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矩形顶管平均摩阻力取值的探讨 * DiscussiononAverageFrictionalResistanceValueTakenfor RectanglePipeJackingOperation 罗 鑫 林 济 上海市机械施工有限公司 上海 200072 摘 要：阐述了顶管平均摩阻力的主要影响因素，并根据上海金山铁路改建工程倪家一组平改立工程中方形工具式钢管 的顶力实测数据 ，在不采用注浆减摩工艺情况下，对矩形顶管平均摩阻力的取值进行了分析。实测数据表明，上覆土 深度与平均摩阻力取值有一定关系。 关键词：矩形顶管 平均摩阻力 影响因素 取值 上覆土深度 中图分类号：U455．47 ／文献标识码 B 【文章编号】1004—1001(2012)06—0605—02 壁的土压力、管节与土体 的摩擦系数 、管节与土体接触的紧 1研究课题简介 密程度等因素，这也就使得在顶管施工过程中，影响平均摩 在顶管施工过程中，顶管管节外壁与土体摩擦产生摩 阻力的因素多而复杂，要准确估计平均摩阻力还比较困难， 阻力。平均摩阻力是计算摩阻力的关键指标，平均摩阻力取 主要的影响因素有：土层性质、注浆减摩效果、顶管轴线纠 值准确与否直接决定着摩阻力计算的准确性。目前，一些文 偏、顶进 中断、管节材质等。 献根据研究和工程实践给出了平均摩阻力的建议值，但主 3 工程概况 要都针对圆形顶管，对矩形顶管平均摩阻力的研究则较少。 而随着城市地下空间开发的快速发展，矩形顶管由于其空 上海金 山铁路改建工程倪加～组平改立工程位于金山 间 用率高的优点得到了越来越广泛的应用。本文根据工 铁路支线阮巷站至金山站地段，为单孔下穿铁路立交通道。 程实测顶力数据，对不采用注浆减摩工艺情况下的矩形顶 该通道高 4．5m，宽 6．04m，下穿铁路段长 l0m，与金 山铁 管的平均摩阻力取值进行了分析，建议在不同情况下的取 路交角为86．74。，通道顶距既有铁路铁轨底 61cm。本工 值不同，期望能为今后类似矩形顶管工程施工时起到借鉴 程采用了国内首创的箱涵全断面双重置换工艺施工。 作用。 本 工程 的方形 工 具式钢管 断面为 1460mm× 1460mm，顶进 3排 ，每排 4根 ，共 12根 ，每根又由若干标 2 顶管平均摩阻力的影响因素 准管节组成，工具管纵、横向由导向板连接(图1、图2)。最 顶管总顶力由管节外壁与土层的摩阻力和顶管机迎面 上排工具管覆土 59cm，基本为铁路道渣。穿越土层从上到 阻力两部分组成 ，即： 下的依次为人工填土、粉质黏土。本次工具式钢管顶进时不 F=F】+F2 (1) 采用注浆减摩工艺。 式中：F_-—一总顶力 ； 本文即根据这 12根方形工具式钢管的顶力实测数据， — — 管节外壁与土层 的摩阻力 ，对于矩形顶管，F1 对矩形顶管平均摩阻力的取值进行分析。 = CLf，其中C为管节外壁与土体接触部分的周长：L为管节 顶进长度；f为管节外壁与土的平均摩阻力；F2为顶管机迎 面阻力。 根据摩擦力的基本理论，摩阻力等于正压力乘以摩擦 系数，因此，公式中的平均摩阻力实际上综合反映了管节外 上海市科学技术委员会的资助。课题编号为：1OQB1402800 作者简介：罗 t(1978一)，男，博士，高级工程师。 作者地址：上海市洛川中路701号(2oo072)。 收稿 日期：2012—05—02 图1 断面布设图(数字为顶进顺序)图