地铁盾构区间隧道近接下穿综合管廊影响研究

地铁盾构区间隧道施工下穿既有综合管廊时,周围土体产生扰动,引起周围土体的变形,会使既有综合管廊产生附加应力和变形,威胁结构安全。为了研究盾构隧道下穿过程中对既有综合管廊的影响,探索不同穿越交角下既有管廊的变形规律,采用三维有限差分法进行模拟,分析盾构隧道施工过程中既有综合管廊的沉降变形规律、地基加固对管廊沉降的控制效果及不同下穿交角对既有综合管廊沉降的影响。计算结果表明：既有综合管廊在盾构机附近主要产生纵向上的不均匀沉降,随着盾构掘进,沉降逐渐增大,进行地基加固后能够有效减小既有管廊的沉降变形。当下穿交角较小时,既有综合管廊沉降变形增大。通过本文的研究,可以为类似工程提供指导。     

顶管下穿公路引起道路沉降分析

顶管下穿公路将会引起地层扰动从而导致土体变形并引起公路沉降,为保证公路安全,需对路面沉降进行分析,提出理论沉降标准,以此作为顶管下穿工程对公路影响程度的判断依据。文中以某工程为例,分析了管道埋深对路基工作区的影响,估算了顶管下穿时道路的沉降量。     

郑州地铁4号线商都路站1号地下通道矩形顶管施工过程数值模拟与现场监测

为研究顶管施工对既有污水管道的影响,以郑州市轨道交通4号线商都路站1号大尺寸矩形顶管工程为背景,基于剑桥模型,建立矩形顶管工程施工的有限元分析模型,研究顶管顶进过程中顶管施工影响范围内典型纵断面和横断面的地表沉降变化规律。计算结果表明:1)对于浅埋顶管,顶管施工对地表的变形影响整体表现为沉降; 2)顶管机侧摩阻力、顶推力共同作用会造成地表短时间隆起,隆起范围为开挖断面后15～30 m; 3)污水管道主要影响隧道侧边上部范围土体水平应力的分布,对隧道深度范围内侧边土体水平应力的影响可以忽略不计,但是大大减小了污水管与管节之间土体竖向应力,减小幅度达到100 k Pa。     

非开挖顶管工艺在公路污水管线下穿工程中应用分析

以苏州某污水总管扩建工程项目为对研究对象,对非开挖顶管工艺在公路污水管线下穿工程中应用进行了分析。工程采用TLM泥水平衡机械顶管掘进机顶进技术,在设计时预留有法兰,工作井洞口止水装置在法兰上进行安装;预先在顶管进出洞口采用分层双液注浆进行地基加固,加固范围为154. 29 m3。采用对称形坡口形式进行管节接口的焊接,非开挖顶管工艺在高速公路污水管线下穿施工符合地基承载力要求,管道回拖力计算、扩孔、回拖敷管均满足本工程实际条件。在管道穿越公路五个月后,各测点累计实测沉降均小于1. 95mm,符号变形控制需求等。在整个扩建工程施工完成的至少三年之后,该污水总管的钢管总管作业十分平定安稳,满足工程要求。     

顶管施工中地面沉降影响因素及测量数据分析

内蒙古呼和浩特市盛乐现代服务业集聚区电力隧道项目共设有7处顶管,顶管总长540m。采用顶管施工下穿既有城市道路时,电力隧道周围土体应力释放会导致地层变形和路面沉降,当路面沉降量达到一定程度时会危及行车及地下管线安全。因此地面沉降监测是顶管施工过程中的一项重要工作。本文着重分析了大断面电力隧道顶管施工过程中地面沉降影响因素以及地面沉降特征规律,论述了地面沉降监测原则及要求,分析了地面沉降测量数据。     

