管幕预加固中近接顶管施工的三维模拟分析

管幕法隧道施工引起的地表沉降主要是由施工各个近接单管顶进引起的沉降叠加而成,顶管引起的地表沉降控制是管幕法隧道施工中的关键问题。论文分析了顶管顶进过程中管-土-润滑浆液可能的接触方式,顶进力影响因素及合理预计方法。对近接多孔顶管引起的地表沉降规律进行了分析。对管幕中近接三根管线顶进引起的地表沉降规律进行了三维数值模拟计算分析,为采取措施减小管幕顶管施工引起的地表沉降提供依据。     

玻璃钢夹砂管顶管施工监测与分析

以温州市江滨东路污水管工程为实例,介绍了玻璃钢夹砂管在顶管工程中的应用。通过现场监测数据的分析,研究了顶力随顶进距离变化、顶管施工时沿管线方向的地表沉降以及纠偏测量的顶管水平和高程偏差。讨论了注浆对顶力的影响以及顶管施工对周围环境的影响。     

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。     

武九管廊顶进施工引起地表变形的数值计算与现场实测

顶管法施工避免了管廊施工对地面结构的直接影响,但管廊顶进施工对地表土体变形的影响却不能忽视。本文采用MIDAS/GTS软件对武九管廊和平大道段顶进施工引起的地表土体变形进行了有限元数值计算。研究结果表明:靠近始发井的土体直接产生沉降变形,且随着顶进距离的增加逐渐增大到最大值;远离始发井的土体则先发生抛物线形的隆起变形,在达到某一顶进距离时,土体变形由隆起转变为沉降,且随着顶进距离的增加沉降逐渐增大到最大值;地表土体在垂直于管廊轴线方向的变形呈现"U"型沉降变化曲线,在管廊轴线正上方沉降值最大。开展了武九管廊和平大道段顶管施工引起地表土体变形的现场监测,监测结果验证了地表土体变形有限元计算结果的正确性。     

手掘顶管法在广州某原水管工程施工的应用

结合工程实例,对钢管顶管采用手掘顶管法施工的关键技术,如挖掘面稳定分析、顶力计算等进行了说明和探讨,在顶力计算中注重对理论公式主要计算参数取值的适用条件的理解和分析,及对顶力计算应注意的问题和调整评估进行探讨,力图解决令人困扰的顶力计算问题。     

复杂工况条件下微顶管施工的顶力计算与分析

为了分析软土地层复杂工况条件下微顶管施工的工艺参数,文中以福建省厦门市灌口后溪片区排水管网改造工程为例,基于现有的顶管施工技术规程对微顶管顶进施工的总顶力进行理论计算,对微顶管施工影响范围内地表的竖向变形进行监测,将其与理论参数关联、对比分析。结果表明,周围环境土体主要受到管道顶进顶力大小与不同管径管道覆土厚度的共同作用而发生变形,施工前应根据不同管道的覆土厚度分别计算顶力及顶进速度,合理选择施工机械,控制顶力与顶进速度,最大限度优化施工效率。     

大口径长距离玻璃钢顶管的设计与应用

针对直径为2 800 mm、单坑顶进长度为315 m的大口径长距离玻璃钢顶管工程,介绍了顶管施工所需顶力和管材极限顶力的计算方法,给出了不同规范关于顶力安全系数取值,并结合实际施工情况,对施工所需顶力的计算提出了建议。分析了大口径、长距离玻璃钢顶管的结构及工艺设计中的关键性问题,对模具锥度、中继间等具体问题进行了说明。该工程实践结果对玻璃钢顶管的设计具有较强的指导意义,有助于玻璃钢顶管的进一步推广和应用。     

