软土地区钢顶管施工引起的地表变形规律

为研究软土地区钢顶管施工引起的地表变形规律,以东莞某输水工程为背景,分别采用预测公式、数值模拟和现场监测的方法对顶进过程中引起的地表变形进行了计算和监测,以期得到顶进过程中纵、横方向的地表变形规律。首先推导出了基于顶进间隙的地表变形预测公式并计算出顶管施工可能产生的最大竖向位移为14.1 mm,此变形量在规范允许路面沉降范围内(≤20.0 mm),无须进行土体加固等措施;然后采用数值模拟的方法建立有限元模型对顶进导致的地表变形进行了计算,并就减轻地表变形的方法进行了讨论;最后与现场监测的结果进行了对比分析。结果表明：3种方法得到的变形曲线形状除了顶管轴线处地表峰值位移(数值模拟数值为13.7 mm,现场监测为15.2 mm)有稍许差异外,整体基本一致;顶管顶进时,横向监测断面的沉降槽呈“V”形,最大沉降值在顶管中心轴线处,随着距离中心轴线越远,沉降值越小,最后趋于0;纵向监测断面呈倒“S”形,大致可分为顶进前土体的隆起,顶进中土体的沉降,顶进后土体轻微回隆,顶进后土体稳定4个阶段;在顶管施工前可以对地表变形进行预测和数值模拟计算,结合预测和模拟计算的结果,通过合理的设置顶推力、注浆压力...     

DN1350污水管道顶管施工技术

对于青岛市双埠立交桥改造工程DN1350污水管道顶管施工技术,本文对施工准备、降水措施、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、顶管顶力计算、设备选择、顶管顶进、纠偏及闭水试验等施工全过程进行了较为详细的阐述。     

管节—接头的弹性地基梁法及顶管施工模拟分析

针对曲线顶管工程的特点,通过建立管节－接头力学模型及弹性地基梁法,对顶管施工的顶力、管接头张开量、管段内力、土体抗力及土体的稳定性等进行了计算与分析,研究成果在大口径小半径曲线管施工实践中的成功应用,证明其对今后同类工作中具有较好的指导意义和实用推广价值。     

矩形顶管掘进地层变形规律数值模拟研究

矩形顶管具有高利用率、扰动小、造价低等优点,被广泛应用于浅埋地下工程施工中。目前的研究大多利用力的控制,不能够对地表沉降进行准确预测。基于此,依托苏州某矩形顶管项目,利用“位移控制法”实现顶进全过程数值模拟;在充分考虑管土摩擦作用和超挖地层损失影响下,分别利用“罚函数”法和“等代层”法进行模拟,建立矩形顶管三维动态数值模型,研究顶管施工对地表横向和纵向变形的影响规律。在此基础上,进一步研究摩擦系数、内摩擦角以及黏聚力等敏感性参数对地表变形的影响规律。结合工程实测数据,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明：顶管掘进过程中掌子面前方土体隆起,后方沉降,顶管施工完成后地表横向呈现整体沉降,沿中轴线对称分布,地表变形与摩擦力成正比,与土体内摩擦角、黏聚力成反比。     

顶管穿越高速公路安全性分析

随着经济的飞速发展,顶管穿越高速公路时有发生.以油气管道穿越合肥新桥国际机场为例,基于Midas GTS NX建立三维模型,对由于顶管施工引起的高速公路沉降进行了全过程计算和分析.结果表明,采用泥土平衡顶管机施工,高速公路的沉降指标可控制在容许限值以下.     

矩形顶管管-土接触面状态及顶推力预估

天津地区采用较大直径的矩形顶管施工地铁车站出入口可借鉴的工程经验较为匮乏.考虑施工停顿、管体悬浮和减阻剂体积等因素的影响，提出了耦合有限差分法和顶力-顶程控制方法的顶推力计算模型，并应用于矩形顶管顶推力的预估.针对天津地层情况，采用该模型预估地铁车站出入口顶管施工中的顶力.现场试验与监测数据证明顶力预估模型的正确性，有助于顶管工作井后背墙的设计优化及长距离大直径顶管施工中继间的布置.     

