頂管坑支護(hù)設(shè)計(jì)及計(jì)算(精心整理)

1、明溝污水截流工程頂管工作井施工方案工作坑開挖3£卜D頂管坑支護(hù)設(shè)計(jì)及計(jì)算1.頂管坑支護(hù)設(shè)計(jì)頂管坑結(jié)構(gòu)尺寸（長X寬二LX B）：主干線（D15O0）頂管坑8mx 5m施工 中頂管坑結(jié)構(gòu)尺寸根居檢查井的類型調(diào)節(jié) 開坑尺寸來滿足頂進(jìn)需要，開挖前，根據(jù)頂 坑的管內(nèi)底標(biāo)高，考慮導(dǎo)軌高度、頂管坑底 板厚度等計(jì)算出頂管坑實(shí)際槽底標(biāo)高（H）。 頂管坑采用C25鋼筋砼厚度30cm.在工作 井、接收井分別設(shè)置4 口大口徑降水井進(jìn)行降 水,深度15m,降水時(shí)間30天，保證施工時(shí)工作面 無水。箍筋，混凝土強(qiáng)度等級C25為了頂管工作坑下部鋼架能與鎖口圈梁連接，鎖 口圈梁向下預(yù)留鋼筋接頭，方法是在槽底向下打孔，

2、插入800mn長© 20鋼筋, 間距1000mm預(yù)留鋼筋錨入鎖口長度不小于 400mm坑壁采用格柵掛鋼筋網(wǎng) 片倒掛逆作法，分層開挖，分層錨噴混凝土進(jìn)行支護(hù)，結(jié)構(gòu)厚度為 柵每750mn設(shè)一道，并在坑底設(shè)一道格柵。 焊），間距為1m鋼格柵主筋采用20、 每斷面4根，每榀鋼格柵縱筋與橫筋之間 采用波浪型連接。沿鋼格柵內(nèi)側(cè)主筋外緣 滿鋪6100鋼筋網(wǎng)片，并與主筋焊接成 一體。豎井施工中應(yīng)沿豎井壁設(shè)置“土釘” 長1.5m的20錨桿，呈梅花狀布置，間 隔1.5m,并在噴射混凝土前與網(wǎng)片及鋼格 柵焊接牢固，以滿足結(jié)構(gòu)整體受力的要求， 注意各網(wǎng)片相互搭接坑底要設(shè)一道鋼格 柵，本工程噴射混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度

3、等級為 C20,中粗砂、豆石（粒徑在0.51.0cm） 配比為水泥（PO32.5）砂子豆石=1 22, 速凝劑摻量為水泥重量的5%水泥、砂250mm 格豎向用20鋼筋連接（采用搭接WK*.- 乂工 _F福，十1I'"-V根頂管坑上部設(shè)鎖口圈梁，圈梁寬 800mm 高500mm圈梁采用1620為主筋，8200250mm厚。噴射前必須穿雨衣，帶L-子豆石和速凝劑采用人工攪拌，混合料要隨拌隨用，不摻速凝劑的干料其存 放時(shí)間不應(yīng)超過45分鐘，噴射作業(yè)應(yīng)分層，分片分段依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng) 自上向下，沿水平方向螺旋式移動(dòng)，回旋直徑應(yīng)為 300mn左右，一圈壓半圈， 一次噴射厚度不得大于1

4、00mm分三層噴滿，每次噴1m不得在一處堆積，要 求噴射密實(shí)不得露筋，錨噴厚度不得小于 膠皮手套，戴防護(hù)眼鏡和防塵口罩，噴 射前必須檢查設(shè)備，材料是否齊全完好。 噴射時(shí)管道不準(zhǔn)有死彎，非操作人員不 得在附近停留，噴槍在任何情況下嚴(yán)禁 對人。噴射機(jī)司機(jī)必須做到開始時(shí)先送 風(fēng)，再開機(jī)，再供料，結(jié)束時(shí)應(yīng)待料噴 完后再關(guān)風(fēng)。向噴射機(jī)供料應(yīng)連續(xù)均勻，噴射機(jī)的工作風(fēng)壓滿足噴頭處機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，料具內(nèi)應(yīng)保持有足夠的料， 的壓力在0.1Mpa左右，噴射作業(yè)完畢或因故中斷時(shí)必須把噴射機(jī)和運(yùn)料管內(nèi) 的積料清理干凈。噴射時(shí)施工操作遵守以下規(guī)定：噴射時(shí)經(jīng)常保持噴頭有良 好的工作性能；噴頭與受噴面保持垂直，保持在0.6