四线大断面隧道浅埋暗挖下穿综合管廊保护方案研究——以广佛城际下穿华康道管廊工程为例

为解决软弱富水地层四线大断面隧道近距离下穿大型综合管廊的支护及沉降控制技术难题,以广佛城际下穿华康道管廊工程为例,通过案例调研、方案比选、数值模拟分析及现场监测的方法,对超前加固方案、暗挖支护参数、施工工法、施工工艺等开展研究。研究结果表明:1)管廊底部设置托底管棚+隧道拱部超前管棚+水平旋喷止水预加固+双层衬砌的协同支护方案在工程适应性、工期及造价方面最优。2)4管隧道采用(1)—(3)—(2)—(4)顺序开挖,(1)、(3)、(4)号隧道采用CRD法,(2)号隧道采用三台阶法对隧道沉降及管廊沉降控制最优。3)(1)号隧道开挖时隧道及管廊沉降变形速率最大。4)地表、管线、管廊及拱顶沉降变形均在5mm内。     

多因素下大断面矩形顶管施工对地层竖向变形影响研究

为对大断面矩形顶管施工过程中引起的地表沉降进行准确预测和有效控制，依托苏州市城北路综合管廊矩形顶管项目，基于力学理论、实测数据与数值计算等分析方法对多因素下施工引起的地层竖向变形进行研究。基于弹性力学的 Mindlin解和随机介质理论，探究管周土体变形模式，推导顶管正面附加应力、侧面摩阻力、地层损失、注浆填充等引起的地层竖向变形计算公式，结合现场实测数据发现该计算方法基本符合地表变形规律；进一步利用Matlab数值分析各个因素对地层竖向变形的影响，探究大断面矩形顶管顶进时地层竖向变形的一般性规律。研究结果表明： 理论推导的地层竖向变形解析式基本符合现场实际规律，地层损失对地表土体沉降的影响程度最大，顶管机头与周围土体的摩阻力影响次之，注浆会对地表产生一定抬升效果。     

污水管下穿既有互通式公路立交变形影响分析

非开挖顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复,以减小对环境的影响。将针对具体工程案例,采用有限元分析软件ABAQUS对污水管顶管施工对既有互通式立交变形影响进行三维数值模拟、计算及分析,力求掌握在顶管工程施工过程中,桥梁桩基础的沉降和变形,并通过计算分析指导施工,确保临近公路的结构安全和运营安全。     

综合管廊深基坑支护桩长优化分析

综合管廊属线性工程,明挖施工的基坑呈"窄长"型特点,与工业与民用建筑大面积方形或圆形的基坑有较大的不同,管廊基坑在两排围护桩共同约束下中间土体稳定性得以提高,若采用现行规范设计偏保守。基于平潭综合管廊基坑实例,采用有限元软件模拟地下综合管廊在5种不同桩长支护下的基坑变形特征,得到最优的桩长(19.7 m)比原设计桩长(23.7 m)较短;通过现场的实际监测表明,优化后的桩长能满足基坑变形及稳定性的要求。通过对管廊基坑支护桩长的优化,不仅节约了造价,也加快了进度。该优化思路可供相关工程借鉴。     

气压法顶管穿堤施工及沉降控制

顶管在施工过程中,会对所经过的土体产生扰动和切削,进而使地面发生沉降。顶管穿越钱塘江大堤,是一项有风险和难度较大的工程。该文结合某污水处理厂顶管工程成功穿越钱塘江大堤的经验,分析气压法顶管施工对大堤沉降的影响因素,并采取一系列技术措施,使施工对堤身的影响降至最低程度。     

大直径泥水盾构施工对软土地层的沉降影响研究

依托江苏江阴澄江西路过江隧道工程,对大直径泥水盾构施工对软土地层的扰动影响进行研究。主要研究方法及结论如下： 1）对盾构掘进中地表纵向沉降规律进行探讨,在前人研究的基础上对引起土体扰动的4个阶段进行验证,得出软土地层施工中不同阶段对土体扰动程度的比例。2）使用ABAQUS有限元软件,建立三维有限元模型,在数值计算中考虑土体非线性变形。通过数值模拟可知,横、纵、竖向位移趋势符合工程实况,最大沉降量与实测数据比较接近;增大上部土层的E,c,φ值可以有效地减小软土地层的沉降量,降低盾构施工对土体的扰动影响。从而论证了通过对土体表层注浆加固可以达到减小沉降,降低土体扰动的目的。     

