考虑超大断面顶管施工过程的地层变形数值分析

大断面顶管施工不可避免地会对相邻土体产生扰动,如果控制不周,会引起周围地层的过大变形和建筑物以及相邻管线的损伤。因此,研究大断面顶管施工对周围地层的影响有着十分重要的意义。结合郑州市某超大断面矩形顶管施工工程,结合现场实测数据和数值模拟方法对顶管施工过程进行分析,揭示顶管施工过程中地层土体的位移变化规律。研究发现:土体竖直方向的沉降主要集中在(-2~2)D(D为矩形顶管截面长边的边长,m)的范围内;土体的侧向位移曲线呈弓形,隧道上、下两部分的土体向着顶管轴线方向移动,而中间部分的土体向着背离顶管轴线方向移动;土体的纵向位移曲线也呈弓形,顶管周围的土体向着顶进方向移动,而顶管上部和下部的土体向着背离顶进方向移动。     

深埋顶管长距离穿越无水砂层三维数值模拟

基于大口径深埋顶管长距离穿越无水砂层现场试验,采用FLAC3D建立三维精细化数值模型,分析顶管顶进及管节与周围砂层相互作用,研究结果表明:顶管施工引起工作井处顶部土层沉降,接收井处土层隆起;注浆能有效降低施工引起的土层变形,且优化浆液较未注浆工况降低土层变形约为80%,较常规浆液工况降低土层变形约为68%;顶管隧道轴力在管节工作井位置最大,接收井位置最小,沿顶管轴向呈近似线性分布;注浆能有效降低施工顶力,优化浆液最大顶力较未注浆工况降低约为83%,较常规浆液工况降低约为43%。     

土压平衡矩形顶管正面附加推力对地表隆起变形影响研究

以全国最长的大截面矩形顶管综合管廊工程为背景,基于弹性力学Mindlin解和随机介质理论,分析顶管施工对地表隆起变形的影响.研究发现:地表隆起过程可分为四个阶段,分别为缓慢隆起阶段、快速隆起阶段、沉降阶段和稳定阶段,并得到地表隆起超限主要集中在快速隆起阶段,该阶段地表快速隆起变形的主要诱因是正面附加推力,其次为顶管机摩擦力和后续管节摩擦力;刀盘挤土压力对正面附加推力影响很大,基于弹性力学Kelvin解,并引入刀盘转速比,得到大、小刀盘转速比在0～0.2范围内时对刀盘挤土压力影响很大;基于进出土平衡理论,并引入螺旋机转速比,得到它对刀盘开口处土压力影响很小,但顶进速度对刀盘开口处土压力影响很大;综合各因素得知,在矩形顶管施工参数中,刀盘转速比和顶进速度对正面附加推力影响很大,是造成地表隆起变形的主要原因.     

矩形顶管隧道施工中触变泥浆套形成规律及减阻效果试验

为研究在矩形顶管施工中砂质土和黏性土两种地层条件下泥浆的扩散半径、减阻效果,通过自行设计的试验台架,设定不同的覆土压力及浆土混合比例,进行了模拟试验。结果表明,砂土地层泥浆灌注起始压力约为4/5覆土压力,且注浆压力与扩散半径均呈线性增长;黏性土地层中注浆起始压力约为2倍覆土压力,浆液的扩散形式为劈裂渗透,渗透扩散不均匀,泥浆套成形质量较差;纯触变泥浆形成的泥浆套最大摩阻系数为0.011 8,对应的摩擦角为0.68°,随着黏土含量增大,泥浆减阻效果降低;现场实测最大顶推力比理论最大顶推力约减少60%,应用效果良好。研究成果能够有效解决矩形顶管隧道施工阻力大、小间距隧道顶进施工对既有管节的影响大等问题,具有推广应用价值。     

手掘式顶管中箱梁顶进力计算研究

通过辨析普通手掘式顶管施工中顶进力计算公式的特点,对顶进施工中的箱梁进行了受力分析,推导得到了手掘式顶管中矩形箱梁的顶进力实用计算公式,且基于某工程的实测数据,将实用计算公式计算的结果与实测数据进行了对比,结果较为合理,从而验证了实用计算公式的合理性与可靠性.     

