长距离顶管施工中继间的分布 -云顶国际集团游戏app

2016-08-26 16:47:29 编辑：管理员

　 1 的顶力

　　为了留有足够的顶力储备，当顶进的过程中顶力达到中继间顶力的50%时就需要下中继间。
　　中继间油缸的活塞杆直径d =140mm,中继间压力等级为pmax＝31.5mpa。
　　中继间顶力
　　f中＝n×pmax×a （1）
　　=24×31.5×106×π×(0.14/2)2
　　=11632kn

　　2 顶力计算

　　在普通泥水平衡顶管施工中，顶力计算：
　　f =fo+πbcτa l （2）
　　式中：f——总顶力（kn）；
　　fo——初始顶力（kn）；
　　bc——管外径（m）；
　　τa——管子与土之间的剪切摩阻力（kpa）;
　　l——推进长度（m）
　　初始顶力
　　fo＝（pe+pw+δp）πbc2/4 （3）
　　式中：pe——挖掘面前土压力（根据土质情况计算，现阶段管道的埋深一般不会超过20m，考虑排泥不畅等原因，取pe＝200kpa）；
　　pw——地下水的压力（kpa）；
　　δp——附加压力（一般为20kpa）；
　　（4）
　　式中：——管与土之间的粘着力（kpa）；
　　——管与土的摩擦系数（）
　　（5）
　　式中：w——每米管子的重力（kn/m）；
　　t——管壁厚度（m）
　　将式（15）、（14）代入（12）经变换位置后得
　　（6）
　　式中：q——管子顶上的垂直均布荷载（kpa）；
　　a——管子法向土压力取值范围，可参见表
　　q = we + p （7）
　　式中：we——管顶上方的土的垂直荷载（kpa）；
　　p——地面的动荷载（kpa）（现阶段顶管施工的埋深较深，地面的动荷载可以忽略，即取p＝0）
　　（8）
　　r——土的容重
　　c——土的内聚力（kpa）；
　　be——管顶土的扰动宽度（m）
　　ce——土的太沙基荷载系数（土的有效高度）
　　(9)
　　式中：k——土的太沙基侧向土压力系数（k=1）； μ——土的摩擦系数（ μ＝tgφ）
　　(10)
　　式中：bt——挖掘的直径（m）； bt=bc + 0.1
　　在一般的泥水平衡顶管所适应的土质中，根据经验a与c′的取值可参见下表。

　　3 中继间在顶进管道中的分布

　　为了留有足够的顶力储备，当顶力达到中继间最大顶力的一半的时候就要放中继间。
　　f＝0.5f中（11）
　　由式（1）、式（6）和式（11）可得出放第一个中继间距离l1。
　　第一个中继间工作后，主顶的顶力就只有第一个中继间后面管道的摩阻力。
　　即（12）
　　f’=0.5f中（13）
　　由式（12）和式（13）可得第二个中继间和往后的中继间的位置l2。

　　4 工程实例计算分析

　　某工程砂性土根据标惯资料n平均值为7，依据《工程地质手册》标贯值查得砂性土的内摩擦角为29°。砂性土的容重18kn/m3，土的内聚力为11kpa，土与管子的粘着力c’=0,覆土深度为5.5m，地下水位为5m；管外径2400mm，壁厚20mm，每米管子的重力35.06kn/m，取a＝1.0。计算无须考虑地面的动荷载。
　　bt=bc+0.1=2.4+0.1=2.5m
　　q=40.93kpa
　　fo＝（pe+pw+δp）πbc2 /4
　　=(200+50+20)×3.14×2.42/4=1220.832kn
　　=1220.832+38.65l1kn
　　f＝0.5f中
　　即1220.832＋38.65l1＝0.5×11632
　　得第一个中继间的距离是
　　l1=119m
　　由式（12）和（13）得第二个中继间以后的间距为
　　l2=150m
　　施工过程中如果采用注浆减摩，顶力会相应变小，而中继间的间隔也可以相应增加。

　　参考文献
　　1.余彬泉陈传灿顶管施工技术人民交通出版社 1998.8
　　2.朱林海安关峰顶管顶力计算公式辨析

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