顶管顶力计算方法比较分析

顶力是顶管工程施工中最关键的参数,合理计算顶力对于顶管工程安全顺利的施工起着至关重要的作用。现阶段计算顶力的方法颇多,使用不同的计算方法会对计算结果产生一定影响。为此,文章总结了现阶段国内外的顶力(或摩阻力)计算方法,对比分析了现有计算方法的优缺点和适用性。结果表明:顶力计算的经验方法主要区别在于给出的单位面积摩阻力所对应的土层划分方法和考虑因素不同,以及相同土层管-土间单位面积摩阻力的取值不同;顶力计算的理论方法主要区别在于拱顶竖向土压力的计算方法不同,并且受顶管覆土深度影响较大;顶力数值模拟计算方法主要区别在于模拟程序基于的理论以及模拟过程中所考虑的施工因素不同。     

粘土中超大直径泥水平衡顶管被动极限支护压力计算方法

为维持顶管施工开挖面稳定,支护压力的设定必须小于被动极限支护压力。文章根据开挖面极限平衡,提出了超大直径泥水平衡顶管在粘性土中适用的开挖面被动极限支护压力计算方法。依照数值模拟计算方法,研究了超大直径顶管的被动破坏模式;再基于破坏模式,给出了被动极限支护压力的计算思路;对实际工程进行数值模拟并与所提方法进行对照,初步验证了所提方法的合理性;最后与其它理论方法进行了比较,并对提出方法的影响因素进行了分析。研究结果表明:水平圆柱体破坏模式为超大直径泥水平衡顶管的被动破坏模式,该被动模式与埋深无关;提出的方法具有合理性,而且计算过程相对简单,在实际工程中适用;水平圆柱体模式计算方法能够用于层状、均质粘性土中,应用条件是顶管开挖面只处在一个土层内;其得到的计算结果合理地低于其它方法,且偏安全;得到的被动极限支护压力随埋深直径比增大而增大,随内摩擦角和粘聚力的增大而增大。     

施工顺序及不同管材对双层顶管隧道施工引起地表沉降的影响研究

针对双层顶管施工引起地表沉降的问题及其影响因素,文章借助有限元软件建立三维模型,综合考虑机头正面推力、地层损失及注浆的共同作用,模拟计算顶管施工过程,探讨顶管施工顺序及管材对地表沉降的影响。结果表明:上下双层顶管施工引起的地层最大沉降出现在下层顶管上侧,并随着上层顶管开挖该值降低17.84%,下侧隆起值变化不大;双层顶管施工引起地表沉降的主要影响区域在顶管轴线前后及左右-3.2D1～3.2D1范围内;先行施工的下层顶管引起的地表最大沉降占总沉降的78.05%;后续上层顶管的开挖导致机头前方隆起明显,表现为总沉降减少,机头通过后地表沉降增加,最大增加21.95%,并随着顶管推进地表隆起增加及衰减的速率都有所降低;先施工上层顶管引起的地表沉降较先施工下层顶管工况增加20.5%,增幅较大;混凝土顶管施工引起的地表沉降大于钢顶管,最大增加26.13%,且地表主要受影响范围增大为-4.8D1～4.8D1。     

软弱地层超大矩形顶管盾构隧道近接施工加固方案优选研究

为保证软弱地层中超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全，以某矩形顶管盾构隧道近接下穿既有高速铁路为工程背景，研究超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁段不同施工加固方案的效果。结果表明：采用超前注浆可使开挖面主动失稳位移减小25.64%，被动失稳位移减小17.65%，轨道沉降减小30.38%。采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使开挖面主动失稳位移减小51.28%，被动失稳位移减小29.41%，轨道沉降减小42.31%；现场监测表明，采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固后轨道沉降最大值仅为1.65 mm，超大矩形顶管盾构隧道成功下穿既有高速铁路，人工挖孔桩+D型钢便梁保证了超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全和高速铁路正常运营。     

泥水平衡法顶管在公路排水工程中的应用

根据泥水平衡法顶管在公路工程中的实际应用,从工程顶进程序、控制测量、纠偏控制等方面,简述水泥平衡法的施工要点,保证顶管及公路工程的质量。     

高水压条件下钢顶管管节密封性试验及数值模拟研究

钢顶管是大部分超大型顶管管幕施工的基础和关键技术。在复杂地层条件和高地下水压力环境下,钢顶管管节密封结构的密封性能至关重要。文章以港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕工程为背景,针对钢顶管管节密封性能进行了室内模型试验和ABAQUS有限元模拟。结果表明,采用两道鹰嘴形橡胶密封圈的管节接头可以满足现场抵抗0.3 MPa水压的施工密封要求;在0.1~1.0 MPa水压力作用下橡胶圈与插口的最大接触压力均大于施加的水压力,橡胶密封圈不会失效。     

