管幕预筑法中顶管间距对土拱效应的影响机理研究

为了研究顶管间距和土拱效应的影响机理,以太原火车站管幕预筑法大直径顶管施工为背景,根据土拱效应理论,建立了不等高的两顶管管间土拱的受力分析模型,推导出拱顶和拱脚的强度控制式及适用条件,得出顶管间距的计算方程组。同时以太原市火车站工程为例,验证得出顶管间距的合理性,分析了顶管及土体各个参数对土拱效应的影响,得出随着相邻顶管所成角度的增大,拱跨先不断减小到达最低点,再不断增大的结论,为今后管幕预筑法的理论研究提供参考。     

管幕箱涵顶进施工中地表变形监测及有限元模拟

上海市中环线虹许路-北虹路地下立交隧道工程采用了管幕施工与箱涵顶进相结合的施工方法.管幕箱涵顶进法是一种在软土中修建地下建筑物的新型暗挖技术,先用微型顶管技术在拟建的地下通道建筑物四周顶入钢管,然后将钢管间用锁口连接并注入防水材料构成防水地下空间,最后在拟建的地下通道空间内,采用软土开挖和预制箱涵顶进同步进行施工.箱涵顶进过程非常复杂,容易引起地表变形.结合实测数据研究超长大断面管幕箱涵顶进过程中地表变形的特征,得到一些与我国常规暗挖施工所不同的新规律,建立了能够考虑网格前管幕土欠挖、超挖施工工况的三维有限元模型,实现了箱涵顶进过程及其他地表变形的模拟,计算结果与实测地表变形较吻合.     

管幕预筑浅埋隧道稳定性分析

沈阳某地铁车站是国内首次应用管幕预筑法施工的特大浅埋暗挖隧道,通过对该隧道土方大开挖阶段的稳定性进行分析,提出预支护荷载作用下隧道稳定性分析方法,推导预支护荷载作用下稳定性安全系数计算公式,并依据其工艺特点进行监测设计和分析。研究研究表明:实测地表沉降满足施工要求,且实测衬砌结构的环向应力为-11~15 MPa,为衬砌设计强度35 MPa的31.4%~42.9%;预筑较常规设计方法小的衬砌厚度即可维持隧道的稳定性;基于预支护荷载的隧道稳定性分析方法和安全系数公式对管幕预筑隧道的稳定性分析具有理论和实际意义。     

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.     

STS新管幕构件抗弯性能试验研究及数值模拟

基于2榀STS(Steel Tube Slab)新管幕构件的抗弯试验,研究STS新管幕构件的破坏形态及受力机制。为充分研究支护参数对新管幕构件抗弯性能的影响,运用ABAQUS建立STS新管幕构件的有限元模型。以此模型为依据,分析钢管厚度、翼缘板厚度、螺栓直径、混凝土强度、钢管间距、翼缘板焊接等参数对新管幕构件抗弯性能的影响规律。研究结果表明:钢管厚度、翼缘板厚度、螺栓直径和混凝土强度对构件的极限承载力影响不明显;钢管间距改变对构件的极限承载力影响较大;下翼缘板焊接对构件的极限承载力影响极大。研究结果可为新管幕结构的应用提供理论依据。     

大直径顶管关键施工技术研究

目前,顶管技术已成为城市地下管道非明挖施工的主要手段,在给排水、污水治理、电力管道、市话管道等领域得到了广泛的运用。结合青山变～厂前变Ⅰ、Ⅱ回220kV电缆线路土建工程7#井～8#井段间大直径长距离曲线顶管关键施工技术研究,即针对顶管施工过程中对地面沉降控制要求高,自行设计大刀盘土压平衡顶管掘进机优点明显,对地表的沉降控制精度最高、效果最好。针对顶管出洞问题,用膨胀珍珠岩代替砖砌墙,内壁采用盾构止水技术,效果好。对于长距离顶管施工中减阻泥浆的应用采用特制的触变泥浆材料,减阻效果非常好。关键施工技术研究与应用成果为今后类似顶管工程的设计和施工提供了参考。     

鹤顶山隧道超前预支护大管棚跟管钻进施工技术

鹤顶山隧道进洞口为松散破碎地层,采用大型管棚预支护后开挖施工.因地质较弱,加上管棚钢管直径大、管棚深,采用常规法施工时出现成孔及顶管困难.经改进施工工艺,采用单偏心钻头的全液压双动力头双回旋钻机跟管钻进,解决了成孔和顶管困难的问题.     

带翼缘板圆钢管顶进过程土体变形数值模拟

在传统管幕工法的钢管两侧分别焊接上下两条钢板(称为翼缘板),并将相邻钢管翼缘板焊接形成新型管幕结构.由于翼缘板的存在，顶进过程土体变形规律与圆形钢管不同.本文应用Midas GTS有限元分析软件，对不同钢管直径、翼缘板位置的带翼缘板圆钢管顶进过程进行模拟.结果表明，随上下翼缘板间距增大或管径的不断增加，管顶土体沉降、管底土体隆起、翼缘板处土体竖向位移不断增大；当顶管开挖面距离监测断面一节管长时，监测断面位置土体隆起；顶至监测断面位置时，土体变形变为沉降；当顶管位置超过监测断面一节管长后，土体变形趋于稳定；同时通过拟合曲线，得到了土体变形与上下翼缘板间距、管径的函数关系.     