机械式泥水平衡顶管施工在沿江软基道路中的应用

结合安徽沿江市政道路地质情况,对软土地基污水管道顶管工程作了初步分析。介绍了工程概况,具体叙述了顶管施工技术方案选择、顶管设计中顶力计算、顶管工艺流程及施工要点的内容,为工程设计提供一定的参考依据。     

顶管出洞施工技术措施

顶管出洞技术是顶管工程的关键工序之一，本文根据某污水管道工程DN2600顶管工程的施工实践，阐述了顶管出洞技术措施。     

风化地层圆形顶管下穿既有高速公路掘进隆沉变形控制

风化岩层圆形浅埋隧道在掘进过程中岩层表现出隆沉变形状态,而顶进力作为其重要影响因素,分析二者之间的联系对岩层变形控制有重要的意义.以青岛地铁8号线电力线路浅埋隧道采用顶管施工为工程背景,运用理论分析与FLAC^3D数值模拟研究在风化岩层圆形隧道开挖施工过程,分析在不同顶进力作用下岩体与管节变形情况.研究结果表明：顶进力作为施工过程中重要参数,对岩土变形有着重要影响;顶管处岩土沉降量均大于地表沉降量,但由于顶进力的存在可能会导致岩土先产生隆起之后再产生沉降,且随着顶进力的增大,隆起量也明显增大,但隆起量敏感度高于沉降量;同时顶进力会引起开挖面附近岩土应力变化,但影响范围有限,开挖面左右5～10 m,后方0～10 m为顶进力重要影响区.     

岩石地层中顶管顶力计算方法研究

顶管施工常见于市政地下管线建设工程,相应的顶力计算模型已经发展成熟并成功运用于实际工程,然而,目前国内外对岩石地层中的顶力计算研究较少,为此,针对福建平潭引水工程中某曲线顶管穿越硬质岩层,考虑掘进后隧洞的稳定性,分别从管岩接触与管浆接触这2种接触方式计算管侧摩阻力,同时采用Hertz与Persson这2种弹性接触理论推导施工状态下钢管与岩层之间的接触角度。此外,考虑管节中轴线以下与沉渣带发生局部接触,在顶进过程中沉渣带分布沿管线呈概率分布,提出一种适用于此类接触条件下的顶力计算模型。研究结果表明：在理想状态下,钢管在顶进过程中与周围岩层之间接触角度在0.57°～1.15°范围内,可认为管岩之间处于点或线接触状态;与沉渣带接触时,当沉渣带分布沿管线占比为0.5～1.0时,实测顶力曲线基本被包络在管渣接触曲线的上下限之间,证明所提出顶力计算模型是有效的,可为相关工程研究提供参考。     

矩形顶管施工多测点位移反分析方法

针对矩形顶管施工穿越土层段地表全范围沉降规律难以准确获取的问题。本文依托太原地铁2号线长风街站地下通道工程,基于位移反分析理论,综合应用黄金分割法和数值仿真方法,提出了土体弹性模量E与粘聚力c的反演方法。进而,从数值计算结果中可较为准确的获得地表全范围沉降规律。结果表明：相比单测点反演计算,选用三测点地表沉降实测值获取的土层参数E、c更能准确反映地表沉降。三测点反演迭代计算8次,沉降误差函数为0.0181,满足精度要求。选用不同位置的其他两个测点,对比分析其地表沉降数值计算值与实测值,相对误差很小,分别为0.45%和0.29%,验证了多测点位移反分析方法的准确性。研究结果可为矩形顶管施工地表沉降规律研究提供一定的指导意义。     

STS新管幕工法钢管顶进现场试验

采用STS(steel tube slab)新管幕工法建造沈阳地铁九号线奥体中心站.通过钢管顶进现场试验,对顶管过程中的地表竖向变形及顶管顶力进行监测.经过对监测数据的整理分析,重点研究了顶管过程中地表竖向变形及顶力的变化规律,总结出顶管顶进过程中地表横断面变形规律及地表变形随顶进距离的变化规律,并对其变形机理展开分析.根据顶管顶力监测值得出STS新管幕特殊顶管形式下适合沈阳地区的顶力估算方法,对STS新管幕工法的应用及发展具有重要的参考意义.     

灌浆法堵漏技术在黄河顶管工程中的应用

兰州市天然气管道穿越黄河顶管工程,是穿越黄河河底的敷设两条天然气管道的重要工程项目。在顶管过程中由于勘探钻孔漏水引起管道、顶管设备被淹。文章在对穿越黄河顶管过程中发生的透水现象进行分析的基础上,结合本工程河水流速较大、水头压力大、水中带压堵漏等特点,采用了水溶性聚氨酯堵漏剂以及CS浆液对漏水处进行了封堵,保证了工程顺利完成。     

砂姜粘土地层双排顶管施工的沉降变形规律

针对双排顶管施工互相之间的干扰作用对地层变形的影响,以徐州市第二地面水厂工程顶管穿越徐洪河段砂姜黏土地层工程实践作为工程背景.利用Midas/GTS模拟结果与室内试验对双排平行顶管施工过程中的沉降变形与横向间距的影响进行研究的方法,得到该类工程不同横向间距下的沉降规律与错位施工地层变形控制的重点.双排顶管工程错位施工对先行管施工和管道轴线的沉降影响最大,是实际工程中的重点实时监测部位.该结果对类似工程具有重要的借鉴意义.     

