土压平衡矩形顶管施工引起的地表沉降探究

顶管施工引起周围土体移动会对路面结构层造成破坏。采用大断面矩形土压平衡顶管顶进工法所引起的地表沉降一直是岩土工程领域技术工作者所关注的热点与难点之一。通过内蒙古科技大学地下过街通道工程,分析了路基变形的实测数据,Peck公式对矩形顶管地表变形预测的适用性,数值模拟不同覆土深度下的顶管施工对地表的变形影响。研究表明:顶进时轴线上的纵向测点变形总趋势是先隆起,后沉降,并趋于稳定状态;横断面上位于轴线10 m左右范围内为主要影响区域,在此范围内沉降槽体积约占总体积的90%;当地层损失率V_l取0.4%,沉降槽宽度参数K取0.4时,实测值与Peck公式法的预测结果曲线拟合较好;当覆土深度增加,地表沉降值逐渐减小,且沉降范围逐渐增大。研究成果为大断面土压平衡矩形顶管与类似工程的施工提供了理论参考及应用借鉴。     

矩形顶管施工诱发地表沉降数值模拟分析

<正>矩形顶管技术作为一种地下隧道开挖方法,其施工过程不可避免地会对周围土体产生扰动,引发土体产生变形。本文依托合肥市黄河路横穿包河大道矩形顶管工程,建立位移控制的矩形顶管顶进的三维动态模型,研究了顶管工程穿越黏土地层时地表沉降变化规律,研究成果可为相关工程提供借鉴。随着国内城市快速发展,地下结构的建设要求不断提升。相较于传统明挖法,顶管法作为机械化水平较高的非开挖施工技术,形成的地层扰动及环境影响较小,给城市建设带来了很大的便捷性。与圆形顶管截面比较,矩形结构有效使用面积通常增加20%左右,     

大断面矩形顶管隧道施工围岩变形与力学特性

针对城市繁华地段大断面矩形顶管隧道施工引起围岩扰动与破坏问题,依托郑州市红专路大断面矩形顶管隧道实际工程,采用ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分法数值计算,建立三维数值模型,进行了大断面近距离多个平行矩形顶管隧道施工围岩变形与力学特性的研究。研究表明:大断面近距离多个平行矩形顶管引起的地面沉降与沉降槽宽度,后期顶管施工影响明显大于先期施工;在顶管隧道顶进过程,靠近始发井围岩沿隧道轴线方向围岩土体切应力较大,远离始发井切应力较小;考虑了盾构机的掌子面推力与盾壳,管节顶进过程的泥皮套摩阻力,同步注浆压力,提出一种综合考虑盾构机、管节顶进以及同步注浆的三维数值模拟方法。     

鲅鱼圈输水管道顶管法施工地表变形及管道受力分析

依托鲅鱼圈输水管工程,分析了浅地表城区顶管法施工对地表的影响以及管道受力情况。首先通过理论公式计算顶管法施工顶力合理值,并采用ANSYS数值软件模拟顶管法施工对地表的影响,得出结论:顶推过程中沿顶管纵向6 m即4D范围为变形发育区,从起始顶进断面算起顶推5 m范围内变形速率最大,因此建议在此范围段内进行重点监测。更多还原     

PCCP直顶管施工技术要点分析

辛安泉供水工程中,长治支线的管线起点位于潞城市三井村附近,终点位于壶关县坛坡,管线施工需穿越一座土山,土山上部有水泥公路和耕地,顶管拟顶进长度318 m,管顶覆土约45 m,全段为直线施工。文章根据直顶管施工段地质情况,进行了顶管施工的预估顶力、反作用力等的计算,介绍了DN 1400 PCCP直顶管的施工技术,分析了控制地面隆起、沉降的措施,可为类似工程提供参考。     

某水库项目顶管近距离穿越构筑物施工技术探析

某水库项目的附属工程采用大型矩形顶管施工工艺穿越重要建构筑物,面临工程地质条件差,需上穿现有管道隧洞,顶管覆土浅,周边环境复杂,沉降变形控制要求极其严格等难题,通过预先对施工影响范围及地表沉降分布规律进行计算分析和施工过程中的土压力平衡控制,最终顺利完成了顶管施工,可为同类别工程施工提供借鉴与参考。     

