頂管坑支護設(shè)計及計算

1、明溝污水截流工程頂管工作井施工方案工作坑開挖頂管坑支護設(shè)計及計算1. 頂管坑支護設(shè)計頂管坑結(jié)構(gòu)尺寸（長X寬=LX B）:主干線（D1500）頂管坑8m 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 寸來滿足頂進需要，開挖前，根據(jù)頂坑的管內(nèi) 底標高，考慮導(dǎo)軌高度、頂管坑底板厚度等計算出頂管坑實際槽底標高（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 口大口徑降水井進行降水， 深度15m,降水時間30天，保證施工時工作面無水。根頂管坑上部設(shè)鎖口圈梁，圈梁寬800mm高500mm圈梁采用162 0為主筋，8 200箍筋， 混凝土強度等級 C25。為了頂管工作坑下

2、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，插入800mm 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，分層錨噴混凝土進行支護，結(jié)構(gòu)厚度為250mm格柵每750mm設(shè)一道，并在坑底設(shè)一道格柵。豎向用20鋼筋連接（采 用搭接焊），間距為 伽鋼格柵主筋采用 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1.5 m的 20錨桿，呈梅花狀布置，間隔 1.5 m，并 在噴射混凝土前與網(wǎng)片

3、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)計強度等級為 C20,中粗砂、豆石（粒 徑在1.0cm）配比為水泥（）？砂子？豆石=1?2?2,速凝劑摻量為水泥重量的 5%水泥、砂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，分片分段依次進行，噴射順序應(yīng)自上向下，沿水平方向螺旋式移動，回旋 直徑應(yīng)為300mm左右，一圈壓半圈，一次噴射厚度不得大于100mm分三層噴滿，每次噴1m,不得在一處堆積，要求噴射密實不得露筋，錨噴厚度不得小于250mm厚。噴射前必須穿雨衣，帶膠皮手套

4、，戴防 護眼鏡和防塵口罩，噴射前必須檢查設(shè)備， 材料是否齊全完好。噴射時管道不準有死彎 非操作人員不得在附近停留，噴槍在任何情 況下嚴禁對人。噴射機司機必須做到幵始時 先送風，再幵機，再供料，結(jié)束時應(yīng)待料噴 完后再關(guān)風。向噴射機供料應(yīng)連續(xù)均勻， 機 器正常運轉(zhuǎn)時，料具內(nèi)應(yīng)保持有足夠的料，噴射機的工作風壓滿足噴頭處的壓力 在左右，噴射作業(yè)完畢或因故中斷時必須把噴射機和運料管內(nèi)的積料清理干凈。 噴射時施工操作遵守以下規(guī)定：噴射時經(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1.0m的距離，噴射混凝土時需控制好水灰比，保持混 凝土表面平整，每次幵挖噴射混凝土前，應(yīng)將前次噴射混凝土的接茬

5、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。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3m埋入底板im厚，寬（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=4500圖意示面剖平構(gòu)結(jié)井作工管頂土凝混噴錨45度角斜撐長3米，"八"字角度為45度與環(huán)撐接點滿焊051度厚 土凝混噴撐斜PZ 、01.2吋錨桿入土 1.5m鋼筋格柵800mM 500m鋼筋砼頂圈梁厚300mm鋼筋混凝土封底世$*t十*1時,11.2吋鋼管錨桿錨噴墻中部設(shè)一

6、道榀架工字鋼盤撐0 20連接鋼筋100X 100!鋼筋網(wǎng)片1.5m 20錨桿，間距0 8200"2"圈梁配筋圖160 201.5m,梅花狀布置6鋼筋網(wǎng)片規(guī)格100X 100單位：mm豎井結(jié)構(gòu)剖面施工圖柵格鋼架圖蹬筋蹬筋耳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20,間距im內(nèi)層放置 鋼筋網(wǎng)| 6, 100X100，內(nèi)外層放置。2.頂管坑支護計算計算模型的建立對于鋼筋混凝土格柵梁和工字鋼環(huán)撐的驗算采用1/2分擔法，即每道梁或撐承擔其控制范圍內(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)撐梁為四支點連續(xù)梁。1）鋼筋混

7、凝土格柵梁配筋及結(jié)構(gòu)尺寸抗彎性驗算：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算檢驗的重點。故選取-6m位置，格柵層高為b二的鋼筋混凝土格柵梁進行計算：-6m位置的主動土壓力為：鋼筋混凝土格柵梁所受均布載荷為：鋼筋混凝土格柵梁實際承受最大彎距為:格柵（頂管工作坑）的長度二鋼筋混凝土格柵最大計算彎距為（正截面受彎承載力計算模型）式中：2fcm 9.6N/mm混凝土強度設(shè)計值c20;（按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2000）' 2fy fy 300N/mm鋼筋抗拉（壓）強度設(shè)計值；（按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-200

8、0）as受壓格柵主筋至錨噴墻表距離；h0 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；I -F,:=.3 rflAs受拉區(qū)鋼筋截面面積（2根）;X混凝土受壓區(qū)高度；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)尺寸變形驗算：鋼筋混凝土格柵梁所受最大變形（受彎構(gòu)件撓度驗算模型）為: 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:鋼筋混凝土格柵梁（受彎構(gòu)件）短期剛度:式中:Es 2.0 105 N/mm2鋼筋彈性模量裂縫間縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)1.10.65 ftkte1.1sk°65 化 0.580.013 1

9、72.4鋼筋與混凝土的彈性模量的比值aE2 1052.8 1047.1縱向受拉鋼筋配筋率:As2628mmbho0.011240mm 235mm受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值:2000.74f 270有效受拉混凝土截面面積的縱向受拉鋼筋配筋率按載荷短期效應(yīng)組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力的等效應(yīng)力：sk22_kNjm_2 仃 2.4Mpa0.87h0 As 0.87 235mm 628mm3）工字鋼環(huán)撐梁計算工字鋼環(huán)撐梁為四支點連續(xù)梁，梁長9m-2.5m位置土壓力為:工字鋼環(huán)撐梁所受最大均布載荷為:2.5m 位置：q ea h 1.4 0.30.42KN /m-2.5m位置：Mma

10、x0.14ql120.14 0.42 92 4.76KN m工字鋼環(huán)撐梁所受最大彎距為:I 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)力強度：-4m位置:maxmaxWz26.84Mpa160Mpa滿足正應(yīng)力強度條件二、安全技術(shù)措施施工前應(yīng)制定安全技術(shù)防護措施， 并對頂管工程的作業(yè)人員進行安全技 術(shù)操作培訓學習后，方可進行施工。要有詳細的安全交底單，一式三份，施 工員、安全員、施工隊三方簽字有效。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、 運管、 吊運、出土、排水、防汛的安全要求。3）分層開挖并及時分層支撐。 支撐前必須檢查坑壁土體的穩(wěn)定性， 確認安全。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，鋼梁下料長度應(yīng)準確，水平撐的四腳不得有空隙，如 因鋼梁的長度不夠時，接縫要雙面焊，必須焊加強板，嚴禁搭接。圈梁和立梁接