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。