多排平行顶管施工对地表沉降影响的模型试验分析

多排顶管施工顶管间的相互影响国内外研究较少.分析多排顶管施工对地表沉降影响的特点以获得地表沉降值的规律,通过对三排顶管施工的模型试验,推测地表沉降规律变化,来分析近距离连续顶进多排顶管对地表沉降的影响.研究结果表明:1号顶管、2号顶管、3号顶管顶进所造成的沉降曲线趋势呈现先隆起后下沉最后趋于平稳的状态;先施工顶管引起的...     

箱涵顶进施工对下卧既有隧道变形影响分析

以某箱涵顶进施工上穿既有隧道为工程背景,采用ABAQUS数值软件建模分析,重点分析了箱涵顶进施工过程中既有隧道的变形规律,得到以下结论:箱涵顶推施工过程中,左线隧道首先被扰动而发生变形,由于左线隧道一直承受上方箱涵卸载和顶推摩擦力影响,致使在开挖完成后左线隧道的变形量和变形影响范围均大于右线隧道;箱涵顶推过程中,各阶段...     

建筑给排水工程案例分析与顶管施工技术

通过采用顶管施工技术对某污水收集工程管道施工的过程进行研究.结果表明,该机械顶进流程控制措施,可使得顶管机的工作效率达到48 m3/h,优化出的顶进控制土压力为0.3 MPa,可以很好地控制螺旋挖掘机排出土量与顶进速度的关系;在不同顶管顶进距离下,随着横断面顶进距离的增加,地表变形呈现先减小后增大的特征;顶管工作面到达...     

盾构隧道在不同施工工况中地表变形的模拟研究

为研究盾构隧道在不同施工工况中地表及自身的变形规律,本文建立了盾构隧道的有限元模型,对盾构隧道在不同施工工况下的开挖进行了模拟计算,即采用不同掘进顶推力施工时的地表沉降、隧道不同埋深情况下施工时地表沉降、开挖完成后地表作用大面积荷载情况下的地表沉降,以及隧道修建完成后地下水位变化后对盾构隧道变形等不同工况的模拟计算．结果表明：盾构的顶推力会导致其前方一定范围的地表土发生向上的隆起,并且顶推力越大,隆起变形和范围均较大．在相同顶推力作用下,埋深较大的隧道地表点的隆起变形和范围较小．地下水位上升会导致地表浅层土体发生回弹变形,并且下方有盾构隧道的地表的回弹值要比下方没有盾构隧道的地表的回弹值小;当地下水位从盾构隧道拱底逐渐升高到中心处和拱顶时,盾构隧道结构会出现竖向和侧向变形,并且水位越高,变形量也越大．     

地震波层析成像探测技术与水平定向钻拉管技术在地下障碍物探测中的应用

顶管施工属于非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术,该项技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。但是,在顶管施工过程中一旦遇到地下障碍物,将导致顶管顶力突然增大,顶管顶进方向偏离设计轴线,严重影响顶管施工的顺利进行。福州市某污水顶管施工需要穿越河道,通过前期资料收集发现,河道两侧可能存在护岸抛石等地下障碍物。为了查明护岸抛石的分布情况,综合应用了地震波层析成像探测技术与水平定向钻拉管技术进行探测,既为后期顶管施工的顺利进行提供了参考依据,又降低了探测成本,提高了探测效率。     

管线偏转对GRP顶管接头影响的数值分析

采用三维有限元方法研究了管线偏转对GRP顶管接头的影响,得到了GRP顶管接头在管线发生偏转时的受力状况,对管道接头处的接触压力、Mises应力及其分布情况进行了分析,并对在不同偏转角情况下的最大应力进行了比较。说明了管线偏转对GRP顶管的影响非常大,由于管线偏转,管道往往会在远小于实际所能承受的顶力的情况下发生破坏,必须对最大允许偏转角度进行限定。     

外径尺寸偏差对玻璃钢夹砂顶管顶力影响分析

玻璃钢夹砂顶管由于制作模具的锥度影响，外径尺寸会有一定的偏差，对顶管施工产生影响，根据弹性理论和弹塑性理论分析了这一影响．首先由实际情况给出了计算模型，在此基础上得到了考虑外径尺寸偏差后的管壁外压力和摩擦阻力计算公式，然后通过两个具体算例表明考虑尺寸偏差后顶力会有较大程度地提高，最后提出了合理的建议．     