某地铁过街通道大断面矩形顶管工程设计

顶管法是采用液压千斤顶等设备,将预制管节按设计方案顶入土层中的一种采用非开挖技术修建隧道的施工方法。将大断面矩形顶管设计应用于城市过街通道工程中,可显著减小工程施工对道路交通、管线迁改等的影响。文章通过对采用大断面矩形顶管方案的某地铁过街通道工程的设计方案实例进行了分析,结果表明大断面矩形顶管方案是解决城市重要道路下地下通道的先进施工方法,不仅施工速度快、工程施工安全可靠,还具有良好的社会效益和经济效益。     

软土地层大断面矩形顶管施工引起切口前方地表隆起分析

文章以宁波地铁某车站出入口大断面矩形顶管工程为依托,对顶管推进过程中切口前方地面所产生的较大隆起进行研究。通过结合现场顶进的施工情况,对顶管整个顶进过程地表变形的监测数据进行分析。并采用PLAXIS有限元软件模拟不同顶推力和无土体加固情况下的顶管推进施工,与监测数据进行对比分析。结果表明:地表产生较大隆起是因为顶推力过大,当顶推力大时地表主要发生隆起,反之,地表主要发生沉降;在紧邻结构的顶管出入口处使用旋喷桩加固,效果并不理想,并造成了刚开始顶进地表即隆起的现象。在软土地层中顶管顶进挤压时地表隆起迅速,而顶推面过后的地表沉降缓慢,施工中要格外注意。     

超大断面矩形顶管掘进施工对周围土体扰动的分析研究

作为一种地下非开挖技术,顶管法施工中,容易影响到管道周围土体原有的平衡,造成地面的沉降。结合郑州中州大道下穿顶管工程,对超大断面顶管掘进过程中周围土体的变化情况进行了监控,并根据现场监测结果,对超大断面顶管施工产生的周围土体变形特性进行了分析研究。     

桥梁桩柱连接处病害处理方法及质量检测研究

文章针对高速公路桥梁接桩施工后发现的大量桩柱连接处夹泥、露筋等病害问题,以实际工程为依托,通过分析桥梁桩柱施工完成后的现场地质条件,提出采用注浆加固桩顶周围土体的方法对不可开挖桩基进行处治;采用水中钢护筒浇筑混凝土外包的方法对水中桩基进行处治;采用开挖立模浇筑外包混凝土的方法对可开挖陆上桩基进行处治。并利用超声波等无损检测方法针对外包混凝土及结合面的质量进行检测,形成了针对外包混凝土质量的检测评定方法,可为该类桩基病害的处治及检测提供参考。     

深厚软土地层长大深基坑开挖施工的实测与分析

深基坑施工会对周围土体、围护结构及周围环境的安全造成极其不利影响。文章依托佛莞城际铁路长大深基坑工程,针对基坑开挖过程中地表沉降、建筑物沉降、墙体深层水平位移、墙顶水平位移及竖向位移和支撑轴力实施监控量测,并对监测结果进行深入的分析。结果表明:在基坑开挖初期,墙体侧移表现出悬臂弯曲状,水平位移最大值点在墙顶附近处。随着开挖深度的增大,其最大值点位置逐渐向下移动,最终出现在坑底处;基坑开挖60～120 d内,墙顶竖向位移发展非常迅速,墙顶水平位移达到位移总量的65%左右。基坑开挖120 d后,其位移量变化越来越慢;随着基坑开挖深度增大,支撑轴力越来越大,基坑开挖完成后各道支撑轴力均达到最大值。     

小口径长距离钢顶管全自动测量技术研究

自动测量技术因其简单、省力省时、高精度等优势在顶管施工中得到了广泛应用。结合绍兴城北供水顶管工程,介绍了自动测量方案及其所用仪器,并通过顶进效率、顶进效果、顶进精度和进洞过程分析了自动测量技术对顶管施工的影响。现场施工数据和顶进效果表明,自动测量技术可以加快顶进效率、提升顶进效果、确保顶进精度以及保证精准进洞。     

浅谈DN2600暗涵顶管施工工艺

文章以百色市新兴路DN2600暗涵项管施工为例，介绍了泥水平衡式顶管施工方案与顶进施工工艺，指出该施工方法安全、稳定、可靠，可在涵道顶进线路控制工程中取得良好的施工效果。     

组合箱梁在不同荷载阶段的应力监测分析

青海省国道G214线K286 907三道河中桥是由我建设管理局承建的交通部新型科研试验桥,该桥上部结构为1孔50m钢--混凝土组合箱梁,采用波纹钢腹板.根据三年来对此桥的施工体会着重介绍组合箱梁的顶、底板和波纹钢腹板在不同荷载阶段的应力监测分析情况.     

