浅埋矩形顶管施工顶推力动态监测分析

矩形顶管在地下过街横通道、地铁进出站通道及地下共同沟等工程建设施工中的应用起来越广泛,国内外学者对顶管施工的顶推力、摩阻力、减摩泥浆和背土效应等的研究取得了大量成果。但是在浅埋矩形顶管施工中,对顶推力进行监测的分析不多。本文依托实验工程,对顶管顶推力计算理论和整体背土效应预判理论进行了应用分析,解释了顶管施工过程中整体背土效应的演化过程,提出一个动态监测顶推力的方法,用以判断减阻效果及是否有发生整体背土效应的趋势。     

土压平衡矩形顶管机浅埋复合地层施工技术

在城市中心用矩形顶管法施工浅埋地下通道,不开挖路面,不封闭交通,不改迁管线,较传统的地面开挖工法在地下管线保护、地面交通保持等方面有显著的优势,应用越来越广泛.本文结合广州地铁二、八号线同福西站左右线站厅之间的3条6.0m×4.3m矩形隧道的施工案例,介绍了土压平衡矩形顶管机浅埋带压始发和上软下硬段处理技术,对以后类似...     

浅埋矩形顶管施工地表沉降特性试验研究

随着城市地下空间的开发与利用,浅埋矩形顶管工程应用越来越广泛,顶管施工引起地表变形对上部结构的正常使用与安全产生影响.基于模型试验方法,设计了室内模型试验,模拟矩形顶管顶进过程,分析了土体扰动变形规律.试验研究表明,矩形顶管施工引起地表沉降的横向影响范围主要发生在距顶管中线2倍顶管宽度,地表隆起则主要发生在顶管管节正上...     

浅覆土大断面矩形顶管施工管节内力演化规律研究

针对施工期地下工程的监测技术整体已经较为成熟,但对顶管工程管节内力演化规律的相关研究还较少。以往的研究成果认为：(1)管道不直接承受土压力作用,注浆压力起控制作用;(2)纵向钢筋受力与管节内力有关,在不同部位表现的受力性质不同;(3)环向钢筋受力由多种因素控制,其水平一般不高。上述结论主要是基于理论分析得出的,实测数据较少,且结构的受力水平受到埋深等因素的影响,内力的演化规律应视具体工程条件而定。本研究根据陆翔路—祁连山路顶管工程的现场监测数据,对上述结论进行了对比和修正,提出了浅覆土条件下矩形顶管施工期的内力演化规律。     

非饱和土水汽迁移与相变：两类“锅盖效应”的试验研究

“锅盖效应”定义为：不透水覆盖层下土体含水率大幅提高甚至饱和。最新的理论研究将“锅盖效应”分为两类,第一类由非饱和土内水气冷凝引起,第二类是冻结条件下由气态水迁移引起。为试验验证两类“锅盖效应”,研究其内在机理,利用新研制的非饱和冻土水汽迁移试验仪,对不同初始含水率的试样开展不同温度条件的水汽迁移试验。试验结果表明：冻结和未冻结两种状态均能使钙质砂试样顶部含水率增加,但冻结状态下的增加幅度显著。冻结状态下,含水率峰值位置与冻结锋面大致相同,且初始含水率越大,试样顶部和冻结锋面处的含水率增加越显著,降温速率越小,气态水迁移越显著;初始含水率增加也能使未冻结状态下的钙质砂试样顶部含水率增加,并且温度梯度对气态水迁移有一定的抑制作用,温度梯度越小,抑制作用越明显。试验结果很好地验证了两类“锅盖效应”的理论。     

浅埋矩形顶管的“整体背土效应”研究

近年来,矩形顶管在地下空间开发中的应用越来越多,国内外学者针对顶管施工对周边地层的影响、顶推力、摩阻力、减摩措施、管节结构等进行了大量研究,并取得了丰硕的成果。但针对浅埋矩形顶管对其正上方土体整体影响的研究较少。结合矩形顶管浅覆土掘进试验,分析了正上方土体的整体破坏过程,提出"整体背土效应"概念。引入4个假定,建立了正上方土体简化模型,提出整体背土效应的前提条件与破坏条件,并给出了相应的预判方法。采用管土全接触理论、库伦剪切破坏强度准则与朗肯土压力理论进行分析,最终得出整体背土效应与顶程、管节宽度、管土摩阻力以及埋深的相互关系,并进行了算例分析。为今后类似工程避免整体背土效应提供一种新的预判分析理论。     

基于“浆-土”界面应力耦合效应的劈裂注浆理论研究

浆液与土体的界面应力耦合效应对土体劈裂注浆过程具有重要影响,劈裂通道宽度由注浆孔向浆液扩散锋面处衰减。基于此,将劈裂注浆扩散过程简化为平面辐射圆,推导了劈裂通道内牛顿流体浆液的扩散运动方程,引入了半无限空间体均匀受力模型并获得劈裂通道宽度控制方程,最终得到劈裂通道宽度及浆液压力的空间分布方程。分析了劈裂通道宽度与注浆压力的空间衰减规律及浆液黏度、土体弹性模量对注浆扩散过程的影响。研究结果表明：注浆压力与劈裂通道宽度的空间衰减趋势具有一致性且均呈现出明显的非线性特征,在注浆孔附近及靠近浆液扩散锋面区域衰减较快;浆液扩散半径与浆液黏度、土体弹性模量负相关。最后通过工程实例对浆脉厚度理论计算值进行了验证,浆脉厚度计算值比现场揭露浆脉厚度实测值大30%左右,计算误差处于可接受范围内,验证了理论的合理性。     

