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**管工作井通常设计为钢筋混凝土沉井陕西华伟建设

**管工作井通常设计为钢筋混凝土沉井 陕西华伟建设

摘要：

利用有限元方法， 对圆形**管工作井的井壁压力作了计算分析， 计算结果表明， 与目前工程设计中采用的简化方法相比， 能更确切地反映工作井井壁的受力情况。

1、 引言

目前城市建设*量采用**管法无开挖敷设管线施工技术，整个建设过程包括**管工作井、**管接收井制作安装及管道**进敷设。

其中，**管工作井通常设计为钢筋混凝土沉井，在工作时，井壁要承受数百吨的水平工作压力。

怎样保证工作井的结构安全， 是每一个结构设计人员关心的问题。

在进行**管工作井内力分析时，难点在于确定井壁与土体接触处的反力分布。

**管工作井承受**力时，井壁受力，然后传递给土体，土体产生的反力反作用于井壁，井壁与土体的变形一致，共同作用相互影响，土体的非线性特征，构成了共同作用问题的复杂性。

目前，在工程设计中首先对土体与井壁的反力分布作出各种假设，在此基础上取沉井为独立体，进行结构内力计算。不同的假设得出不同的结果，至今尚无成熟的方法。

为此研究**管工作井在土体中的受力特性，分析井壁与土体的相互作用，对完善设计和计算方法具有重要的理论意义和工程实践价值。

本文以一个内径为8m，埋深为10m的圆形工作井为例，运用AN SYS 有限元软件，模拟工作井受F =3000 kN 时的工作条件，得出了作用于井壁的土体反力分布曲线等计算结果。其结果对于同类工程有一定的参考作用。

2、 有限元模型

为探索井壁的反力分布，我们尝试用有限元分析方法，来模拟工作井的受力条件。这是一个空间分析问题，根据工作井结构的对称性，取半个井体结构及周围的土体来分析。

该模型依据结构的材料和受力特性可以分为三个区域。这三个区域分别为钢筋混凝土工作井体、工作井与土接触区及周边土体计算区。这三个区域受力时所引起的受力变形特征各不相同。

因此根据其不同的受力特征采用不同的计算模型。

对于钢筋混凝土井体结构，由于在使用和施工过程*多处于弹性范围内，故采用弹性本构模型；位于接触区域内的土体可能因承受较大的作用力而发生拉裂或剪切破坏，采用面- 面剪切单元。

在计算范围内的土体本构模型采用杜拉克—普拉格(DRU CKER - PRA GER ) 弹塑性模型，屈服表达式见式(1)～ (3)。

式中：

I1、J2 分别为应力张量不变量和应力偏张量*二不变量；

c、U分别为土的粘聚力和内摩擦角。用有限元方法模拟**管工作井的受力过程，

首先是确定计算范围，然后将计算范围内的土体、井壁等实体用有限元网格离散，土体周边为滚动约束，约束边至沉井结构外轮廊的距离为沉井直径的3 倍左右。

计算过程中，假定周边土体是各向同性、连续的弹塑性材料。

陕西华伟建设有限公司，承接PE管、水泥管、钢管等各种口径的管道**管工程。自来水、污水、雨水、

电力、石油管道，以及公路、铁路、水利、给排水等**管工程。经营范围包括水平定向钻、泥水平衡、人工掏管、管道修复等专业的非开挖工程。

公司是以非开挖地下管线铺设为主业，从事各种管道铺设、维护的企业。拥有自己的施工队伍，可为客户提供优质服务，陕西华伟建设以优质的服务承若（非特殊原因），300公里范围内，做到3个24小时，即24小时内看工地，24小时内报价，签合同后24小时内设备到场。业务服务区域：陕西及西北五省等区域。欢迎来电来函交流与合作。

华伟建设拥有**总承包二级资质；石油化工总承包三级资质；安全生产许可证；质量、服务单位诚信认证证书；重合同守信用认证证书；质量管理体系认证证书；环境管理体系认证证书；职业健康管理体系认证证书等。荣获优质**管工程奖；陕西省质量信得过企业证书；守合同重信用企业证书；质量、服务、信誉AAA企业证书等等。

西安市莲湖区汉城北路某小区电力定向钻施工已全部完工。

本次施工是配电工程，总长度210m，沿规划位置敷设电力管线。该工程需横跨莲湖区某小区内一条马路。华伟施工规划为：首先单孔穿越180m，其次双孔穿越30m，渭南非开挖，采用Φ110mmpe。

施工过程：

根据规划提供的工程现场地下管网资料，道路下有城市雨污水、热力、自来水、煤气、光缆管线，华伟技术人员依据设计图纸首先对现场地下管网水平位置进行复查，并打开方圆50m范围内所有的井盖调查，采用管线探测仪对地下管线进行探测。详细测量各管线的位置、走向及深度，做好记录和标识，为导向孔轨迹提供准确的设计依据。资料员根据现场调查情况，画出设计敷管路径图及轨迹断面图。

由于施工场地地处小区内，占据道路，华伟施工班组采用全封闭围挡并设置明显的施工安全标识及夜间警示灯。施工设备、材料等按照要求安置和摆放。

华伟采用23T、33T定向钻机设备进行导向孔施工、扩孔、拖管等步骤进行电力定向钻施工。其施工特点在于穿越精度高，易于调整铺设方向和深埋管线。弧形铺设距离长，完全可以满足设计要求，并可以使管线绕过障碍物。

定向水平钻进在排水管道施工中应用的注意事项

1、在施工中如遇到交通拥挤或者建筑物较多的地段，应做好对施工坑口的防护工作，非开挖施工，一方面这样可以保证施工坑口的安全，防止出现车辆干扰，一方面也是为了降低对周围居民与交通的干扰。

同时也方便了对管道铺设后的安全性检查。

2、铺设中应先铺设支线管道，并保证主管道在下支管道在上。

主干管道和支线管道都利用水平定向开挖的技术，非开挖铺管，应先对支线管道进行开挖，这样可以降低污水漏失的数量，也可方便后期对检查井的施工。

3、检查井的设置。

非开挖的水平定向钻进技术因为其优势可以替代传统的大范围的管道施工，所以在长距离的排水工程中其工期短干扰小的优势被体现，

这就使得其在排水工程中的应用逐步推广，但是一次性铺设管道的距离长也会影响检查井的设置，这是一个关系到日后维护的重要问题，在施工中也引起了重视。

在应用中有两种做法：一种是铺设好管道后进行天窗作业完成检查井的施工，开挖到达深度后即可检查主管道铺设的情况；一种是先进行检查井的施工，在规划线路上选择位置设置混凝土井，然后进行定向钻进，实施管道铺设。

这两种方式在实际的应用中差异不大，可以根据施工的地质差异而进行灵活选择，如在地下水位较高的地方，检查井深较大，此时可以先开挖然后将预制的检查井沉入其中，这样可以防止工作井坍塌，减少后期维护的成本。

所以两者方式需要进行合理的选择，才能保证工程质量。

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电力、石油管道，以及公路、铁路、水利、给排水等**管工程。经营范围包括水平定向钻、泥水平衡、人工掏管、管道修复等专业的非开挖工程。

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华伟建设拥有**总承包二级资质；石油化工总承包三级资质；安全生产许可证；质量、服务单位诚信认证证书；重合同守信用认证证书；质量管理体系认证证书；环境管理体系认证证书；职业健康管理体系认证证书等。荣获优质**管工程奖；陕西省质量信得过企业证书；守合同重信用企业证书；质量、服务、信誉AAA企业证书等等。