1.顶力计算
（1）计算的通用公式。顶管的顶力可按下式计算：
式中 P——计算的总顶力，kN；
γ——管道所处土层的重力密度，kN/m3；
D1——管道直径，m；
H——管道顶部以上覆盖土层的厚度，m；
φ——管道所处土层的内摩擦角；
ω——管道单位长度的自重，kN/m；
L——管道的计算顶进长度，m；
f——顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可按表5.3所列；
PF——顶进时，工具管的迎面阻力，kN，其取值宜按不同顶进方法由表5.4所列计算。
表5.3 顶进时管道与其周围土层的摩擦系数
顶管的应力应大于工具管的迎面阻力，管道周围土压力对管道产生的阻力以及管道自重与周围土层产生阻力之合。即
表5.4 顶进时工具管迎面阻力PF的计算公式
注 表中Dav为工具管刃脚挤压喇叭口的平均直径，m；t为工具管理体制刃脚厚度或挤压喇叭口的平均宽度，m；R为手工掘进顶管的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压管法的挤压阻力，前者可采用500kN/m2；a为网格截面参数，可取0.6～1.0。
式中 P——计算的总顶力，kN；
P1——顶进时管道单位长度上周围土压力对管道产生的阻力，kN；
P2——顶进时管道单位长度的自重与其周围土层之间产生的阻力，kN；
L——管道的计算顶进长度，m；
PF——顶进时工具管的迎面阻力，kN。
影响顶力的因素很多，主要包括土的稳定性及覆盖厚度，地下水的影响，管道的材料、重量，顶进的方法和操作的熟练程度，顶力计算方法和选用，顶进长度的计算，减阻措施以及经验，等等。在这些因素中，土层的稳定性、覆盖土层的厚度和顶力计算方法的选用尤为突出，而且彼此具有密切的关系。
（2）估算。顶力估算采用经验公式，目前常用的方法有两种。
1）一种经验公式为
式中 P——顶力，kN；
D0——管子外径，m；(www.xing528.com)
L——管子顶进长度，m。
2）第二种经验公式包括两种情况，分别为：
a.黏土、天然含水量的砂土、人工挖土形成打拱顶管用下式计算：
式中 P——顶力，kN；
W——待顶管段全部重量，kN。
b.适用于含水量较低的砂质土、砂砾、回填土、人工挖土不形成拱顶管采用下式计算：
式中 P——顶力，kN；
W——待顶管段全部重量，kN。
2.顶进设备
（1）千斤顶（也称顶镐）。千斤顶是掘进顶管的主要设备，目前多采用液压千斤顶。常用千斤顶性能见表5.5。
表5.5 千斤顶性能表
图5.23 千斤顶布置方式
1—千斤顶；2—管子；3—顺铁
千斤顶在工作坑内的布置与采用个数有关，如图5.23所示。如一台千斤顶，其布置为单列式，应使千斤顶中心与管中心的垂线对称。使用多台并列式时，其布置为双列和环周列。顶力合作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线上，防止产生顶进力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用人工挖土，管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处为宜。
（2）高压油泵。高压油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵。由电动机带动油泵工作，一般选用额定压力32MPa的柱塞泵，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的行程一致。
（3）顶铁。顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的船里构件。其作用：一是将千斤顶的合力通过顶铁比较均匀地分布在管端；二是调节千斤顶与管端之间的距离，起到伸长千斤顶活塞的作用。顶铁是传递顶力的设备，如图5.24所示，要求它具有足够的强度和刚度，能承受顶进压力而不变形，并且便于搬动。
根据顶铁放置位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁3种。
1）横向顶铁。它安在千斤顶与方顶铁之间，将千斤顶的顶推力传递给两侧的方顶铁上。使用时与顶力方向垂直，起梁的作用。
横顶铁断面尺寸一般为300mm×300mm，长度按被顶管径及千斤顶台数而定，管径为500～700mm，其长度为1.2m；管径900～1200mm，长度为1.6m；管径2000mm，长度为2.2m。用型钢加肋和端板焊制而成。
图5.24 顶铁
2）顺顶铁（纵向顶铁）。放置在横向顶铁与被顶的管子之间，使用时与顶力方向平行，起柱的作用，在顶管过程中起调节间距的垫铁，因此顶铁的长度取决于千斤顶的行程、管节长度、出口设备等而定。通常有100mm、200mm、300mm、400mm、600mm等几种长度。横截面为250mm×300mm，两端面用厚25mm钢板焊平。顺顶铁的两顶端面加工应平整且平行，防止作业时顶铁发生外弹。
3）U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上。它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。其作用是使顺顶铁传递的顶力较均匀地分布到被顶管端断面上，以免管端局部顶力过大，压坏混凝土管端。
大口径管口采用环形，小口径管口可采用半圆形。
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