软土地区浅埋顶管电力隧道对临近高铁桥梁的影响分析

依托珠三角地区某电力隧道密集穿越高铁桩基项目,采用大型三维有限元软件,建立电力隧道与邻近高铁桥梁桩基础的三维有限元模型,通过施工过程模拟分析软土地区浅埋电力隧道的顶管施工对周围土体及高铁桥梁桩基础的影响。获得了隧道开挖过程产生的地面沉降、高铁基桩的沉降、高铁基桩的应力分布。分析表明:中小直径电力隧道在软土地层中采用浅埋、顶管方式施工对高铁桩基的影响较小,并建议在工程中对顶管线路两侧的土体采用旋喷桩加固,能有效减小高铁桩基附近的土体变形。     

基于有限元模型的拓宽路基沉降规律分析

路基拓宽是目前道路领域中最常见的改建工程之一,在拓宽道路施工及运营阶段,容易产生不均匀变形而诱发各种道路病害。为了获得路基在拓宽后的变形状况,现运用通用有限元程序ABAQUS构建了路基拓宽模型。基于该模型,分析了道路地基顶面在拓宽工程影响下的沉降规律,并在此基础上分析了拓宽宽度、分层拓宽厚度及施工固结时间等因素对道路沉降量的影响。结果表明,路基拓宽后,沉降变形量是从老路基的中心点处开始发生,到新老路基交界处,沉降变形量达到最大值,然后逐渐减小至新路基边缘为0;随着新路基拓宽宽度的增大,地面沉降量也随之增大,且变形曲线更为平滑;每层拓宽厚度对最终沉降量的影响较小,但是其达到最终沉降的值的变形路径不同;施工期固结时间对最终沉降量的影响可以忽略不计,但是对施工后沉降量的影响较为显著。     

曲线顶管施工引起的地表变形预测研究

为了研究曲线顶管施工引起的地表变形,通过分析拱北隧道管幕工程曲线顶管现场实测数据,得出曲线顶管地表沉降槽的偏移曲线;在现有Peck和Loganathan地表变形计算公式的基础上,考虑曲线顶管与隧洞的相对位置对沉降槽偏移量的影响,得出经过沉降槽偏移修正的Peck和Loganathan地表变形预测公式。结果表明:1)曲线顶管施工引起的地表沉降槽曲线表现为非对称,最大沉降点可能出现在轨迹弯曲内侧,也可能偏向外侧;2)曲线顶管与隧洞相对位置引起的土体损失变化是造成沉降槽偏移的主要原因,相对位置与顶管穿越地层性质、顶进力、注浆压力和轨迹曲率半径等因素有关;3)修正的Peck公式可以较好地反映砂层和淤泥质土层中曲线顶管施工地面沉降槽偏移效应和最大沉降量。     

国内最长“顶管施工法”综合管廊在黄冈开顶

<正>2019年4月2日,在湖北省黄冈市劳动与技能竞赛动员大会现场,一条卧地巨龙——"争先号"顶管机发出长啸,国内最长的"顶管施工法"综合管廊——黄冈综合管廊顶管工程正式开顶。湖北省黄冈市城区地下综合管廊PPP项目为财政部第3批示范项目,建设总里程33.92 km,其中采用顶管法施工长度     

