箱涵顶进对下方管幕的力学作用分析

采用管幕-箱涵法施工的超浅埋连接通道跨越运营地铁时，施工前对场地的土堆清理及基坑开挖工作已使地铁隧道产生较大变形，为确保地铁的安全运营，对后续管幕、箱涵的施工进行严格控制。利用解析计算的方法，根据箱涵相对原状土等效重力大小的不同，建立2种力学模型，分别按照弹性地基梁和普通梁2种模型对管幕的受力进行研究； 推导出2种计算模型下的力学公式，分析在箱涵顶进的过程中，箱涵下方管幕受力和变形的变化规律，为进一步研究管幕下方地铁隧道的受力情况提供参考。     

超浅埋管幕箱涵顶进法施工稳定性数值模拟分析

依托下穿既有南昌大桥人行通道工程项目，采用有限差分法模拟箱涵顶进过程，分析箱涵顶推力变化下路基变形规律，并对地表沉降进行了监测。研究结果表明:顶推力、注浆压力变化对路基沉降槽分布范围影响较小；顶推力会对地表沉降纵向分布产生影响，顶推力越大，地表沉降空间分布越不均匀；注浆压力的改变会对地表沉降槽的形状产生影响。     

土压平衡箱涵掘进机的设计研究

为解决管幕箱涵工程中，大断面箱涵推进阶段正面土压力平衡失稳导致的管幕体系失效的问题，依托上海市田林路下穿中环线地道工程，设计1台土压平衡箱涵掘进机用于箱涵推进施工，并介绍箱涵掘进机的设计条件、主要参数选择，壳体结构受力分析和应用情况及效果。研究结果表明： 1）土压平衡箱涵掘进机通过正面土压力的平衡有利于地面沉降控制； 2）通过SolidWorks三维平台对箱涵掘进机的壳体进行建模受力分析，得出结构设计完全能够满足施工荷载条件； 3）箱涵掘进机的姿态控制主要依靠已完成的管幕作为导向，并通过同步推进系统调整箱涵左右行程偏差； 4）刀盘配置存在切削盲区，在加固区施工过程中会造成推力过大。     

大断面箱涵推进微扰动施工技术应用

为解决大断面、浅覆土工况下箱涵推进微扰动施工问题,以上海市田林路下穿中环线地道工程为依托,预先施工62根口字型 钢管幕,箱涵推进使用断面为19.84 m×6.42 m的土压平衡封闭式掘进机。 介绍大断面箱涵推进的管幕顶进质量控制、开挖面稳定 技术、同步推进系统、特种泥浆施工技术以及微扰动施工效果。 工程实践表明: 1)封闭式土压平衡箱涵掘进机与上部钢管幕一起 成为保证中环线路面沉降的“双保险”; 2)掘进机开挖面前方约15 m范围(约为箱体高度2.5倍范围)内土体受到影响,上部钢管 幕承载量约为26.5%; 3)建立同步注浆(A浆)与补充注浆(B浆)2个独立的注浆系统,注浆充盈系数选为4倍建筑空隙,能够使路 面出现微隆状态; 4)箱涵推进期间中环线最大沉降±1 cm,使得大断面箱涵推进达到微扰动状态。     

软土地层管幕-箱涵顶进施工新技术

上海市中环线北虹路下立交工程是我国第一次采用管幕-箱涵顶进施工技术,也是世界上在软土地层中施工的断面尺寸最大的管幕法工程。结合工程实际,该文提出了创新的管幕结合箱涵顶进的施工工法——RBJ工法(roof-box jacking method)。文章详细介绍了该工程钢管幕顶进高精度姿态控制,网格工具头设计,箱涵推进的顶力控制,箱涵推进中地表变形控制及箱涵姿态控制等关键技术,为相关工程的设计、施工提供参考。     

首都国际机场箱涵顶进工程施工沉降控制研究

以横穿首都国际机场L型滑行道的新建货运通道箱涵顶进工程为基础,根据设计对地面沉降的严格要求,分析了沉降的影响因素及其发展过程,介绍了工程采取的沉降控制措施及现场测试情况,确保了142 m箱涵顶进施工在飞机不停航条件下的顺利完成。     

矩形顶管隧道群施工对后背土体扰动规律的初步研究

为更准确地计算矩形顶管隧道施工所需顶推力，揭示小间距顶管隧道群施工中后背土体在顶推力多次叠加作用扰动后的变化情况。首先，基于现有顶管顶推力相关计算公式推导出适用于矩形顶管的顶推力计算公式。然后，整理分析某顶管隧道群工程施工中后背土体水平位移、土压力实测数据，论证矩形顶管顶推力计算公式的正确性与合理性，得到后背土体受顶推力作用产生的水平位移是以隧道中心处为最大值的弓形分布、土体在顶推力二次作用下会产生更为显著的变化且存在残余应力现象等结论。最后，采用统计方法对顶推压力与后背土体水平位移、土压力之间的数据进行处理，取得后背土在顶推压力作用下产生水平位移与土压力的经验公式。     