砂土地基顶管稳定性分析及施工技术

顶管施工扰动周围土体,从而引起挖掘面塌方、地面沉降或建筑物的损坏,尤其是砂层等特殊地层中.为了减小顶管施工对地表公路的影响,以地面沉降为控制目标,通过传统解析法计算和拉格朗日有限差分法三维数值模拟分析,对比超前预注浆加固条件下采用手掘顶管施工、土压式顶管施工等方案,最终采用了土压式顶管施工方案.工程实践证明,穿越地下水位以上的砂土层,土压式顶管施工效果较好,并且控制好掘进控制土压力以及确保洞口止水质量是关键.     

浅埋暗挖隧道管幕施工经验

结合一项隧道工程的管幕施工,对管幕基本单元的φ299长钢管就位作业进行阐述,并将其施工经验在操作要点和质量控制措施中穿插介绍,旨在为管幕法施工积累经验。     

浅论顶管施工技术及应用

本文结合顶管施工技术在给排水管道工程中的应用。阐述顶管施工过程中的方向控制和测量纠编、顶管施工技术质量控制及采取的一些技术处理措施,并展望顶管法日渐成熟,成为市政建设中的一种常用工艺。     

崇文门站顶管预支护方案三维有限元分析

北京地铁五号线崇文门站,下穿既有地铁一号线区间隧道,车站顶板与区间隧道底板间距2.858 m.为了严格控制既有环线区间隧道的沉降,确保环线地铁运营安全,首次采用了顶管作超前预支护.考虑不同的顶管直径以及周围地层的弹性模量对地表、拱顶和既有线的变形影响,用3D-Sigma三维有限元软件进行施工效应的计算模拟,掌握顶管预支护洞室的力学效应,预测车站施工引起既有隧道的沉降量.计算表明用大刚度的顶管作超前预支护,可以满足既有线地铁运营和城市地表建筑物变形控制要求.     

顶管技术在市政给排水施工中的应用

近年来顶管施工作为一种现代化管道敷设技术，在市政地下管线施工中得到了广泛的应用。利用顶管法施工与传统的明挖覆盖法相比，可以减少对施工周边环境的影响，缩短工期。本文着重介绍顶管技术在市政给排水施工中的应用。     

地下洞室复杂断面石方爆破技术与质量控制

简述了地下洞室断面形式复杂的石方爆破技术研究及质量控制方法等,提出了光面爆破加预裂爆破设计与应用条件,结合某水利工程实例,介绍了设计与施工的要点,以期为类似工程提供参考。     

水平布置的先行顶管对后续顶管顶推力的影响分析

以北京新机场线顶管工程为依托,针对水平布置的先行顶管对后续顶管顶推力的影响开展了现场试验和数值模拟研究,并对先行顶管的位置和数量进行了参数影响分析.研究结果表明,先行顶管对后续顶管侧摩阻力存在放大效应,增大顶管间距将导致该放大效应非线性减小.先行顶管的位置和数量对后续顶管侧摩阻力存在重要影响.在顶管间距为1.1倍钢管直径的情况下,当先行顶管位于后续顶管一侧时,侧摩阻力最大增长率为28.5％;当先行顶管位于后续顶管两侧时,侧摩阻力最大增长率达到41.9％.基于此提出了水平顶管施工中的顶推力群管效应理论,为大体量顶管顶推力的设计提供依据.     

软土地层暗挖施工地铁车站技术的研究与应用

城区敏感环境明挖受限条件下采用暗挖技术建造地铁车站的需求越来越大,暗挖法具有良好的应用前景。介绍了上海轨道交通地下车站出入口采用的暗挖工法及工程案例,并对拟尝试应用的地下车站主体结构顶管工法进行了探索研究,其实践可为今后类似工程提供借鉴。     

基于特征曲线法的预筑拱支护特性研究

机械预切槽技术施作形成的预筑拱支护能够控制掌子面前方围岩的预收敛变形,可以有效解决软弱围岩隧道施工所面临的变形控制问题.作为一种超前预支护措施,预筑拱与围岩作用机理较为复杂,为了阐明其支护特性,基于围岩特征曲线法,对预筑拱的支护特性进行了解析研究.预筑拱预置于围岩中,忽略掌子面处围岩的应力释放等过程,给出了预筑拱作用下围岩特征曲线的计算公式并得出预筑拱作用下的围岩特征曲线.通过对比有无预筑拱作用时的围岩特征曲线,可以发现,预筑拱能够有效地改变围岩的特征曲线,具有增强围岩稳定性的能力.     

顶管法施工技术在西坑水库输水涵管工程施工中的应用

顶管技术由于其优越性,加之人们对环境保护意识的增强,越来越重视这种非开挖技术,顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作用。主要介绍了顶管法施工技术在西坑水库输水涵管工程施工中的应用。     

顶管技术在排水管道施工中的应用

管网的敷设有两种方法,一是明挖开槽敷设,另一种是采用非开挖技术.非开挖技术具有代表性的就是顶管施工;结合复杂地形环境的顶管施工的实际经验,介绍了两种不同顶管施工的技术方案及质量控制要点,包括土压平衡施工法及气压平衡施工法.     

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.