r——土的容重
c——土的内聚力(kPa);
Be——管顶土的扰动宽度(m)
Ce——土的太沙基荷载系数(土的有效高度)
(9)
式中:K——土的太沙基侧向土压力系数(K=1); μ——土的摩擦系数( μ=tgφ)
(10)
式中:Bt——挖掘的直径(m); Bt=Bc + 0.1
在一般的泥水平衡顶管所适应的土质中,根据经验a与C′的取值可参见下表。
3 中继间在顶进管道中的分布
为了留有足够的顶力储备,当顶力达到中继间最大顶力的一半的时候就要放中继间。
F=0.5F中 (11)
由式(1)、式(6)和式(11)可得出放第一个中继间距离L1。
第一个中继间工作后,主顶的顶力就只有第一个中继间后面管道的摩阻力。
即 (12)
F’=0.5F中 (13)
由式(12)和式(13)可得第二个中继间和往后的中继间的位置L2。
4 工程实例计算分析
某工程砂性土根据标惯资料N平均值为7,依据《工程地质手册》标贯值查得砂性土的内摩擦角为29°。砂性土的容重18kN/m3,土的内聚力为11kPa,土与管子的粘着力C’=0,覆土深度为5.5m,地下水位为5m;管外径2400mm,壁厚20mm,每米管子的重力35.06kN/m,取a=1.0。计算无须考虑地面的动荷载。
Bt=Bc+0.1=2.4+0.1=2.5m
q=40.93kPa
Fo=(Pe+Pw+ΔP)πBc2 /4
=(200+50+20)×3.14×2.42/4=1220.832kN
=1220.832+38.65L1kN
F=0.5F中
即1220.832+38.65L1=0.5×11632
得第一个中继间的距离是
L1=119m
由式(12)和(13)得第二个中继间以后的间距为
L2=150m
施工过程中如果采用注浆减摩,顶力会相应变小,而中继间的间隔也可以相应增加。
参考文献
1.余彬泉 陈传灿 顶管施工技术 人民交通出版社 1998.8
2.朱林海 安关峰 顶管顶力计算公式辨析