地铁盾构隧道穿越高架桥梁基的力学行为分析

以兰州地铁盾构隧道穿越高架桥基础的实际工程为分析对象,通过数值方法模拟盾构开挖、衬砌施工过程,建立了地层结构及土性条件、高架桥及其基础的三维数值计算模型,开展了盾构隧道单向开挖及双向开挖完成的数值分析,得到了隧道上覆围岩地层沉降变形、衬砌结构应力、桥梁结构应力、桥基应力和变形变化规律。表明隧道上覆土层形成了沉降槽,其沉降曲线呈正态分布;开挖后桩身倾斜变形,桩身下部向洞内方向收敛变形,桩顶保持不变位;桩身的水平应力及轴力影响自上而下逐渐增大。为保证施工安全,对盾构开挖进行超前喷浆加固,对比结果表明注浆加固方法对减小不均匀沉降及盾构施工扰动具有明显效果。更多还原     

大直径钢顶管穿越长江大堤设计与施工问题分析

以南京某大型长江取水工程为例,对其设计及施工阶段的经验、成果进行了分析总结,主要包括采用ABAQUS有限元软件对不同工况下顶管穿越江堤处的受力模式以及顶管穿越江堤时江堤产生的沉降变形做了分析,并与现行规程、相关理论公式以及实测数据进行对比;对工程取水管顶管穿越江堤的施工控制措施进行了介绍。     

大断面矩形小净距顶管隧道群施工地层变形规律研究

超浅埋小净距大断面顶管隧道群工程顶推施工的背土效应会加剧周边地层变形,而采用减阻泥浆可有效缓解顶推施工对地层的扰动影响。为了研究超浅埋、小净距大断面矩形顶管隧道群工程顶推施工过程中减阻泥浆对地层土体变形规律的影响,采用三维有限元数值模拟方法,对隧道顶推施工过程中地层变形规律进行了研究,并将模拟结果与现场实测数据进行对比,得到如下结论:群洞隧道由于先后施工的影响,背土效应补充前方地层产生地表隆起变形;背土效应和土层应力共同影响下,在隧道高度范围和上覆土层范围,单洞隧道深层水平位移分别呈现偏离隧道和指向隧道的规律;地层位移影响分区决定了群洞隧道深层土体水平位移变形规律,后续开挖的隧道使得先行开挖隧道外边线以外土体全部产生背离隧道方向的水平位移。研究成果可用于帮助大断面矩形顶管等类似工程的设计施工,具有一定的推广意义。     

小半径曲线盾构隧道地面沉降变形特征研究

以某电力盾构隧道土压平衡盾构掘进施工为背景,对小半径曲线段和直线段施工期地表沉降变形进行现场监测试验,分析研究小半径曲线盾构隧道扰动效应的特征。结果表明:小半径曲线段地表沉降最大点经历了隧道外侧－拱顶－内侧变化迁移过程,即盾尾通过监测断面后,其最大沉降点稳定在曲线内侧,与直线段最大沉降点发生在拱顶位置明显不同;直线段沉降曲线符合ＰＥＣＫ模型,拟合结果与监测数据总体相一致;结合水平位移监测成果论证分析了曲线段地表沉降变化特征的内在原因,认为与曲线内侧的超挖及曲线空间效应相关联。研究成果对小半径曲线盾构隧道施工扰动监测及控制具有参考指导意义。     

顶管穿越河道工程对地层沉降影响分析

采用peck法对顶管穿越河道堤顶最大沉降进行计算,结果显示堤顶最大沉降为10mm,顺堤线方向呈凹形槽分布,不均匀沉降斜率为0.02%-0.08%。通过采用PLAXIS有限元软件对地层沉降进行预测,结果显示输水管道顶进后,堤顶最大沉降为9mm,输、配水管道顶进后,堤顶最大沉降为14mm。根据计算成果,当顶管顶进时,地层沉降曲线为中间大,两侧小的凹字形分布。     

浅析长距离大口径顶管顶进质量控制措施

通过对长距离大直径钢管顶管在工程实践中的应用总结,结合顶管施工原理和泥水式平衡顶管机工作机理,分析了在特定砂土层内顶进时可能存在的问题,针对性地提出了质量控制措施,对类似地质条件下顶管顶进施工具有一定的参考和借鉴价值。     

大口径长距离顶管施工的轴线控制

大口径长距离顶管穿越施工,轴线位置不宜控制。顶管顶进轴线误差直接影响地表沉降与进洞姿态,而且在顶进中误差累计到一定程度,必然会影响管道的整体姿态,甚至不能保证顺利进洞,因此控制管道轴线的偏转、偏移是顶管施工的重点,同时也是技术难点之一。为满足顶进管道轴线施工质量技术要求,必须在管道顶进施工前、中、后全过程实时跟踪测量,并采取循序渐进的轴线纠偏措施,从而保证顶管施工的正常进行。     

