顶管顶力技术计算

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1、南水北调济南市市区续建配套工程东湖水库输水工程（三标段）济广高速顶管技术指标计算批准：王海滨审核：左兆杰编制：姚中瑞青岛瑞源工程集团有限公司东湖水库输水工程输水管线施工Ⅲ标项目部2016年10月10日目录一、工程简介-1-二、施工方案-3-三、顶力计算-4-四、结论-7-一、工程简介1、位置现状济广高速为双向4车道高速路，现在正在实施拓宽工程，加宽至双向8车道，路面高程约为28.40m。工程位置处道路两侧现状为农田，路基高度约为3.3m。济广高速顶管段管道桩号范围为16+558-16+708，顶管长度为150m。

2、管线与济广高速中心线交角为81.4°。顶管段管道中心线高程为18.20m。2、水文根据地勘资料，工程位置处勘查期间地下水位为19.86—20.07m，设计管顶高程为18.71m，位于地下水位以下。工程位置处现状有现状雨水管道等市政管线，但因该处为顶管施工，埋深较大，其他管线不影响顶管施工。3、地质情况济广高速顶管穿越地层主要为⑤层壤土和⑥1层粘土，局部涉及到①1层壤土、②层轻壤土、②1层(裂隙)粘土、④层壤土和④1层粘土，地质情况良好。①1层壤土(Q4al)：黄褐色，稍湿，可塑，局部硬塑，局部粉粒含量较高，干强度

3、、韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应无；该土层仅在ZK17、ZK35、ZK36、ZK37以及青银高速、济广高速顶管钻孔中揭露，层厚1.2~3.8m，平均层厚2.75m，层顶标高19.39~25.72m。②层轻壤土(Q4al)：黄褐色，稍湿~湿，干强度、韧性低，切面无光泽，摇震反应轻微；该土层分布较连续，层厚0.6~4.8m，平均层厚1.96m。②1层(裂隙)粘土(Q4al)：黄褐色，局部浅灰色，稍湿~湿，可塑，可见发育有裂隙，裂隙宽约2~5mm左右，充填轻壤土及砂壤土；干强度、韧性高，切面有光泽，摇震反应无；该土层

4、分布不连续，层厚0.3~3.5m，平均层厚1.72m。④层壤土(Q4al)：浅灰色~灰色，局部灰褐色、黑灰色，饱和，可塑~软塑，局部硬塑，干强度、韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应无；该土层分布较连续，层厚0.7~4.1m，平均层厚2.03m。④1层粘土(Q4al)：浅灰色~灰色，局部灰褐色、黑灰色，饱和，可塑~软塑，局部硬塑，干强度、韧性高，切面有光泽，摇震反应无；该土层分布不连续，层厚0.7~5.9m，平均层厚2.44m。⑤层壤土(Q4al)：黄褐色，局部浅灰褐色，饱和，可塑，局部偶见姜石，含量约5%，粒径一般

5、0.5~5.0cm，最大超过10cm，干强度、韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应无；该土层分布较连续，层厚0.9~4.9m，平均层厚2.38m，层顶标高7.64~20.19m。⑥1层粘土(Q4al)：黄褐色~褐黄色，饱和，可塑，局部硬塑，见姜石，含量约5~10%，粒径一般1.5~4.0cm，最大超过10cm，干强度、韧性高，切面有光泽，摇震反应无；该土层仅在DH2-1和济广高速顶管钻孔中揭露，层厚1.2~5.0m，平均层厚3.92m，层顶标高6.49~17.54m。4、输水管线与济广高速交叉采用顶管穿越方式通过公路

6、，设计顶管采用DN1600三级钢筋混凝土管内套DN1400螺旋钢管顶管，具体位置见下表：表1济广高速顶管与公路交叉情况表序号桩号穿越公路名称顶管长度（m）顶管深度（m）套管管径（mm）路基宽度（m）备注116+480-16+680济广高速公路20010.94Φ160045原设计216+558-16+708济广高速公路1509.72Φ160045调整后5、顶管高程设计：调整后进洞地面高程25.51米，管底高程17.49米；出洞口地面高程25.11米，管底高程17.49米；穿越济广高速段路面高程28.43米，管底高程

7、17.49米。6、顶工作井的深度主要由设计管底高程决定，管外底高程加上基坑轨道及底板厚度，就是需开挖的坑底标高。工作井顶部高程24.40米，底板厚度为80cm，高程16.70米。综合顶管机具的尺寸及作业要求，顶进坑净空尺寸定为16.0米（长）×8.5米（宽）×7.1米（深）。7、接收坑的净空尺寸为8.5米（长）×6.0米（宽）×7.7（深）。二、施工方案根据工程地质情况，采用泥水平衡顶管施工方法，泥水平衡机械顶管施工的基本原理：顶管机在顶进过程中与它所处土层的地下水压力和土压力处于一种平衡状态；顶管机的排土量与推

8、进所占去的土的体积也处于一种平衡状态。顶管机土仓的压力P如果小于顶管机所处土层的主动土压力Pa时，地面就会产生沉降。反之，如果顶管机在掘进过程中其土仓的压力大于所处土层的被动土压力Pp时，地面就会隆起。如果把顶管机土仓压力值控制在Pa＜P＜Pp这样一个范围内，就能达到土压平衡。一般常把控制土压里P设置在静止吐压力P0±20KPa范围之内。顶管机与周围土体的平衡是动态的，顶