砂性土条件下矩形顶管施工的环境影响研究

为尽量减小施工过程对交通的影响,矩形顶管成为城市地下通道施工的首选。在顶管施工中,如何准确评估顶进过程对周围土体扰动的影响至关重要。结合呼和浩特市中山路人行地道工程,利用数值模拟研究各项参数,得到顶进施工中需要注意的薄弱环节,在工程的设计和施工中引起重视,并采取相应加固措施。     

非饱和土水气迁移与相变：两类“锅盖效应”的发生机理及数值再现

结合非饱和土水气迁移的物理过程和内在机理,将“锅盖效应”分为两种情形。第一类“锅盖效应”定义为非饱和土水气的冷凝过程,而第二类“锅盖效应”定义为水气迁移成冰过程。相较于前者,第二类“锅盖效应”会造成覆盖层下土体含水率大幅度提高,且现有非饱和土水热气迁移理论无法给出合理解释。综合考虑水分的蒸发、冷凝和冻结3个相变过程,建立了非饱和冻土水热气耦合迁移的数学模型,并通过数值模拟求解,再现了第二类“锅盖效应”的形成过程。另外计算结果表明：温度梯度下的气态水迁移并成冰会造成覆盖层下土体接近饱和含水率;一定表层深度范围内,土体含水率增加存在两个陡升段。由于现行工程设计很少考虑防气隔气,在寒旱地区进行工程建设需对第二类“锅盖效应”引起足够重视。     

多刀盘土压平衡矩形顶管隧道土体改良试验研究

采用土压平衡矩形顶管施工的内蒙古科技大学地下通道处于砂性土地层中,分别采用了加水与加聚丙烯酰胺(PAM)溶液+粉土泥浆的土体改良方法,土体改良效果不理想,机头刀盘闭塞、结饼现象严重,实际顶进速度仅为1.5 mm/min;在此基础上,采用现场监控量测、室内试验等研究手段,对原土体改良方案进行了室内优化,确定出PAM溶液最佳浓度为2 g/L,膨润土泥浆质量浓度为9%较为合理,添加剂的最佳配比为泥浆注入比为12%,PAM溶液注入比为17%;采用优化后的土体改良配比方案,顶进速度提升至2.8 mm/min,地表沉降监测值均未超过控制标准,能够满足矩形顶管施工的要求。     

浅谈人工顶管施工技术

对人工顶管方式的分类作了探讨，阐述了顶管工艺的关键机具以及钢管顶管的焊接质量，介绍了顶管施工方法，并对管段顶进过程中的测量进行了分析。     

浅述泥水平衡顶管施工技术

结合北京市天北路改造工程的顶管施工实践,总结了泥水平衡顶管施工的工法特点,简单介绍了顶管施工前的准备工作,详细阐述了泥水平衡顶管施工的技术要点,并通过加强安全管理和进度控制,保证了顶管施工质量,达到了预期目标。     

手掘式顶管施工在某市政管网工程中的应用

结合手掘式顶管施工技术的原理,以重庆长寿化工园区污水管网工程为例,针对现场地质条件,介绍了顶管施工中有关参数的计算方法,并简单阐述了手掘式顶管的施工方法,指出该技术施工条件简单,能降低成本,节省工期,很适合重庆地区。     

顶管在道路下污水管中应用

对顶管在道路下污水管中应用的若干问题进行解说和讨论,主要包括顶管采用管材、管位、顶进土层选择、顶管间距等问题,为以后此类结构的设计提供了指导。     

浅析顶管法在工程中的应用和优化

城市地下空间施工方法主要是顶管施工,其具有智能掘进、远程控制、对地面活动影响小等特点。本文基于实际工程,优化顶管施工技术,降低其危险程度,提高项目效益。结果表明,经优化后,施工工艺简单,土体加固效果好,排水量小,施工速度快。     

深埋曲线钢顶管受力特性现场监测试验研究

为了研究深埋曲线钢顶管施工过程中的力学特性,依托拱北隧道曲线顶管管幕工程,对曲线顶管管节轴向与环向应变进行了现场监测分析。实测数据结果表明,管节应变随顶进距离增大而略微增加,但基本保持在一定范围内。管节在顶进过程中应力曲线发生波动,停止顶进后逐渐趋于平稳。管节轴向应力主要受顶进力影响,而环向应力主要取决管节外侧环向荷载,曲线顶管管节弯曲内侧存在压应力集中。由于存在泊松效应,大埋深条件下管节顶部和底部轴向应力受环向变形控制。随着与机头距离增加,管节由轴向两侧受压逐渐转变为单侧受压,受压区位于管节弯曲内侧,应力集中更加显著。     

顶管施工技术在复杂地质条件下的应用

针对顶管施工技术在强透水性的强卵砾石层以及地下水丰富,地下水和河床水互补等复杂工程地质情况下的应用,详细介绍了顶管施工方案的选择、施工工艺、流程、施工注意事项以及施工对环境的影响等方面的问题.     

曲线顶管的三维力学模型理论分析与应用

大口径急曲线顶管施工技术已经在上海地区得到成功的应用,但曲线顶管施工对周围土体稳定性影响和管体结构受力、位移的空间变化有待深入研究和探讨。本文试图从经典弹性力学基本原理出发,利用壳体理论和温克尔假设建立曲线顶管与土体相互作用的三维力学模型,以模拟曲线顶管在软土地层中的施工力学性态。给出了曲线顶管纵向和法向位移的理论解,并进而给出了结构的内力和地层抗力。与具体工程实测位移比较表明,位移的理论解和实测值有相当的一致性,本文的理论结果是合理的。     

手掘式顶管施工的应用

以北川任家坪地区排水管道工程为例,针对工程的施工难点,对手掘式顶管施工的准备工作及工艺流程作了介绍,阐述了各种情况下的施工预案和施工操作要点,为类似工程的施工积累了经验。