顶管施工引起地层变形的研究

文章对顶管施工过程中地层变形的原因进行了分析,并对地层变形的规律进行了研究和细化,然后利用有限元方法对顶管施工过程中地面超载产生的影响进行了数值模拟和分析,并总结出一定的规律。     

顶管地层适应性分析与勘察

按掘进方式及土水平衡方式对顶管进行了分类，把顶管工程中可能遇到的地层归结为6大类，在此基础上分析了各类顶管的地层适应性，给出了顶管工程岩土勘察的总体目的和注意事项，最后基于反演理论对柔性管道计算分析中地层变形参数的取值提出了一点建议。     

矩形顶管穿路施工对土体扰动变形研究与实测分析

针对矩形顶管施工对土体扰动的不利影响问题,基于土力学理论,给出了矩形顶管施工扰动下的地层间隙参数及地层损失比解析计算式,并对矩形顶管施工引起的土体变形进行建模分析,依据半空间弹性假设及复变函数共形映射理论,通过共形映射将矩形顶管问题转换为圆形顶管问题,进而给出了矩形顶管施工引起土体变形近似解析计算式,依托某市综合管廊矩形顶管穿越工程,结合相关现场监测数据,对本文理论进行验证分析,依据本文理论计算矩形顶管施工扰动下的地层损失比为6.9%、地表沉降计算值147mm,其中沉降计算值稍偏大,认为其原因主要为施工中注浆加固对沉降控制的有利影响,可为相关工程的设计与研究提供参考。     

超浅层顶管施工引起路基地层移动数值模拟

覆盖土层薄的超浅层顶管穿越路基施工引起管道周围土体移动会对路面结构造成破坏。结合实际工程,运用有限元模拟超浅层顶管穿越路基引起的地层移动和现场地表变形监测,研究了管道摩擦力、注浆率、顶推力、路面交通荷载等因素对覆盖土层变形的影响。研究表明：地层移动是先隆起后沉降,覆盖土层下部的移动速度比表层的大;地表变形的有限元计算结果和现场实测数据基本吻合;超浅层顶管施工对浅埋覆盖路基土层移动,横断面地表沉降变形在工具管纵向通过2倍顶管外径后基本趋于稳定,横向地表沉降沿侧向分布近似为正态分布,主要影响范围在顶管轴线左右两侧各1.5倍顶管外径的范围内;变形要求严格的地面下进行超浅层顶管施工,可以通过有限元分析对周围环境影响程度的评价。     

顶管近距离下穿对污水管竖向变形的现场实测研究

结合工程实例,对顶管近距离下穿对污水管竖向变形的影响规律进行了分析。分析结果表明,变形峰值随着与顶管轴线的距离增大呈现出减小趋势。顶管施工引起上方污水管的横向影响区为顶管轴线两侧各2倍埋藏深度范围;纵向影响区为开挖面后方4倍埋藏深度到开挖面前方2倍埋藏深度,该范围应作为重点监测区间。建议严格控制出土量以减少地层损失带来的污水管沉降影响;做好注浆减摩工作,减小摩擦力引起的地层损失以及降低顶管顶进的持续扰动作用。     

矩形顶管施工引起土体分层变形计算方法研究

随着矩形顶管在大城市地下通道建设中的广泛应用,建立矩形顶管施工引起周围地层变形的计算预测模型已成为当前顶管施工必须加以重视的问题。矩形顶管施工引起周围土体变形的主导因素为摩擦力、开挖面附加应力、土体损失,理论分析必须考虑这几个主导因素。针对以上主导因素,提出考虑三者共同作用下的矩形顶管施工地层位移计算方法。用Mindlin位移解对应力作用面积分析顶进过程中开挖面附加应力及摩擦力引起的地层变形;以随机介质理论分析建筑缝隙引起的土体损失产生的地层变形。考虑到各影响因素的相对独立性,将各因素引起的地层变形叠加,从而得到主导因素影响下的地层变形预测模型。通过理论计算,开挖面附加应力、摩擦力主导隆起区地层变形,土体损失主导沉降区地层变形,地层埋深越大此现象越明显。将理论计算值与实测结果对比,两者在变化趋势及变化量上趋于吻合,因此,所提公式可作为类似工程工前地层变形预测计算公式。     

矩形顶管近接上穿施工对地铁隧道影响研究

依托苏州人民路矩形顶管工程,对矩形顶管施工引起临近地铁隧道变形原因进行了分析,从土体扰动规律及地铁隧道变形机理方面进行了论述,提出了地层损失是地铁隧道不均匀变形的主要原因;依据现有监测方案及监测数据,发现矩形顶管顶进过程中,地铁隧道最大变形区域位于顶管轴线正下方,且离轴线越远其变形越小,拱顶、道床表现为隆起状态,拱腰向始发井方向偏移;利用ABAQUS有限元分析软件,对顶管上穿地铁隧道施工过程进行模拟,发现模拟结果基本符合现场实测结果,验证了现场实测的合理性和所选模型的可靠性。     

