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×寬=L×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(biāo)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(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1620為主筋，8200箍筋，混凝土強度等級C25。為

2、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，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?？颖诓捎酶駯艗熹摻罹W(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1.5 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)片及鋼格

3、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0.51.0cm）配比為水泥（PO32.5）: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開始時先送風(fēng)，再開機，再供料，結(jié)束時應(yīng)待料噴完后再關(guān)風(fēng)。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(fēng)壓滿足噴頭處的壓力在0.1Mpa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0.61.0m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

5、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I30a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=4500L=7500豎井結(jié)構(gòu)剖面施工圖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(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)尺寸抗彎性驗算：本工作坑

6、-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=0.24m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=9.6m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：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）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（GB50010-2000）受壓格柵主筋至錨噴墻表距離；格柵截面有效高度（格柵受拉筋至土層距離）；b格柵截

7、面的寬度（格柵縱筋豎直間距+20mm）；As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： 鋼筋彈性模量裂縫間縱向鋼筋應(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：受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值：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：3）工字鋼環(huán)撐梁計算工字鋼環(huán)撐梁

8、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：工字鋼環(huán)撐梁所受最大彎距為：-2.5m位置：30工字鋼的抗彎截面系數(shù)：校核工字鋼環(huán)撐梁的正應(yīng)力強度：-4m位置：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(xùn)學(xué)習(xí)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。圈梁和立梁接觸時，立梁上必須有托。橫撐和八字的外角必須焊防滑角鐵。三、