顶管坑支护设计及计算

1、明沟污水截流工程顶管工作井施工方案 工作坑开挖 顶管坑支护设计及计算1.顶管坑支护设计顶管坑结构尺寸（长x宽=LXB）：主干线（D1500）顶管坑8mX 5m。施工中 顶管坑结构尺寸根居检查井的类型调节开坑尺寸来满足顶进需要，开挖前，根 据顶坑的管内底标高，考虑导轨高度、顶管坑底板厚度等计算出顶管坑实际槽底 标高（H） o顶管坑采用C25钢筋碎厚度30cm.在工作井、接收井分别设置4 口大口径降 水井进行降水，深度15m,降水时间30天，保证施工时工作面无水。根顶管坑上部设锁口圈梁，圈梁宽800mm,高500mm,圈梁采用16中20为主 筋，08 200箍筋，混凝土强度等级C25O为了顶管工作

2、坑下部钢架能与锁口圈梁 连接，锁口圈梁向下预留钢筋接头，方法是在槽底向下打孔，插入800nlm长4）20 钢筋，间距lOOOmmo预留钢筋锚入锁口长度不小于400mm。坑壁采用格栅挂钢筋网 片倒挂逆作法，分层开挖，分层锚喷混凝土进行支护，结构厚度为250mm,格栅每 750nlm设一道，并在坑底设一道格栅。竖向用0 20钢筋连接（采用搭接焊），间距 为1m。钢格栅主筋采用中20、每断面4根，每根钢格栅纵筋与横筋之间采用波浪型 连接。沿钢格栅内侧主筋外缘满铺中6100钢筋网片，并与主筋焊接成一体。竖井施工中应沿竖井壁设置“土钉”长L5 m的 020锚杆，呈梅花状布置，间隔1.5 m,并在喷射混凝

3、土前与网片及钢格栅焊接牢 固，以满足结构整体受力的要求，注意各网片相互搭接坑底要设一道钢格栅，本工程 喷射混凝土设计强度等级为C20,中粗砂、豆石（粒径在1. 0cm）配比为水泥（） 砂子豆石=122,速凝剂掺量为水泥重量的5%,水泥、砂子豆石和速凝剂采用人工搅 拌，混合料要随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不应超过45分钟，喷射作业 应分层，分片分段依次进行，喷射顺 序应自上向下，沿水平方向螺旋式移动，回旋直 径应为300mm左右，一圈压半圈，一次喷射厚度不得大于100mm分，三层喷满，每 次喷1m,不得在一处堆积，要求喷射密实不得露筋，锚喷厚度不得小于250mm厚。 喷射前必须穿雨衣，带

4、胶皮手套，戴防护眼镜和防尘口罩，喷射前必须检查设备，材 料是否齐全完好。喷射时管道不准有死弯，非操作人员不得在附近停留，喷枪在任何情况下严禁对人。喷射机司机必须做到开始时先送风，再开 机，再供料，结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续均匀，机器正常运转 时，料具内应保持有足够的料，喷射机的工作风压满足喷头处的压力在左右，喷射作 业完毕或因故中断时必须把喷射机和运料管内的积料清理干净。喷射时施工操作遵守 以下规定：喷射时经常保持喷头有良好的工作性能；喷头与受喷面保持垂直，保持 在1.0m的距离，喷射混凝土时需控制好水灰比，保持混凝土表面平整，每次开挖喷射混凝土前，应将前次喷 射混凝土的接茬

5、部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保障接茬处混凝土的密实。顶管坑设置130a工字钢环撑一道，位置在坑口下2. 5m处，八字斜撑四角满布 与环撑满焊。工作井施工完毕比后，浇筑C30钢筋碎靠背墙，高3m,埋入底板1m,厚，宽 4mo （锚喷混凝土顶管工作坑圈梁详见下图：锚喷混凝土顶管工作坑结构平剖面图、 格栅配筋图）。B=4500蛰意示S列平陶结井作工管顶上疑屈啧a45度角斜撑长3米，八字角度为45度与环撑接点满焊撑环圈L工字钢导轨I303m植2 口寸锚杆入土1. 5m1口6 8200G16 6 20二;圈梁配筋工字钢盘 撑锚喷墙中部设一道根n6 20连接钢looximoom 钢筋 网片.5m长20

