矩形顶管关键技术研究现状及发展趋势探讨

首先，对矩形顶管技术的发展历程及其国内外研究现状进行综述，介绍当前矩形顶管技术主要的应用场景，并结合顶推力预测、注浆减阻、背土效应演化机制和控制对策、顶进过程中的地层响应模式和沉降计算、工作面稳定性评估等关键技术问题，对矩形顶管的理论研究进展进行回顾和讨论。其次，根据矩形断面掘进机的结构形式和切削方式，对国内外矩形顶管掘进机的开发现状及其分类进行介绍。最后，归纳当前矩形顶管在装备及工程应用领域面临的技术挑战，探讨矩形顶管技术的发展趋势，对矩形顶管装备智能化，矩形曲线顶进，长距离、大断面及复合地层等复杂场景下的矩形顶管技术进行展望。     

分段矩形天窗对京沪高速铁路通过能力影响分析

本文以高速铁路天窗分段为基本研究单位,按照沿线途中大站将京沪高速铁路划分为若干天窗分段,分析天窗分段对列车运行的影响时间范围。在统计列车平均停站系数、停站时分和起停车附加时分等参数的基础上,计算列车一次停站的能力扣除系数以及天窗影响时间范围内通过能力的扣除值,得出京沪高速铁路在开设分段矩形天窗时线路通过能力的理论值以及限制区段。     

方沉箱浮游稳定特性

针对某港码头方沉箱,探讨了影响方沉箱浮游稳定特性各因素(定倾半径、质心到浮心的距离、定倾高度和沉箱吃水)随着沉箱密度和前舱加水高度的变化规律。结果表明:在前舱加水高度不变的情况下,方沉箱定倾半径和质心到浮心的距离随着沉箱密度增加而减小,定倾高度和沉箱吃水则相反;在沉箱密度不变的情况下,各因素随着沉箱密度的变化规律同前舱加水高度。前舱加水高度过高,会引起方沉箱的浮游由稳定平衡变为不稳定平衡,存在较大风险,而规范中并未有所体现,建议设计时加以考虑。同时在满足浮游稳定的前提下,尽量减少前舱加水高度从施工上来说是很有必要的。     

超浅埋暗挖矩形隧道设计

南京地铁鼓楼站D2出入口通道，覆土厚仅1.3～1.6m，且通道上方有电缆线、给水管等。结合该工程对明挖顺作法和浅埋暗挖法两种方案进行了比较，拟采用浅埋暗挖法。介绍了其结构设计及计算，施工方法及措施要点。该通道已顺利完成，既未影响中央路的正常交通，而且地面沉降、结构变形、工期、防水均满足要求，且其设计施工经验已成功用于其他车站出入口通道的施工。     

结构分割转换工法在地下空间开发中的应用及设想

为了更加快速、安全、高效地完成城市地下空间开发，以结构分割转换工法（CC工法）为研究内容，从工法内涵、工程实践和应用推广3个角度展开研究。首先，基于ＣＣ工法的最新研究成果，从结构分割、建造方案及节点处理3个方面详细介绍CC工法的核心内容；然后，结合工程实践对该工法进行验证性研究，重点比较跨中设缝与柱顶设缝方案的优缺点，介绍该工程地下结构分割、转换的过程，最终证实CC工法建造地下空间的合理性、灵活性及适用性；最后，进行CC工法在富水地层中应用的可行性研究，通过对CC工法与明挖法、暗挖法、型钢混凝土、地面预制装配式结构等技术进行结合应用研究，得出在特定的工程条件下，CC工法也具有与其他先进工法结合应用的价值。     

浅埋小间距矩形顶管掘进姿态控制技术探讨

为解决采用结构分割转换工法（CC工法）建造的某地下停车场小间距隧道群矩形顶管施工中顶管机出现栽头及掘进姿态控制困难的问题，结合项目施工过程的姿态监控数据，对产生栽头及姿态偏差的原因进行理论分析，提出相应的控制技术，并采取现场试验的方法进行效果验证。结果表明： 1）顶管机栽头现象的原因主要有顶管机体重心偏差、漏浆、姿态预留不够、后靠不稳； 2）通过设备和管节定位处理、洞门密封处理、增加始发姿态预留量、后靠稳定性控制等措施可有效防止顶管机栽头； 3）始发阶段采取洞门预留、破除等控制措施，掘进阶段控制掘进速度并辅以“E”型导向槽进行轴线控制等措施，可有效控制顶管机顶进姿态； 4）通过采取调整铰接油缸行程差、主推油缸行程差及姿态偏差方向的土压等姿态纠偏技术措施，取得了良好的施工效果。     

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。     

大尺寸矩形顶管始发井反力墙数值模拟与监测

为分析顶推反力荷载对墙后土体位移、应力、孔隙水压力的影响，以及不同反力加载深度、土体弹性模量、加固体厚度、加固体深度对墙后土体水平位移的影响，建立顶管顶进过程中工作井反力墙稳定性的动态三维有限元分析模型，研究结果表明： 1）反力荷载仅影响对应的部分土体区域，反力加载区域附近的土体水平位移变化大； 2）地面除0 m附近出现较大沉陷外，其他位置均表现为隆起，隆起呈平行“波痕”状； 3）反力荷载只是改变墙后土体的土压力类型，没有改变土压力的分布形态； 4）顶推反力的大小对土体孔压的变化影响轻微； 5）反向顶推力合力点深度及土体弹性模量对土体侧向位移影响较大； 6）加固体深度和厚度对土体侧向位移影响轻微。     

四边固定支承矩形薄板振动分析的有限积分变换法

利用双重有限余弦积分变换的方法推导出了四边固定支承条件下,矩形薄板的固有频率和振型的解析解表达式.由于在求解过程中不需要事先人为地选取挠度函数,而是从弹性薄板的基本振动方程出发,直接利用数学的方法求出可以完全满足四边固定支承的边界条件,弹性矩形薄板的固有频率和振型解析解,使得问题的求解更加合理化.最后,还给出了计算实例来验证文中所采用的方法以及所推导出的公式的正确性.