顶管隧道施工环境影响研究

采用有限差分法并考虑流固耦合的作用,分析研究了顶管顶进施工对周边地表变形、土体内部位移、孔隙水压力及土体主应力的影响规律。结果表明,顶管顶进过程中沿顶管纵向地表位移在机头前方约1D(D为顶管直径3.8m)处隆起值最大且距离机头越远隆起变形越小;横向地表受顶管施工扰动影响较大的区域为其轴线两侧3D范围内;孔隙水压力先增大后减小,且在顶管机头通过计算断面2D时土体孔隙水压力达到最大;同一水平面上顶管轴线处主应力受到的影响最大,且影响范围约为2D。最后将数值模拟结果与理论值进行对比,得到的结果基本一致。     

复杂地质条件下大型顶管施工偏移处理的研究分析与应用

为解决大型顶管顶进过程中机头偏位、管道偏移的现象,依托瑶海区南淝河大型顶管工程为载体,采用理论分析与实践应用相结合的方法,系统总结纠偏处理过程的施工方法。研究表明：当管径较大、偏移较大而常规的非开挖纠偏措施不能解决时,可采用沿顶管轴线方向打双排钢板桩作为支护,机头取出,纠偏管位,改变顶进的方向,在管道对接位置做混凝土现浇闷井,解决了这一难题。     

大直径穿湖顶管回退施工关键技术研究

顶管技术具有施工方便、不中断地上交通、无噪声、无环境污染等优点,因此广泛应用于地下空间的开发利用,但在实际的顶管顶进施工中难免遭遇无法清除的障碍物,造成无法继续顶进的问题。依托武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江顶管工程,提出一种施工方便、高效率的大直径顶管退管方法,阐述了退管工艺流程,并总结了施工过程中的关键技术,同时就二次顶进设计准备进行设定。实际工程效果表明,该退管方法适用于大直径顶管退管工程,能够很好地解决大直径顶管退管回退阻力大、反推力不足的问题,从而有效提高退管施工效率,降低施工成本。     

大口径顶管穿越粉细砂层技术难题及应对措施

本文介绍了某内径4m的钢筋混凝土顶管穿越粉细砂层的工程实例,整个顶管过程中,遇到了顶进机头“磕头”现象、顶进阻力成倍增加和顶进纠偏困难等众多问题,通过重新计算和分析,在顶进过程中通过增加中继间数量和一些减阻措施,并且在机头进洞前采取了加固粉细砂地层的方法,有效地控制了机头的进洞误差,使工程顺利贯通,为相关类似工程提供参考。     

钢绞线在大口径长距离故障顶管退管施工中的应用

上海市白龙港片区污水输送干线大口径长距离过江顶管在顶进过程中,遇到地下桩基不得继续顶进,为了清除障碍管道,使顶管按原路线继续顶进,结合地质环境和管道长度情况,提出应用钢绞线作为回拉钢索进行退管的施工方法。通过在钢封门上设计钢绞线永久锚固端,在工作井内安装反推装置设备,来实现逐节退管。采用此工艺已成功拔出95m障碍管道,同时通过理论计算和实测数据对比,发现规范中钢绞线预应力损失公式适用于该退管工艺中钢绞线应力损失计算。该技术有望为其他类似障碍顶管工程提供参考。     

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。     

大直径双排平行钢管顶管施工技术

某直径3m的双排平行钢管顶管工程,整个管线在淤泥质粉质粘土和粉质粘土中顶进,选用两台多刀盘土压平衡顶管机施工.通过计算,确定了双排平行钢管顶管的中心间距和错位纵距,保证了施工过程中两排顶管无不良影响.通过对顶力和顶进轴线的控制,保证了顶进工作的顺利进行.     

软土地层管幕群顶进的相互作用及闭合姿态的实测分析

管幕群在地下穿越工程中对保护穿越对象发挥着关键作用。为了施工形成严格封闭的管幕群,需要每根顶管进行高精度的顶进施工,而众多相邻顶管顶进的相互作用极为复杂,导致每根顶管的姿态变化及管幕群最终闭合误差呈现不确定性。依托于某大型"管幕–箱涵"工法顶进穿越中环线工程项目,采用实时监测手段对管幕群顶进过程中各钢管的姿态与变形进行了记录,在此基础上分析研究了各类钢管在顶进过程中的相互作用以及管幕群贯通闭合后的姿态与变形规律。结果表明:①顶管之间的相互作用体现为先施工顶管(先管)对后顶进钢管(后管)姿态的约束、导向作用,相对偏差大致控制在4 cm以内;②受到钢管纵向刚度的影响,70%钢管姿态纠偏明显滞后于机头姿态变化,前期偏差累积较大,在末端顶管刚度随长度增加而减少,在强行纠偏下,顶管偏差变化幅度较大;③管幕群的闭合姿态在始发端及加固区段均保持良好;在中段各钢管出现明显变化,甚至部分钢管间拉开较大;在接收端,大部分钢管偏移相对减小。     