6、锚 1/弁,5哨睡花状布/置6钢筋网片,规格 100X100厚300mm,钢筋混凝土封 底单位:Him竖井结构剖面施工 图栅格断面栅格钢架间距0.5m,长度2m；钢架之间采用波浪形连 接；纵向连接筋20,间距内层放置钢筋网6,3looxioo ,内外层放置。栅格钢架图2.顶管坑支护计算计算模型的建立对于钢筋混凝土格栅梁和工字钢环撑的验算采用1/2分担法，即每道梁 或撑承担其控制范围内土压力的作用。其中对 钢筋混凝土格栅梁假定为两端固定，工字钢环撑梁为四支点连续梁。1）钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸抗弯性验算：本工作坑-5.5m至-6.5m的位置为顶管坑后背承受压力最大的部位，因此该范 围的钢筋

7、混凝土格栅是计算检验的重点。故选取-6m位置,格栅层高为b二的钢筋混凝土格栅梁进行计算:-6m位置的主动土压力为：钢筋混凝土格栅梁所受均布载荷为：钢筋混凝土 格栅梁实际承受最大弯距为：，一一格栅（顶管工作坑）的长度=钢筋混凝土格栅最大计算弯距为（正截面受弯承载力计算模型）：一式中：，混凝土强度设计值c20；（按混凝土结构设计规范（GB50010-2000） 钢筋抗拉（压）强度设计值；（按混凝土结构设计规范(GB50010-2000)受压格栅主筋至锚喷墙表距离;川一一格栅截面有效高度（格栅受拉筋至土层距离）；b格栅截面的宽度 （格栅纵筋竖直间距+20mm） ； As受拉区钢筋截面面积（2根）；X

8、混凝土受压区高度；钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸符合抗弯要求。2）钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸变形验算：钢筋混凝土格栅梁所受最大变 形（受弯构件挠度验算模型）为：钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸符合变形 要求。其中：钢筋混凝土格栅梁（受弯构件）短期刚度：式中：52Es2.0 10 N / mm钢筋弹性模量0. 65 ftk 0. 65 1. 78裂缝间纵向钢筋应变不均匀系1.11. 1 0. 58 te sk 0. 013数172.4钢筋与混凝土的弹性模量的比&E27 1值2 8飞 628mnr纵向受拉钢筋配筋率：/240mm受拉翼缘面积与腹板有效面积的比-0. 74信.f 2.70有

9、效受拉混凝土截面面积的纵向受拉钢筋配筋率按载荷短期效应组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力的等效应力:Mk0. 87ho22.13kN m172. 4Mpa0. 87 235mm 628mm，3）工字钢环撑梁计算 工字钢环撑梁为四支点连续梁，梁长9mo -2. 5m位置 土压力为：工字钢环撑梁所受最大均布载荷为：2. 5m 位置：q eah 1.4 0. 3 0. 42KN /m工字钢环撑梁所受最大弯距为：-2. 5m 位置：M max 0. 14qlr 0. 14 0. 42 9= 4. 76KN mI 30工字钢的抗弯截面系数：Wz 472. 3cm。校核工字钢环撑梁的正应力强度:-

10、4m位置:满足正应力强度条件。-26.84" -z 160Mpa、安全技术措施施工前应制定安全技术防护措施，并对顶管工程的作业人员进行安全技 术操作培训学习后，方可进行施工。要有详细的安全交底单，一式三份，施 工员、安全员、施工队三方签字有效。一）工作坑1）开挖工作坑土方前应按安全技术交底要求了解地下管线、人防等构筑物的情 况，按要求坑探，掌握管线、构筑物的具体位置。作业中应避开管线和构筑物。2）开挖工作坑土方作业前必须检查工作坑周围场地，场地应符合排管、运管、 吊运、出土、排水、防汛的安全要求。3）分层开挖并及时分层支撑。支撑前必须检查坑壁土体的稳定性，确认安全。4）工作坑必须按安全技术交底要求安装支撑。安装工作坑支撑时必须设专人指 挥。工作坑四壁支撑框架必须牢固，支撑结构必须符合安全技术交底的要求。前方 管口可拆卸 支撑板必须使用整板。5）顶管工作坑支撑时，钢梁下料长度应准确，水平撑的四脚不得有空隙，如因 钢梁的长度不够时，接缝要双面焊，必须焊加强板，严禁搭接。圈梁和立梁接触 时，立梁上必须有托。横撑和八字的外角必须焊防滑角铁。三、冬季防护措施由于采用的是