小半径曲线管幕修建暗挖地铁车站技术研究

为研究曲线管幕施工暗挖地铁车站的关键技术，采用理论计算、数值模拟和现场试验的方法，从设计和施工2方面进行研究，给出曲线管幕施工过程中顶推力的计算公式，计算得出曲线管幕设备所需顶推力范围； 提出曲线顶管姿态与轴线控制措施； 得到曲线管幕施工地铁车站对周围地层的影响规律； 对曲线管幕的始发装置、导向装置及顶推力计算的合理性和适用性进行论证。     

拱北隧道曲线管幕钢管节长度优化研究

管节长度是拱北隧道曲线管幕设计和施工的关键参数,为了优化计算曲线管幕管节长度,通过分析顶进力和土体反力作用下的管节静力平衡条件,得出传统式和预调式2种曲线顶管土体反力分布模型。选取管幕顶部、中部、底部以及淤泥质层的顶管作为研究对象,分析不同管节长度和土体参数对管节土体反力的影响规律。结果表明:传统式曲线顶管土体反力在首节管处最大,且随管节长度增加而减小;相反,预调式曲线顶管土体反力在首节管处最小,且随管节长度增加而增大。初步分析确定管节长度为4~5 m,为减少超挖量、便于纠偏以及考虑到工作井尺寸等问题,工程最终采用管节长度为4 m的传统式曲线顶管法顺利完成。     

浅埋矩形顶管群密贴施工的顶推力分析研究

为明确矩形顶管群密贴施工中顶管顶推力的发展规律与影响因素，以圆形顶管顶推力计算理论为基础，依托实际的试验工程背景，分7个工况分别进行顶推力的统计分析。通过多工况理论估算与实测数据对比，验证管顶推力的实测值与理论值在规律上的一致性，同时得出该理论值较实测值偏小的结论。针对试验工程中出现的减摩失效、顶管背土、姿态异常等问题展开研究，通过对比分析不同工况实测顶推力发展规律，最终得出: 就本工程而言，减摩泥浆的减摩效果明显，顶推力减小约38.2％； 顶管背土与顶管姿态对顶推力具有较大的负面影响，其中,顶管背土导致每节顶推力增加约16.7％，顶管姿态异常引起顶推力额外增加17.8节的理论推力。     

苏州城北路大断面矩形顶管顶力计算与实测分析

矩形顶管顶力作为顶进设计的重要参数，目前尚无统一的标准计算公式。结合大断面矩形顶管的特殊性，在比尔鲍曼理论、管土与管浆部分接触理论基础上进行修正改进，将顶管机机壳摩阻力单独计算，推导出大断面矩形顶管的顶力计算新方法。结合苏州城北路大断面矩形顶管工程案例，将计算值与实测值进行对比分析，研究发现： 1)采用比尔鲍曼理论计算上部土压力更为合理； 2)当形成稳定的泥浆套时，迎面阻力取1.1倍静止土压力，同实际情况吻合度高； 3)推导方法计算出的单位长度顶力与实测值较为接近，工程适用性较好。     

软土地层中管幕加箱涵顶进施工关键技术

上海市中环线在北虹路一虹许路地道工程中首次引用了管幕加箱涵顶进工法,获得成功,对今后管幕法的推广应用具有极大意义。该文以工程为背景,对软土地层中管幕加箱涵顶进施工的关键技术,如钢管幕顶进的纠偏、管幕与箱涵的建筑间隙、箱涵的顶力计算、机头网格与开挖面稳定关系、工程对地表变形的影响和控制作了客观的综合分析。     

泥水平衡顶管施工对地下管线的影响

该文介绍了一个DN1000顶管穿越DN1200煤气管道及2-2400×2400污水箱涵的工程实例。其中,顶管与污水箱涵净间距仅为1.5m。为保护既有管线,加强了对既有管线、箱涵及地层沉降的监测。根据监测结果,合理调整了顶管施工各项参数。监测数据表明,该工程的地层损失率最大为3.4%,管线处地层损失率最大为1.5%,最终,把煤气管线和污水箱涵的变形控制在容许范围内。     

内插型锁口管幕群姿态-锁口控制技术试验研究

为研究上海市田林路下穿中环线新建工程管幕-箱涵穿越段所采用的内插型锁口的可行性与安全性，在其临近位置开展内插型锁口管幕群顶进试验，并结合数值模拟方法对管幕钢管自身刚度、锁口刚度与管幕顶进顺序、管幕掘进与姿态控制技术、管幕钢管顶进减摩与顶力控制4大方面进行研究。通过等比例试验及数值模拟，结果表明： 1）通过内插型锁口相互连接，管幕钢管的姿态可控、闭合顺利、止水良好； 2）采用内插型锁口的管幕钢管具备良好的自身刚度； 3) 试验采用的特种管幕掘进设备、纠偏系统及后配套系统能够精准地控制管幕钢管顶进精度，可将轴线偏差控制在±1 cm； 4) 内插型锁口能发挥显著的锁口导向作用。