长钢顶管稳定特性的有限元分析

随着钢顶管直径和顶进距离的不断增大,复杂受力条件下的钢顶管屈曲破坏成为了施工过程中的工程隐患.通过简化长径比超过100的钢顶管受力模型,探讨了长钢顶管稳定特性有限元分析方法.首先进行钢顶管管道的特征值屈曲计算,得到管道的一阶屈曲模态.再将一阶模态作为初始缺陷引入到钢管,进行弹塑性屈曲极限分析.通过算例分析了钢顶管在各种基本荷载及不同组合荷载下的屈曲模态,并探讨了其弹塑性稳定极限荷载的变化规律.分析结果反映了钢顶管屈曲工程案例现象,并建议通过控制注浆效果和顶进措施来提高管道的稳定安全性,对于高围压下的钢顶管尤其需要注重顶力控制.     

细长薄壁顶管顶进力分布特征——以拱北隧道为例

摘要：基于理论力学刚体平衡得到的顶管顶推力计算公式忽略了顶进过程中顶管自身变形对顶进力的影响,不适用于细长薄壁顶管顶进力的估算。细长薄壁钢管截面刚度小,顶管变形影响管-土接触范围的法向应力分布,进而影响顶管的侧摩阻力和顶进力。通过建立细长薄壁顶管顶进力估算的位移控制有限单元分析模型,得到考虑顶管形变、接触范围、接触面侧摩擦系数、接触面法向应力的顶进力拟合公式。并且得到不同条件下的顶进力与顶进距离的函数关系。基于位移控制有限单元分析模型的顶管顶进力估算精度高,在细长薄壁顶管顶进力估算过程中更有优势。     

软土层顶管施工技术措施

某顶管工程在饱和软土层中施工,采用泥水平衡顶管机,投入3套顶管设备,分别在3条管线同时平行施工。现对其进出洞技术措施、工程力学参数计算、顶管设备选用及顶进施工要点做介绍。     

富水卵石层桩底小净距盾构下穿京台高速公路桥梁变形控制措施

以济南市轨道交通R1线王府庄站~大杨庄站区间盾构隧道下穿京台高速公路桥梁为工程依托,采用MIDAS-GTS有限元软件建立三维计算模型对比分析有无注浆两种工况下桥墩变形特征,计算结果表明：无注浆加固条件下,桥墩竖向沉降最大值达10.24mm,接近变形控制值10.0mm;采用袖阀管注浆加固条件下,桥墩竖向沉降最大值为6.35mm,加固效果对保护桥梁变形效果明显。施工过程中通过控制盾构掘进参数、同步注浆、补强注浆、渣土改良技术等施工精细化技术措施来减小盾构施工对桥梁扰动;针对桥梁沉降达到预警值、控制值分阶段采取洞内径向注浆、应急支顶措施,确保桥梁结构安全。监测结果显示,盾构整个穿越过程中,桥墩最大沉降值为3.11mm,表明袖阀管注浆加固对控制桥梁变形起到很好地效果。     

带翼缘板圆钢管顶进过程地表变形研究

采用带翼缘板圆钢管顶进形成地下管幕支护空间,相比传统的顶管工法具有诸多优点,已被用于建造城市地下空间.但由于翼缘板的存在,导致管周土压力分布复杂,顶进引起的地表变形与圆形顶管差异较大.基于此,在带翼缘板圆钢管管周土压力作用机理研究基础上,采用弹性力学Mindlin解推导出带翼缘板圆钢管顶进过程管周摩擦力引起的地表变形计算公式.基于沈阳地铁九号线奥体中心站暗挖段带翼缘板圆钢管顶进工程,采用Midas有限元分析软件对带翼缘板圆钢管顶进过程进行数值模拟计算.得出带翼缘板圆钢管顶进过程中,横截面地表变形呈“U”型沉降槽,纵截面监测点地表变形随顶管扰动逐渐增大,顶进截面超过监测面一节管长后地表变形趋于稳定;并分析了不同土体黏聚力、内摩擦角对顶进过程地表变形的影响.     

混凝土排水管道套管的顶管施工

套管作为各种管线穿越道路、铁路线路等的保护设施,应用较多。介绍了混凝土排水管道套管的施工方法,包括施工前的准备工作、顶管施工(包括工作坑的设计、顶进设备的配备、施工程序及操作方法)、闭水试验、施工质量和安全保证措施。