近接小半径曲线顶管施工扰动数值研究

近接小半径曲线顶管工程中,顶管之间的相互扰动以及顶管施工对周围环境的影响等成为施工过程中必须关注的问题。港珠澳珠海侧接线工程拱北隧道开挖断面大(约328 m2),地质条件复杂,设计拟在隧道周边进行超前大顶管预支护。以该工程为基础,利用数值方法,对近接小半径曲线顶管的施工过程进行了数值模拟研究。研究结果表明:1)随着掘进环数的增加,各监测点的地层隆起量逐渐增大,且顶管掌子面距离监测断面越近,地层隆起变形越明显;2)后续顶管顶进初期,会引起前方邻接顶管正上方土体呈下沉趋势,而在后续顶管上方地层监测点的隆起量有所增加;随着后续顶管继续顶进,监测断面处各点的最大隆起量呈向右偏移态势,且其上方的地层隆起量大于先行顶管上方的土体;待后续顶管通过监测断面后,顶管上方的地层出现了一定的下沉;3)由于先行顶管施工完毕后,取消了推顶力,土体有一定的回弹,抵消了部分后续顶管接触面法向上抗力的作用效果,后续顶管施工对先行顶管施工在横向的影响不明显。     

地下顶管施工引起沉降的分析与控制

分析了顶管施工中由于地层受到扰动引起的地表变形的一般规律,并结合两港截污工程B-7标兰州路中Ф1500mm顶管工程的施工实例,根据土体变形的三阶段介绍了在顶管施工过程中沉降的控制措施。     

矩形顶管上穿地铁隧道施工对地表变形影响研究

依托国内外研究现状,对矩形顶管施工引起地面变形原因进行了分析,提出地层损失是造成地面变形的主要原因。依托苏州人民路矩形顶管工程,将顶管机进入不同区域对轨道交通2号线的影响划分为5个重要阶段,以垂直顶管隧道轴线及垂直地铁隧道轴线方向为监测断面,分析现场实测数据发现关于顶管轴线处沉降规律、垂直顶管轴线监测沉降规律及地铁隧道上、下行线轴线处沉降规律,并提出在隧道上方地面堆加荷载、矩形顶管管节内部施加荷载及注入触变泥浆等控制地表变形的措施。     

顶管施工环境影响的有限元计算分析

通过二维和三维有限元计算了顶管施工产生的土体变形和土体应力。通过对机头土压力、摩阻力和机头的偏斜几种因素的分别计算，探讨了这几个因素对地表变形的影响，得出了一些有益的结论。     

泥水平衡式顶管施工关键技术的分析与应用

本文通过阐述泥水平衡式机械顶管施工技术及应用,重点对顶管进出洞口、泥水平衡、顶力控制以及顶管姿态控制等施工关键技术进行分析,总结了解决泥水平衡式顶管施工技术难题的一些施工方法,为今后类似顶管工程顺利施工提供参考作用。     

顶管施工过程中各种障碍的预防与解决办法

针对顶管施工中经常出现的一些障碍，总结了顶管工作者的实践经验，提出了一些新的解决方法，并阐述了障碍的许多预防措施，希望对以后的顶管施工实践有所帮助。     

顶管施工力学效应的数值模拟分析

近年来，在城市繁华以及跨越河流等地段，各类地下管道(隧道)采用顶管施工已显示出无比的优越性。随着市政建设的需要，顶管施工对周围环境的影响已引起人们足够的重视。为此，就顶管施工过程引起的力学效应进行了讨论。采用3D数值分析方法对机头正面推力、地层损失、注浆以及共同作用等进行模拟，旨在了解顶管施工引起的环境力学效应，为采取措施减小这种影响提供依据。     

谈市政管道工程顶管施工工艺

简单介绍了顶管施工的概念、分类及施工程序,具体针对市政管道工程中顶管施工,从顶管工作坑具体位置的确定、顶管工作坑基础与导轨、顶管坑的后背、顶管坑平台与工作棚以及顶管作业等方面作了阐述,以积累施工经验.     

曲线顶管施工环境影响的三维有限元分析

通过建立三维有限元模型,研究了曲线顶管施工过程中地表的变形规律.通过有限元模拟,探讨了泥浆套、机头压力和土体抗力对地表变形的影响,结果表明:泥浆套的完整性和机头压力对曲线顶管施工过程中地表的变形有重要影响;曲线顶管由于附加土体抗力的存在,管轴垂直方向地表变形的最大值偏向顶管平面曲线的圆心一侧,偏移的距离与顶管的平面曲线半径有关.     

上海地铁9号线七宝站矩形顶管法应用与设计

针对近年来在上海等软土地区城市轨道交通出入口通道设计施工中矩形顶管法的逐步应用,对9号线七宝站的矩形顶管法的平面布置、工作井、管节等关键点的设计方法进行了论述,以期为今后类似工程的设计及施工积累经验。     

树脂混凝土顶管在新建污水管道工程中的应用

以上海罗北路污水管道顶管工程施工为例,经对钢筋混凝土顶管、玻璃钢夹砂顶管和树脂混凝土顶管的特性比较,确定采用树脂混凝土顶管。介绍了树脂混凝土顶管的数据分析及顶力推算。最后对照施工费用,指出DN800~1200管道费用树脂混凝土顶管低于F型顶管;随顶管增加,顶进施工费用占的比重加大,树脂混凝土顶管开始体现优势,而且在同样过流能力时,顶管可减少一档。     

钢筋混凝土顶管施工工艺

以顶管施工为例,从顶管方法、顶管平台下管、顶管洞门开启等方面详细地阐述了顶管施工要点,并提出相应的施工质量保证措施及施工现场的安全管理措施,从而确保了顶管工程顺利的穿越矿区中心路,达到了预期目的。