浅埋大断面顶管施工引起地基变形规律分析

随着城市地下空间的不断开发利用,顶管法也在我国城市隧道施工中得到广泛应用。本文通过对深圳地铁7号线华强北站浅覆土大断面顶管施工过程中地表变形实际结果的整理分析,结合有限元分析方法,对浅埋条件下大断面顶管顶进施工过程中地表变形的规律进行研究,分析注浆压力等施工参数对地表变形的影响。通过不同影响因素的分析,发现顶管施工中土体损失是引起地表沉降的主要因素,因此实际施工中需要严格控制出土量。结果表明顶管顶进过程中由于土体损失作用,在顶管机掘进面上方地表会出现显著沉降变形,随着顶管进一步推进以及注浆压力的施加,地表沉降会逐渐恢复并出现一定的隆起,随着注浆压力的消散,地表又表现为一定的沉降变形。地表沉降主要集中在顶管施工区域,显著影响范围为2.5倍顶管宽度。     

基于动态代理模型的顶管掘进时邻近构筑物变形预测

在顶管法施工穿越既有隧道时,控制顶管掘进导致的既有隧道变形以及地表沉降对设计、施工至关重要,有必要对顶管掘进引起的既有隧道变形以及地表沉降进行预测。采用动态代理模型优化方法对顶管掘进引起的隧道水平收敛和地表沉降进行了反演预测,同时对比了动态代理模型方法和静态代理模型方法的计算准确度和效率。结果表明,使用优化后的参数得到的隧道水平收敛和地表沉降计算值与监测值较为接近,相比静态代理模型方法,动态代理模型方法所使用的样本数更少,计算效率更高。     

大直径顶管近距离侧穿高架桥桩的数值分析

顶管施工引起的地层移动和地表沉降是顶管设计和施工中备受关注的问题,本文以石井污水处理系统管网工程一石井河上游截污渠箱工程为例,采用有限元方法,对顶管隧道近距离侧穿高架桥桩的桩体侧移、地表沉降进行了数值分析研究,并采用曲线拟合方法反算桩体弯矩。结合理论计算及实测数据,对数值计算结果进行对比,结果表明采用的数值计算模型和参数取值是可行的,可用于预测后续顶管隧道施工引起临近桩体侧移、桩体受力和地表沉降结果。     

出入口通道顶管近接高架桥桩施工影响

文章针对广州地铁某车站出入口通道顶管近接高架桥桩,建立有限元模型,分析工后地表竖向位移和桥桩位移,得到结论:(1)沿主干道轴线地表竖向位移主要发生于47~#、48~#桥墩之间,最大沉降约5 mm, 47#、48#桥桩表现出挡土效应,靠近顶管一侧地表略有隆起;(2)主干道高架桥桩桩顶沉降最大值约0.4 mm,匝道高架桥桩桩顶沉降最大值约0.5 mm,浅埋顶管施工对桥桩沉降的影响很小;(3)主干道和匝道高架桥桩最大水平位移均发生于桩顶,顶管两侧桥桩水平位移接近对称,横桥向为主要水平位移方向。     

顶管施工土体扰动的实测分析研究

对福州某工程顶管施工期间地表位移、土体位移及孔隙水压力进行了现场监测,并根据实测结果分析研究了顶管施工的土体扰动特性。结果表明,顶管施工引起的地表位移可分为顶管到达前沉降、施工扰动沉降、管土间隙沉降及土体固结沉降四个阶段;土体位移(相对地表)在顶管机头距离监测断面5m范围内达到最大,而孔隙水压力变化比土体位移变化要及时,可通过监测孔隙水压力对施工引起的土层移动作出超前预测。     

手掘式顶管施工应注意的问题

通过广园快速路A22标工程f1650圆管涵顶管施工的具体实例,探讨了手掘式顶管施工要获得成功的各主要问题,如顶进方式确定、顶力计算、后座墙设计、顶铁长度确定、测量和纠偏措施等。     

富水环境地铁站出入口矩形顶管施工加固方案

矩形顶管广泛应用于城市管线工程,施工过程中土体的加固方案关系着整个工程的施工质量及安全。依托深圳市地铁12号线新安公园站D2出入口顶管工程,分析了矩形顶管工作井、接收井以及区间的加固原则和加固方案,并对加固方案的实施过程进行了数值模拟,得到了地表沉降随顶管掘进深度的变化规律。结果表明,随着顶管掘进深度的增加,顶管隧道上部地表沉降随之逐渐增大,在顶管顶进14节后沉降值总体趋于稳定,最大沉降量为16 mm,符合技术规范的要求,验证了加固方案的合理性,可为类似工程的设计和施工提供参考。     

