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长距离顶管施工中继间的分布
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长距离顶管施工中继间的分布
1中继间的顶力
为了留有足够的顶力储备，当顶进的过程中顶力达到中继间顶力的50%时就需要下中继间。
中继间油缸的活塞杆直径d=140mm,中继间压力等级为Pmax＝31.5MPa。
中继间顶力
F中＝n×Pmax×A（1）
=24×31.5×106×π×(0.14/2)2
=11632kN
2顶力计算
在普通泥水平衡顶管施工中，顶力计算：
F=Fo+πBcτaL（2）
式中：F——总顶力（kN）；
Fo——初始顶力（kN）；
Bc——管外径（m）；
τa——管子与土之间的剪切摩阻力（kPa）;
L——推进长度（m）
初始顶力
Fo＝（Pe+Pw+ΔP）πBc2/4（3）
式中：Pe——挖掘面前土压力（根据土质情况计算，现阶段管道的埋深一般不会超过20m，考虑排泥不畅等原因，取Pe＝200kPa）；
Pw——地下水的压力（kPa）；
ΔP——附加压力（一般为20kPa）；
（4）
式中：——管与土之间的粘着力（kPa）；
——管与土的摩擦系数（）
（5）
式中：W——每米管子的重力（kN/m）；
t——管壁厚度（m）
将式（15）、（14）代入（12）经变换位置后得
（6）
式中：q——管子顶上的垂直均布荷载（kPa）；
a——管子法向土压力取值范围，可参见表
q=We+P（7）
式中：We——管顶上方的土的垂直荷载（kPa）；
P——地面的动荷载（kPa）（现阶段顶管施工的埋深较深，地面的动荷载可以忽略，即取p＝0）
（8）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
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