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。     

软土地层管幕群顶进的相互作用及闭合姿态的实测分析

管幕群在地下穿越工程中对保护穿越对象发挥着关键作用。为了施工形成严格封闭的管幕群,需要每根顶管进行高精度的顶进施工,而众多相邻顶管顶进的相互作用极为复杂,导致每根顶管的姿态变化及管幕群最终闭合误差呈现不确定性。依托于某大型“管幕-箱涵”工法顶进穿越中环线工程项目,采用实时监测手段对管幕群顶进过程中各钢管的姿态与变形进行了记录,在此基础上分析研究了各类钢管在顶进过程中的相互作用以及管幕群贯通闭合后的姿态与变形规律。结果表明:①顶管之间的相互作用体现为先施工顶管(先管)对后顶进钢管(后管)姿态的约束、导向作用,相对偏差大致控制在4 cm以内;②受到钢管纵向刚度的影响,70%钢管姿态纠偏明显滞后于机头姿态变化,前期偏差累积较大,在末端顶管刚度随长度增加而减少,在强行纠偏下,顶管偏差变化幅度较大;③管幕群的闭合姿态在始发端及加固区段均保持良好;在中段各钢管出现明显变化,甚至部分钢管间拉开较大;在接收端,大部分钢管偏移相对减小。     

超长距离大口径钢顶管曲线顶进轨迹的控制技术

分析了钢顶管曲线顶进轨迹控制系统应满足的要求,提出了适合超长距离大口径钢顶管曲线顶进的轨迹控制系统,并分析了各组成部分在轨迹控制中的作用。从机头姿态控制和线形控制两方面介绍了钢顶管曲线顶进的施工控制方法,提出了及时准确测量、机头与二级纠偏管联合作用、绘制机头偏差趋势图、及时启用纠偏特殊管、用螺栓和卡箍控制开口量等轨迹控制方法。介绍了上海青草沙水源地原水工程严桥支线,对钢顶管曲线顶进轨迹控制技术的实际应用效果进行了分析。实践证明,对于钢顶管的曲线顶进,采用提出的轨迹控制技术会取得较好的控制效果。     

市政工程顶管施工发生管道抱死现象的解决办法

在市政工程污水管道顶管施工过程中,遇到流沙层,并由于设备损坏维修后,发生抱管现象,致使顶管施工在中途无法继续顶进。经综合对比分析,采用"反顶+钢套管"的方法取出机头的同时并完成剩余管道的顶进工作。     

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。     

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。     

超长距离曲线钢顶管施工技术

以珠海某供水曲线钢顶管施工为例,对超长距离曲线顶管关键施工技术进行阐述。通过分析软土层曲线钢顶管施工难点,研究了超长距离曲线钢顶管轴线控制工艺及设备,并结合顶管失稳理论分析,保证曲线顶进施工的安全可靠,为今后类似工程建设提供技术借鉴。     

穿越软硬不均地层的过河钢顶管施工案例分析

以思科(广州)智慧城供水工程穿越沙湾水道段顶管工程施工为例,提出穿越软硬不均地层的长距离过河钢顶管施工过程中的重、难点主要为河水可能入侵掌子面造成涌水和坍塌、顶管轴线偏差大、顶进阻力大以及地层不均匀造成的结泥饼和滚刀偏磨等。对顶管机复合地层刀盘的二次碎岩原理、泥浆材料配合比及物理性质、方案设计及实际施工中继环数量及位置的确定、气压平衡换刀及清障的原理和技术等进行了详细说明。结合本工程特点,阐述了地质条件突变、机头偏转及轴线偏差过大等情况下的应急处理措施。本工程的顺利施工,可为类似穿越软硬不均地层的长距离过河顶管工程施工提供参考。     

嘉兴市污水处理排海工程超长距离顶管施工

嘉兴市污水处理排海工程一次顶进 2 0 5 0m超长距离钢筋混凝土顶管 ,由于选择了合理的顶管机具型式、成功地解决了减阻泥浆运用和轴线控制等技术难题 ,用约 5个月完成全部顶进施工 ,创造了新的顶管施工记录     

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。     

基于Pasternak地基模型的钢顶管纵向稳定性研究

本文采用Pasternak地基模型,研究了钢顶管在纵向顶力作用下,顶管长径比、径厚比、椭圆度、轴线偏差与地基反力系数对其纵向稳定性的影响。参数分析结果表明,钢顶管径厚比小于150时对纵向稳定性影响不大;地基反力系数对钢顶管纵向失稳模态具有一定影响,对纵向稳定性系数的影响较小;顶管椭圆化率会减弱顶管的纵向稳定性,但降幅并不显著。纵向稳定性系数随长径比的增大呈线性折减,随轴线偏差值的增加而显著降低。综合长径比和轴线偏差因素,可得钢顶管稳定系数的经验公式,为顶管设计施工提供理论依据。     

平行顶管近接施工的室内试验研究

顶管工程中泥浆护套对顶进中的地层变形与土体劈裂有重要的影响。通过室内试验研究了近距离平行顶管的相互作用。在不同注浆条件下,将顶管顶入布置有两条既有顶管管道的试验箱内,通过测试系统获得不同注浆条件下顶管顶进时顶力的变化情况、土体的竖向变形和顶管顶进对既有顶管管道产生的影响。研究结果显示:顶管顶进过程中,顶力先增大后逐渐减小,土体出现隆起现象;新顶进顶管对既有顶管管道上方土体产生影响,但影响有限;注浆可以有效减小顶管顶进阻力,分布在顶管外壁和周围土体中的浆液使土体体积膨胀,这使得在注浆条件下土体表面产生的变形大于未注浆时土体表面变形。试验结果可以有效地指导近距离平行顶管的施工。