排水管道顶进过程中的偏差与校正

徐州故黄河东岸排水管道采用DN 1500mm混凝土管道，其施工方法为顶管法．对排水混凝土管道顶管施工中出现的偏差进行了分析．阐述了不出现较大偏差时应采取的挖土、顶进和检测方法，并提出了一种挖土校正中线偏差的方法．     

包河大道高架顶管工程施工技术

文章对合肥市包河大道高架工程一标段污水顶管施工各部分技术要点做了详细的解析,对顶管施工技术在市政工程中的应用进行了探讨。     

管幕预筑法中大直径顶管施工地表沉降研究

管幕预筑法顶管工程相比于传统管幕法顶管工程具有顶管间距小、顶管直径大等特点。目前对于密排大直径顶管的应用较少,对管幕密排顶管施工顺序和顶管施工地表沉降规律理论研究不足,密排顶管施工土体的变形趋势与单一顶管相差较大,传统的Peck公式预测地表沉降难以适用。为了解决密排顶管的施工顺序以及顶管施工地表变形规律,采用大型模型试验对三种典型的顶管施工方案进行试验,研究大直径密排顶管之间的相互影响作用和顶管施工过程中的地表变形特征。通过试验发现密排顶管之间不仅存在相互支挡现象,而且顶管与周围土体共同作用形成的管土拱效应对施工下排顶管形成“保护”,从三组模型试验方案来看,考虑管土拱效应的顶管施工方案管幕中轴线位置处地表沉降最大值仅为6.09 mm,小于其他两组方案,根据这一实验结果提出管土拱效应对于封闭管幕下排顶管的“保护”作用,确定管幕预筑法密排顶管施工最佳的顺序是先施工管幕上排顶管再施工管幕两侧以及下排顶管;同时改进Peck公式来预测密排顶管施工产生的横向地表沉降,改进的peck公式考虑了相邻顶管支挡与管土拱效应的支挡效应,修改Peck公式参数取值的具体办法,改进的peck公式预测结果与模型试验横向地表沉降曲线吻合良好。     

上虞市小舜江输水工程顶管施工

上虞市小舜江输水工程是引汤浦水库之水供上虞市有,为了保证安全渡汛,公路畅通和管道的安全运行,管道须穿越堤塘,公路进行施工,结合该工程实例,介绍了顶管施工方法。     

顶管施工技术在赣州市截污干管工程中的应用

赣州污水处理厂截污干管工程采用先进的顶管工艺施工，有3项重要的施工内容：工作坑及接收坑施工、管道顶进作业和泥浆润滑．该工艺具有速度快、精度高、质量好、施工操作简单易行等优点，有利于保护生态环境，同时又是一种安全有效的施工方法．     

NPD-A1500泥水平衡顶管施工与质量控制

简要介绍了NPD-A1500泥水平衡顶管机的工作原理,阐述了采用NPD-A1500泥水平衡顶管机进行顶管施工的方法与质量控制措施,同时提出了施工过程中应注意的问题.     

管幕预筑法顶管施工顺序对地表沉降的影响

以太原火车站管幕预筑法（PPM）大直径顶管群施工为背景,采用有限差分软件FLAC^3D对优选的8种有代表性的顶管群施工顺序进行数值模拟,研究不同大直径顶管群施工顺序下的地表变形特征. 试验结果表明：先施工管幕上排顶管的方案所引起的地表沉降量小于其他方案,与先施工管幕下排顶管的施工方案相比,其所引起的地表沉降要小1 cm;管幕上排顶管与周围土体之间形成管间微型土拱,并在管幕上方密排顶管之间形成组合土拱效应. 该组合土拱效应不仅可以承担一部分管幕上覆荷载,而且可以减小管幕下排顶管施工对地表的扰动,有效减小了管幕预筑法密排顶管群施工所引起的地表沉降.     

顶管法工作井土体加固对围护结构的影响研究

顶管法工作井的坑内、坑外土体加固对控制地表沉降和围护结构的侧向位移有显著作用。以天津地区某人行地道为背景,首先研究了坑底土体加固深度和加固程度对围护结构的影响,确定了合理的加固深度和加固程度。然后结合盾构法进出洞口土体加固的工程经验,给出了较为合理的顶管法进出洞口土体加固的范围,并结合相关规范及工程经验提出了一种将进出洞口加固后的土体计入围护结构计算的方法。本文的研究成果和计算方法为顶管法工作井土体加固的设计提供了参考。