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NEWS AND INFORMATION
19
2017
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湖北支護樁--頂管施工中頂力計算模型
1頂管施工中頂力計算模型
1.1管道上層土壓力
一、模型假設
1、當工具管前面刃腳切入土中，會引起前方土體松動而坍塌，周圍土體也會松動。
2、每一次土體的取出，都是同過挖除工作面范圍內的土體。
3、換出土體，置入工具管。
4、最后由管道替換工具管支撐上面土體。
5、周圍土體與管道一起形成一個超靜定系統。在研究管道頂進阻力時候，按靜力組合模式來分析管道周圍土層對管道的影響力。
影響周圍土層荷載的因素有：a）管道外徑；b）土、管道的剛性；c）土壤的性質；d）管道埋深；e）地下水位及流動狀況；f）頂管項進土層時間等。頂進管道與周圍土層之間的作用關系復雜，簡單通用的公式無法敘述其中的關系。但為說明他們之問的關系，我們可以構造一些近似的解決問題的模型。太沙基（Terzagtfi）等曾經將頂管工程的模型與隧道工程的模型等同，得出了一系列理論。
二、不同情況土壓力值
根據土力學相關理論，頂管管道置入土中，繼續頂進，管道前方土體對管道繼續前進會產生阻力，阻力的大小應根據阻壓力與受力面積大小確定，在此應分為三種情況討論：
第一種：當頂管頂進速度較慢而處于超挖狀態時，管道進入土體的體積小于排出土體的體積，這時管道前方會有坍塌現象而出現沉降。
第二種：當頂管項進速度不快不慢，則不存在超挖，置入土體管道的體積與排出土體的體積相同，這時管道前方土體則不會出現大的變化，而保持相對穩定。
第三種：當項管頂進速度較快，則會出現欠挖，置入土體的管道體積相對排除土體的體積要大，這時相當于土體受到擠壓，管道前方土體會因此而隆起。
頂管頂進前方土體的情況會影響其阻力，相對于三種情況土力學也給出了三種算法。第一種情況下，土體主動壓頂管，按照主動土壓力來計算；第二種情況，按照靜止土壓力來計算；第三種情況應按照被動土壓力來計算；計算方法具體如下：
?。ü艿郎戏竭吘壧幍耐翂毫χ涤胮表示，土的重度為y，管道外徑為D，主動土壓力系數為λ1，靜止土壓力系數為λ0，被動土壓力系數為λ2）。
2頂力影響因素研究分析
制約長距離頂管的一個重要因素是推力陽9'3引，頂管工程的設計施工中，工作坑、管道材料、中繼站、其他設備，都要以頂管頂進阻力的計算結果為依據去選擇，如果頂力超出原有計算結果，很可能會因此而破壞工作坑、后背、管材，甚至可能引起油泵的損壞；如頂力遠小于計算結果，這將會造成極大的浪費，因而頂力計算是項管工程能否成功的重要一步。
頂管施工過程是一個錯綜復雜的力學過程，推動管道在土中前進，各種阻力需要千斤頂來克服，主要分為兩大類：一是工具頭承受前面土體或障礙物帶來的阻力；二是由管道周圍土體壓住管道，當管道運動時給管道周圍的摩擦阻力。在不同土層中頂進管道會有不同的影響因素，這些因素會有一定規律，同時存在特殊。
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