5、1.0m的距離，噴射混凝土?xí)r需控制好水灰比，保持混凝土表面平整，每次開挖噴射混凝土前，應(yīng) 將前次噴射混凝土的接茬部位鑿毛，清除表面粘附的泥土，以保障接茬處混 凝土的密實(shí)。頂管坑設(shè)置130a工字鋼環(huán)撐一道，位置在坑口下2.5m處，八字斜撐四角 滿布與環(huán)撐滿焊。工作井施工完畢比后，澆筑C30鋼筋砼靠背墻，高3埋入底板1m厚 0.75m,寬 4m（錨噴混凝土頂管工作坑圈梁詳見下圖：錨噴混凝土頂管工作坑結(jié)構(gòu)平 剖面圖、格柵配筋圖）。B=45007Z.> -并、r 'A .45度角斜撐長3米，"八"字角度為45度與環(huán)撐接點(diǎn)滿焊土凝混噴5錨2CON度厚J-T> -

6、-i_r-iz I宀；v5工字鋼導(dǎo)軌l303m7H、/ / /枕木絕瀝awBii800mM 500mr鋼筋砼頂圈梁.A 、'$ TA、,1.2吋錨桿入土 1.5m' /；1.2吋鋼管錨桿X / / 、 '鋼筋格柵.宀/ I !錨噴墻中部設(shè)一道榀架工字鋼盤撐0 20連接鋼筋9 b叭 w a |IBIBII100X 1001鋼筋網(wǎng)片/ X* «1110 8200電 160 20*z圈梁配筋圖6鋼筋網(wǎng)片規(guī)格100X 100厚300mm鋼筋混凝土封底單位：mm豎井結(jié)構(gòu)剖面施工圖1.2吋鋼管錨桿iieJHir/ /J/ / /1.5m長 20錨桿，間距/ 1.5m,梅花

7、狀布置13柵格鋼架圖OO rj柵格配筋圖柵格斷面柵格鋼架間距0.5m,長度2m;鋼架之間采用波浪形連接；縱向連接筋中20，間距1m內(nèi)層放置鋼筋網(wǎng)$6, 100X100，內(nèi)外層放置。2.頂管坑支護(hù)計(jì)算計(jì)算模型的建立對于鋼筋混凝土格柵梁和工字鋼環(huán)撐的驗(yàn)算采用 1/2分擔(dān)法， 即每道梁或撐承擔(dān)其控制范圍內(nèi)土壓力的作用。 其中對鋼筋混凝土 格柵梁假定為兩端固定，工字鋼環(huán)撐梁為四支點(diǎn)連續(xù)梁。1) 鋼筋混凝土格柵梁配筋及結(jié)構(gòu)尺寸抗彎性驗(yàn)算：本工作坑-5.5m至-6.5m的位置為頂管坑后背承受壓力最大的部位，因此該范圍的鋼筋混凝土格柵是計(jì)算檢驗(yàn)的重點(diǎn)。故選取-6m位置，格柵層高為b=0.24m的鋼筋混凝土格

8、柵梁進(jìn)行計(jì)算：-6m位置的主動(dòng)土壓力為：Y 2( C 町 (tea nHtg 45 -一 2Ctg 45 一一V 2丿 U 2丿Ll" 42L2>d3.18xtgf45”-一Li3.756KN /m22丿I 2丿2 =20 X 6 X tg 45 -鋼筋混凝土格柵梁所受均布載荷為：q =eaXh =13.756X 0.24 =3.301 KN /m鋼筋混凝土格柵梁實(shí)際承受最大彎距為：1 2 1 2Mrnax =ql2 =一3.301 咒 9.62 =12.676KN -m2424l格柵（頂管工作坑）的長度=9.6m鋼筋混凝土格柵最大計(jì)算彎距為（正截面受彎承載力計(jì)算模型）：M =

9、 fcmbXh。- x/2）+ fyAs（h0 - as）=69.94kN m2式中：fcm=9.6N/mm混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值c20；（按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2000）' 2fy 7 300N/mm鋼筋抗拉（壓）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；（按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2000）as 受壓格柵主筋至錨噴墻表距離；ho格柵截面有效高度（格柵受拉筋至土層距離）；b格柵截面的寬度（格柵縱筋豎直間距 +20mm；1 1=:r I-JIAs受拉區(qū)鋼筋截面面積（2根）；X混凝土受壓區(qū)高度；b =220 + 20 = 240mm：% =200+25+10= 235mm;as =25 +10