超大直径钢顶管近距离侧穿高架桩基施工关键技术

以虹桥商务区核心区(二期)管沟工程为例,结合目前国内超大直径DN4200钢顶管近距离侧穿高架桥桩基和地表沉降监测数据,分析顶管顶进引起土体损失、顶管机正面推力及摩擦力等因素对周边土体的扰动是地表及周边构筑物变形的主要原因。通过对顶管近距离穿越桩基的顶进控制研究,制订合理的施工技术方案,采取必要的保障措施。施工中地表和临近桥梁沉降因顶管机正面推力、注浆压力等因素发生波动,沉降和变形均符合变形控制标准,确保工程顺利实施。这为类似工程提供良好的借鉴经验;也为今后城市复杂环境、复杂施工工况下,城市综合管廊开发应用奠定基础。     

软土地区矩形顶管施工地表变形控制措施探讨

通过上海软土地层中3个大截面矩形顶管施工实例结果分析,发现矩形顶管推进引起地表变形具有一般规律性。笔者对地表隆沉及局部变形的机理进行了深入分析,并对变形控制措施进行了详细探讨。变形一般规律:地表隆起越大,则相应地表沉降量越小;最大沉降均发生在距始发井5~10 m的范围;当顶管机经过测点后推进约25 m左右时,监测断面上各测点的沉降值已趋于稳定。掘进面的地表隆起主要受顶进推力影响,地表沉降则受土体损失控制。顶管中段的土体损失沉降比较稳定,可通过调整掘进面上方的隆起与最终沉降的量值占比来达到最优变形控制目的。     

考虑轴线偏差的钢顶管允许顶力计算方法

钢顶管轴向稳定性直接影响到允许顶力大小。若顶力控制不当,顶管可能发生轴向失稳破坏。顶进过程中的轴线偏差会降低轴向稳定性。为解决存在轴线偏差的钢顶管允许顶力计算问题,考虑管周土体的约束、管土摩阻力的共同作用,将钢顶管顶进过程中的轴线偏差作为初弯曲,建立并求解能量方程,获得了临界顶力荷载的解析解。结合实际工程,提出了根据容许轴线偏差量与管长共同确定初弯曲的方法,计算了不同初弯曲条件下的稳定系数与允许顶力。稳定系数与轴线偏差呈二次曲线关系,轴线偏差越大,顶管轴向稳定性越低,允许顶力越小。钢顶管施工过程中,应根据轴线偏差造成的不同初弯曲计算稳定系数与允许顶力,以控制顶管顶力,避免发生轴向屈曲。     

长距离顶管顶力控制分析

顶管顶力与顶进距离呈线性增长之势,而后背方向可以提供的抵抗反力为固定值,因此如何有效地控制顶力增长的趋势,成为长距离顶管过程中必须要解决的问题。文章以蓟运河过河顶管工程为例,从顶力计算、中继间设置以及触变泥浆减阻3个方面进行阐述,解决了顶管顶力增长过快的难题。     

软土层小净距顶管隧道施工地表沉降研究

城市软土地层中采用小净距顶管法修建隧道,不仅可以有效利用地下空间,还能极大减小施工对环境的影响。为了合理确定双洞顶管隧道的净距,充分利用有限的地下场地,本文通过有限元数值模拟,计算分析了不同净距大小和先后顶进施工工况下,横向地表沉降和纵向地表沉降的变化规律。研究结果能够优化隧道线路设计、帮助制定环境保护控制措施和制定合理施工方案,有效解决城市软土地层地下空间资源紧缺、施工环境风险高等难题。     

顶管施工中管壁摩阻力理论公式的商榷

本文针对《给水排水管道工程施工及验收规范》中计算顶管施工顶力的理论公式，提出了其存在的问题，而这些问题所造成的误差也较大。因此，该文对矩形和圆形管道在顶管施工中的顶力计算提出了对规范公式的修正式