超大直径平行双线顶管施工引起的地表变形分析

近年来随着南干线、青草沙等工程的建设,顶管技术在上海市管道施工领域有了突破性发展。但是,顶管施工过程中掘进机刀盘切削土体势必会引起管道前方土体的受力变形,影响周围环境的安全,也成为了该类工程质量安全监督工作的重点及难点。结合多年监督工作,以上海市某污水干管工程DN4000超大直径、平行双线钢筋混凝土顶管为例,分析了顶管施工造成地表扰动的规律,为今后类似工程提供参考。     

由广州金土承顶的国内顶进距离最长、综合管廊断面最大矩形顶管工程贯通

正2017年11月18日上午,由广州金土岩土工程技术有限公司承顶的我国目前顶距最长、综合管廊断面最大的矩形顶管工程——苏州市城北路综合管廊元和塘顶管工程顺利贯通。苏州城北路综合管廊工程,位于苏州市城北东路与沪霍线高速入口相交处。管廊顶管沿线穿越苏州军分区房、石化加油站、交警二中队、民房及齐门立交桥等建筑(构)物,沿线下穿宽约40 m的元和塘河道以及给水、雨水、电信、光纤等地下管线。管廊顶管断面尺寸为9.1 m×5.5 m,一次顶进长度为233.6 m,采用多刀盘组合式土压平衡矩形顶管机掘进施工。     

顶管施工引起海堤过大沉降的原因分析及补救措施研究

近年来顶管法已成为城市管线建设和改造的主要手段,特别在沿江、沿海地区进行顶管施工不可避免地要穿越海堤,施工期确保海堤安全,保证其结构稳定性及防洪御潮功能是非常关键的。为保证海堤工程安全,顶管施工应对工程进行现场沉降监测,分析海堤产生沉降的原因,过大的沉降要研究海堤的加固补救措施,提出适用的施工方案对其进行加固补救,对比加固前后的沉降数据,验证加固措施的可行性。研究成果对类似的工程具有一定的参考意义。     

基于连续-离散耦合的公路拓宽路基变形及换填处治宏细观分析

公路拓宽改建是适应交通运输能力增长的重要应对措施,而由于新旧路基材料性质不同导致的差异沉降和路基稳定性是该类工程建设过程中需重点关注的关键问题。针对公路拓宽改建的工程问题,采用连续-离散耦合数值分析方法,对路堤边坡断面建立二维模型,连续、离散网格区域分别采用有限差分连续元和颗粒离散元进行建模。基于模型不平衡力变化规律、细观接触力链与宏观变形特征、细观配位数与土体沉降机理等模拟结果,从宏观和细观两个角度协同分析拓宽路堤差异沉降及其对路基变形的影响,并针对采用轻质土方式进行道路拓宽的工程效果进行了模拟分析。结果表明:(1)细观颗粒的不平衡单元面积比参数可与宏观不平衡力共同判定计算模型的收敛性及计算结果的合理性;(2)路基拓宽前后,细观接触力的分布规律可表明土体宏观位移变化的发展方向;(3)模型中细观颗粒在计算过程中的配位数变化可解释土体沉降变形机理;(4)采用轻质土换填方式拓宽路基,可大幅减少路基的沉降变形及新旧路堤的差异沉降,表明该技术应用于软土区域的公路拓宽工程具有显著优势;(5)连续-离散耦合分析方法可反映公路路基变形破坏的力学机制及差异沉降产生的内在本质,可在岩土工程灾害防控措施及其机理研究方面进一步推广应用。     

天津新八大里黑牛城道地下通道超大断面矩形顶管工程

正1工程意义顶管施工技术作为综合管廊发展的一个分支,这几年在中国得到迅速发展,并广泛应用于地下通道工程。天津新八大里黑牛城道地下通道在富水软弱地层中采用大断面矩形顶管穿越快速路的设计模式,实现了在不断交情况下,建设集综合管廊、地下通道、地铁出入口于一体的地下结构,有机地将地铁建设、地下空间开发和综合管廊建设结合为一体,进一步加强了地下空间利用,对促进天津市社会经济的可持续发展具有巨大的推动作用。