據(jù)以上計算，總推力需116T，因此我們選取200T作為設計依據(jù)，主頂油缸選用4臺50T級油缸。根據(jù)現(xiàn)場情況與實際施工經(jīng)驗，采取注漿等減阻措施，滿足頂力的要求3.后背土體穩(wěn)定計算（1）后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當停止頂進，頂力消失，壓縮后背變形隨之消失。這種彈性變形現(xiàn)象是正常的，頂管中，后背不應當破壞，產(chǎn)生不允許的壓縮變形.（2）后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，造成頂進偏差。為了保證頂進質(zhì)量和施工安全，施工時應有后背的強度和剛度計算。（3）后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，要有足夠的強度和鋼度，且壓縮變形要均勻。所以應進行強度和穩(wěn)定性計算。本工程采用混凝土墻和鋼組合后背，這種后背安裝方便.對于DN800管道在工作井及鋼后靠間澆筑60cm厚鋼筋砼后背（6×6.0m），配筋為φ20@150，混凝土采用C30商品混凝土。2塊3×6m的鋼后背（3cm厚鋼板）；后背均設置入基底50cm。安裝時應滿足下列要求：使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3。后背土體穩(wěn)定計算式：P≤FP/KFP-工作井后壁被動土壓力強度P-后靠背最大承受壓強K-工作井穩(wěn)定系數(shù)（取1.2）KP=tg2(45°+Φ/2)γ-土的天然重度（取18.8kN/m3）KP-被動土壓系數(shù)1.80H-工作井的高度12.6mB-后座墻寬度6.0mC-黃土的粘聚力（取35Kpa）Φ-土的內(nèi)摩擦角（取20°）則：FP=1/2*γ*H2*KPFP=1/2*18.8*12.62*1.80=2686.22KpaFP/K=1280.67/1.2=2238.52Kpa)頂進后背壓強計算P=12614.61/（6×6）=350.41Kpa由以上計算得知：P=350.41Kpa＜FP/K=2238.52Kpa，滿足后背土體穩(wěn)定性驗算條件。按上式計算，工作井加固后土體穩(wěn)定性能承受受力＞實際頂力，能滿足要求。對于D1600管道在工作井及鋼后靠間澆筑60cm厚鋼筋砼后背（6×6.0m），配筋為φ20@150，混凝土采用C30商品混凝土。2塊3×6m的鋼后背（3cm厚鋼板）；后背均設置入基底至少50cm。安裝時應滿足下列要求：使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3。后背土體穩(wěn)定計算式：P≤FP/KFP-工作井后壁被動土壓力強度P-后靠背最大承受壓強K-工作井穩(wěn)定系數(shù)（取1.2）KP=tg2(45°+Φ/2)γ-土的天然重度（取18.8kN/m3）KP-被動土壓系數(shù)1.80H-工作井的高度12.6mB-后座墻寬度6.0mC-黃土的粘聚力（取35Kpa）Φ-土的內(nèi)摩擦角（取20°）則：FP=1/2*γ*H2*KPFP=1/2