仿矩形顶管管壁摩阻力理论公式的探讨

顶管顶推力由迎面阻力和管壁摩阻力组成,迎面阻力一般可认为是一个定值,而管壁摩阻力则随着顶进距离的增加而增大。文章通过分析已有的矩形顶管管壁摩阻力计算公式,发现现有的理论公式均是将仿矩形简化为矩形以及在深埋条件下未考虑压力拱效应,计算值与实测值相差较大。鉴于此,通过运用土柱理论和普氏压力拱理论,推出了浅埋和深埋仿矩形顶管管壁摩阻力的理论公式。通过算例分析发现,当顶管隧道所处地层较好,埋深较大,且能够形成压力拱时,按规范中的计算公式所计算出的管壁摩阻力相对保守,按本文推导出的公式的计算结果较为合理。     

大断面矩形顶管隧道开挖面土体稳定性研究

文章以采用土压平衡矩形顶管法施工的内蒙古科技大学地下通道为背景,采用理论分析、数值模拟、现场监控量测等手段,对砂砾石地层条件下矩形顶管开挖面的主动和被动破坏规律进行了研究,主要得到了以下结论:(1)考虑顶管隧道开挖面为矩形断面的特点,建立梯形楔体计算模型,推导出开挖面主动破坏时的极限支护应力计算公式并应用于实际工程,采用该公式计算得到的极限支护压力与数值模拟计算结果相差较小,两种研究方法得到了相互验证;(2)采用FLAC3D数值模拟得到的地表沉降槽与实测地表沉降槽形态基本相似,近似服从正态分布,且地表沉降值基本接近;(3)随着支护应力比的减小,开挖面塑性区逐渐由开挖面前方向斜上方发展,当支护应力比为0.165时,开挖面前方土体水平位移骤然增加,开挖面塑性区延伸至地表,土体丧失整体稳定性,发生主动破坏,且从开挖面失稳后地表塑性区扩展形态来看,基本接近梯形楔形体形状,从而验证了解析公式计算模型的合理性;(4)随着支护应力比的增大,开挖面前方土体塑性区自开挖面顶部向地表斜上方延伸,当支护应力比为3.0时,塑性区发展至地面,此时土体失稳,发生被动破坏,其塑性区范围远小于主动破坏时的塑性区。     

行星刀盘方顶管全断面切削混凝土试验研究

目前盾构隧道联络通道主要采用土体加固暗挖法进行施工,但在复杂工况环境下仍存在极大施工风险。文章通过采用专门研制的行星刀盘方顶管对不同强度等级的混凝土试块进行全断面切削试验,对顶管刀具选型及布置、行星刀盘顶管切削性能等进行了研究,可为今后采用顶管法直接切削混凝土复合管片的盾构隧道联络通道的施工提供相应的技术储备,避免移除管片暴露加固土体,以大大降低盾构隧道联络通道施工风险。     

悬索桥主缆分布传力锚固系统构造设计

分布传力锚固是一种新的锚固概念,通过锚固结构的合理构造,实现将主缆拉力以渐进的方式传递到锚体混凝土中的目的,该系统明显区别于传统的钢框架后锚梁及预应力锚固系统的集中传力方式,该锚固系统已得到了成功应用,并取得了良好的经济效益和社会效益。     

不稳定土层中顶管施工的技术问题和具体措施

顶管施工是国内外广泛应用的一种地下管道非开挖施工技术,作为一种新型的管道敷设施工方法,顶管施工具有成本低、应用范围广等优点,尤其在饱和疏松的粉细砂与粉土、淤泥等不稳定土层中,更能体现出其优越性。以工程实例为参考,探讨了不稳定土层中的顶管施工技术以及存在的问题,希望能给不稳定土层顶管施工提供一定的参考和借鉴。     

顶管工程中检查井间距问题的研究

在排水管渠的顶管施工工程中,检查井作为排水管渠系统定期检查和清通的设施,过多的设置破坏了顶管施工非开挖的优越性。为此,在严格遵守设计规范的情况下,根据项管施工的需要,同时考虑到管道养护维修中检查井间距的经验值,对排水管渠的顶管工程中检查井的间距问题进行了深入的分析,区别于以往开挖施工中,不论管径大小,检查井间距一律采用30m惯用值的做法,得到了适合于排水管渠的项管工程中检查井间距设置的建议值。