PAGEPAGE26一、基本情况二十一号路再生水管道工程中顶1～顶2节点间中水管道穿越外环河及环线中水管道采用顶管，管径为1650cm，内穿DN1000钢管，顶进长度为115m，埋深8.4m，我项目部计划60个工作日完成此段顶管施工（施工计划详见附表）。二、顶管施工方法图2.1施工工艺流程图图2.2顶管施工断面图1.施工计算1.1工作坑的尺寸计算1.1.1工作坑的宽度计算：W=D1+2B+2b式中W—工作坑底部宽度(m)D1—管道外径(m)2B+2b—管道两侧操作空间及支持厚度。1.1.2工作坑的长度计算：L=L1+L2+L3+L4+L5式中L—矩形工作坑的底部长度(m)；L1—工具管长度。当采用管道第一管为工具时，钢筋混凝土管不宜小于0.3m；金属管不宜小于0.6ｍ。L2—管节长度(m)；L3—出土工作长度(m)；L4—千斤顶长度(m)；L5—顶管后背的总厚度(m)；1.1.3工作坑的深度计算：H1=h1+h2+h3式中H1—顶进坑地面至坑底的深度(m)；h1—接收坑地面至坑底的深度(m)；h2—管道外缘底部至导轨地面的高度(m)；h3—基础及其垫层的厚度。但不应小于该初井室的基础及垫层厚度(m)。1.1.4根据管径、埋深及以上公式，计算可得其尺寸如下：主顶坑（d1650）7m×4m接收坑（d1650）6m×4m。1.2本工程基坑深度为8.6m摆布，此处的土为粘性土,可以采用“等值梁法”进行强度验算。首先进行最小入土深度的确定：确定土压力强度等于零的点离挖土面的距离y，由于在此处的被动土压力等于墙后的自动土压力即：如图6.3.3图1.3式中：Pb——挖土面处挡土结构的自动土压力强度值，按郎肯土压力理论进行计算即——土的重力密度此处取18KN/m3——修正过后的被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后的土破坏棱柱体向下挪动，使挡土结构对本地货生向上的摩擦力，从而使挡土结构后的被动土压力有所减小，因而在计算中考虑支持结构与土的摩擦作用，将支持结构的被动土压力乘以修正系数，此处φ=28°则K=1.78——自动土压力系数经计算y=1.5m挡土结构的最小入土深度t0:x可以根据P0和墙前被动土压力对挡土结构底端的力矩相等来进行计算：挡土结构下端的实践埋深应位于x之下，所以挡土结构的实践埋深应为：k2——经验系数（此处取1.2）经计算：根据抗倾覆不变的验算，36号工字钢需入土深度为3.5m，实践入土深度为3.8m，36号双合工字钢需入土深度为5m，实践入土深度为5.5m，故：能满足滑动不变性的要求1.3支持结构内力验算自动土压力：被动土压力：最初一部支持支在距管顶0.5m的地方，36b工字钢所承受的最大剪应力d=12mm,经计算36b工字钢所承受的最大正应力经过计算可知此支持结构是安全的。1.4管涌验算：基坑开挖后，基坑周围打大口井，在进出洞口的地位，可降低地下水按距坑底1米计算，地下水构成水头差，使地下水由高处向低处渗流，坑底下的土浸透在水中，土里可能处于浮动形状，坑底会产生管出景象，为避免此类变乱的发生，必须满足以下条件t——挡土结构的入土深度此处为3.8m（由抗倾覆不变性验算所得3.5m，实践为3.8m）——地下水位至坑底的距离此处为1m——地下水重力密度此处为1KN/m3——土的浮重力密度此处为19KN/m3——抗管涌安全系数普通取经计算因而此处不会发生管出景象。1.5顶力的计算工程采取注浆减阻的方式来降低顶力。考虑到顶管长距离顶进中摩擦力为次要阻力，正面土体被动土压力影响小，故忽略不计。例如：ф2000注浆后总顶力为：F=F0+f0LF0=αPeπD2/4f0=(πDq+W)u’+πDC’F——总顶力(kN)；F0——初始顶力(kN)；f0——每米管与土的综合摩擦阻力；α——综合系数，取1.5；Pe——土仓压力（kPa）;q——管周边的均布荷载；L——最大顶进长度，取最长150mD——管外径，ф2000管外径为2.4mu’——管与土的摩擦系数（u’=tan（φ/2））;φ——土的内摩擦角，取15W——每米管子的重力（kN/m）;C’——管与土之间的粘着力（kPa）.算得F=6300KN1.6后背的计算式中：K——不变系数；Kp——被动土压力系数=tan2（45o+φ/2）;φ——土的内摩擦角，取20;r——平均土的自然重度；B——后背宽度(m);P——最大顶力值；h1——地面至后背墙顶部的深度(m);h2——后背墙的高度(m);h3——工作坑地面至桩尖的深度(m)算得，K=2