10、= 35mmA =As =2 咒 3.14 咒 102 =628mm2Ix = 2as =70mmM max 吒 M 鋼筋混凝土格柵梁配筋及結(jié)構(gòu)尺寸符合抗彎要求。2）鋼筋混凝土格柵梁配筋及結(jié)構(gòu)尺寸變形驗(yàn)算：鋼筋混凝土格柵梁所受最大變形（受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算模型）為:Z ql1.15258 + 0.2+ 士0竺 1+3.5x0.74 = 6.95 Mpa 式中：3.301>d03 x9.641 . 門 lf = 0.01m =1 < l =384Bs 384咒6.95咒10Es =2.0咒10 N/mm鋼筋彈性模量960250鋼筋混凝土格柵梁配筋及結(jié)構(gòu)尺寸符合變形要求。其中：鋼筋混凝土格

11、柵梁（受彎構(gòu)件）短期剛度：B _EsAsh；1.1刖 +0.2 + 也1+3.5Yf裂縫間縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)鋼筋與混凝土的彈性模量的比值縱向受拉鋼筋配筋率：P =乓0.65X1.78屮=1.1 =1.1 =0.58PteSk0.013X172.42咒105“a E =7.12&104628mm20.65ftk=0.011bho 240mmx 235mm受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值：Y 'f =空=0.74270有效受拉混凝土截面面積的縱向受拉鋼筋配筋率：C628Re =0.013200x240按載荷短期效應(yīng)組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力的等效M k22.13

12、kN m2 = 172.4 Mpa0.87h0 As 0.87X235mmx 628mm3）工字鋼環(huán)撐梁計(jì)算工字鋼環(huán)撐梁為四支點(diǎn)連續(xù)梁，梁長 9m-2.5m位置土壓力為：ea =他 245 J；應(yīng)力：b skr © 40、""Q 40、嚴(yán)- 2丿O"選45 -1 2丿工字鋼環(huán)撐梁所受最大均布載荷為：2.5m 位置：q =ea 咒 h =1.4咒 0.3 =0.42KN /m-1.4KN /m2= 20X2.5%-|-2Ctgf45-q2丿3(2丿2咒102 天628咒2352工字鋼環(huán)撐梁所受最大彎距為：-2.5m 位置：Mrnax =0.14ql12 =

13、0.14x0.42x92 =4.76KN rnI 30工字鋼的抗彎截面系數(shù)：Wz = 472.3cm3校核工字鋼環(huán)撐梁的正應(yīng)力強(qiáng)度：-4 m 位置：CT max = 26.84 Mp a < tr = 160M paWz滿足正應(yīng)力強(qiáng)度條件。、安全技術(shù)措施施工前應(yīng)制定安全技術(shù)防護(hù)措施，并對頂管工程的作業(yè)人員進(jìn)行安全技 術(shù)操作培訓(xùn)學(xué)習(xí)后，方可進(jìn)行施工。要有詳細(xì)的安全交底單，一式三份，施 工員、安全員、施工隊(duì)三方簽字有效。一）工作坑1） 開挖工作坑土方前應(yīng)按安全技術(shù)交底要求了解地下管線、人防等構(gòu)筑 物的情況，按要求坑探，掌握管線、構(gòu)筑物的具體位置。作業(yè)中應(yīng)避開管線 和構(gòu)筑物。2）開挖工作坑土方作業(yè)前必須檢查工作坑周圍場地，場地應(yīng)符合排管、 運(yùn)管、吊運(yùn)、出土、排水、防汛的安全要求。3）分層開挖并及時(shí)分層支撐。支撐前必須檢查坑壁土體的穩(wěn)定性，確認(rèn) 安全。4）工作坑必須按安全技術(shù)交底要求安裝支撐。安裝工作坑支撐時(shí)必須設(shè) 專人指揮。工作坑四壁支撐框架必須牢固，支撐結(jié)構(gòu)必須符合安全技術(shù)交底 的要求。前方管口可拆卸支撐板必須使用整板。5）頂管工作坑支撐時(shí)，鋼梁下料長度應(yīng)準(zhǔn)確，水平撐的