平潭及闽江口水资源配置工程长距离顶管施工难点及解决措施

本文以福建省平潭及闽江口水资源配置工程为例,分析了长距离顶管施工的难点,并提出了具体解决措施,主要包括:采用科学的顶管测量方法,为后续施工提供准确的数据支撑;采用SLS-RV顶管激光导向系统对顶管机姿态进行动态控制,实时纠偏,确保顶管施工过程中的质量控制;合理设置中继间,解决顶进力过大的问题,延长顶管距离;适当增大注浆压力减慢推进速度,减少地表沉降和管道竖向位移。以上措施提高了长距离顶管施工效率,保证了施工质量,可供同类顶管施工参考。     

大直径管道穿越富水砂层对堤防稳定性影响分析

随着地下穿管工程日益增多,地下管道施工引发的堤防安全问题屡见不鲜,研究大直径管道穿越富水砂层对堤防稳定性及变形影响十分必要。选取某引水管穿越淮北大堤工程为例,通过对顶管穿越堤防进行数值模拟,分析顶管穿越富水砂层对堤防渗透稳定和边坡抗滑稳定的影响,并在顶管施工过程中选取地层受到扰动敏感区域开展土体内部水平位移和表面沉降实时监测。结果表明：顶管穿越富水砂层堤基对堤防渗流及边坡抗滑稳定有一定影响,但总体满足规范要求;顶管施工造成迎水侧区域沉降较明显,管道两侧 4～5 m 范围内土体受施工扰动出现水平位移;大直径管道采用顶管方式施工对堤防安全有一定影响,施工过程中要加强对堤防的安全监测,施工前后可采取注浆、设置防渗墙等措施消除或减轻顶管施工造成的不利影响。     

连续复杂多变环境下顶管施工的扰动分析及控制措施

在顶管施工的过程中难以避免施工区域的复杂环境,这对顶管施工有很大影响,结合茂名市小东江流域城镇生活污水管网完善工程中的顶管施工过程,对工程中的地质条件进行了分析,重点研究了连续复杂多变环境下顶管施工对地表建筑物和已建管道的扰动,以及施工过程中的潜在风险;针对以上存在的问题,在顶进过程中、顶管进出洞口时、触变泥浆等方面提出了相应的应对措施。     

长距离曲线顶管摩阻力实测分析及取值建议

在软黏土地层中,对于顶管管壁与减阻泥浆间的平均摩阻力规程建议取值为3~5kPa,在实际工程中,采用该值估算的顶力与实际值的匹配程度较低,尤其是在长距离三维曲线顶管工程中,受曲线段影响,准确估算顶力的难度更大。基于某内径2.4m、顶程624.56m的长距离曲线顶管工程的实测顶力,计算并建立平均摩阻力与顶程的关系曲线,分析研究平均摩阻力的变化规律,分析结果显示:在软黏土地层中,当顶程小于50m时,实测平均摩阻力较大,超过了5kPa的规程建议上限值;而当顶程超过100m之后,实测平均摩阻力迅速降低至3kPa以内,低于规程推荐的下限值。最后,提出了软黏土地层中长距离混凝土顶管的摩阻力取值建议。     

汾河灌区节水改造工程顶管穿越施工技术要点探讨

顶管穿越施工属于非开挖技术,在水利水电工程施工方面应用广泛,以汾河灌区节水改造工程西圪台支线泵站-23#蓄水池管线穿越榆古线道路顶管施工为例,进行顶管穿越施工技术要点探讨,合理设置顶管顶进参数,工程施工及运行结果表明,顶管顶进压力分析及顶管穿越施工效率的提升对于工程施工进度与质量控制尤为重要。可为类似工程施工提供借鉴。     

土压平衡机械顶管技术在穿越京密引水渠工程中的应用

昌平区小城镇污水配套管网3标段工程穿越京密引水渠,为减少施工对渠道的影响,采用顶管施工。通过设计计算,确定顶管中心高程为44.43 m,顶进长度261.8 m,选用TP-1550型土压平衡顶管机,渠底土仓压力控制在0.04~0.08 MPa之间,顶后注入水泥浆加固,通过施工期及稳定期观测,施工区域内沉降数据均满足要求,为今后同类工程施工提供参考。     

奢岭支线管线穿越104省道顶管设计方案

吉林省中部城市引松供水二期工程奢岭支线工程为输水支线工程,管线穿越104省道处采用顶管方案.顶管法是地下管道非开挖施工的一种,是一种对环境干扰很少的施工方法.根据工程实际情况,文中对顶进管道、工作井、接收井进行计算及设计,并进行沉降计算,提出控制路面沉降措施,确保了输水管道成功穿越104省道.