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。     

基坑开挖对邻近公路盾构隧道变形影响分析

盾构法公路隧道已成为拥有主干河流城市越江通道的主要手段之一。运营公路隧道周边基坑开挖将引起隧道的附加变形,从而影响隧道的正常安全运营。针对工程实例,采用有限元分析软件PLAXIS,分步进行基坑开挖过程对公路盾构隧道的影响分析,力求掌握在基坑开挖过程中,隧道的变形发展规律。并针对是否采取辅助加固保护措施进行分析论证,从而指导施工,确保临近公路隧道的安全。     

平行顶管施工及公路拓宽工程的相互影响研究

顶管施工方法现在被越来越广泛地应用于地下综合管廊的建设工程中。针对某工程中三条地下综合管廊下穿公路的实际工程案例,采用三维数值方法模拟了其平行顶管施工过程,系统地分析了不同的管廊顶进顺序条件下上部公路及下部埋设污水管道变形量的变化规律,讨论得到了后续公路拓宽工程完成后已建成地下管廊及污水管线沉降量,并较为全面地研究了不同土体加固范围和深度对地下管廊顶管施工及道路拓宽工程中结构物变形量的降低程度。结果表明不同顶管顺序会影响已建成公路的变形量,最优顺序应率先进行两侧顶管施工;在公路拟拓宽区域进行土体加固可以降低顶管施工中地下结构物的沉降量,但在加固深度较浅时无法在公路拓宽工程中保证地下结构物的稳定性。     

开挖引起高速公路路基塌陷事故的原因分析

通过工程地质调查、理论计算和数值模拟等手段,对广州DEH高速公路路基发生塌陷事故的原因进行分析,指出路堤底部地表存在软弱土层,以及基坑支护结构设计选型不当,是导致路基产生过大变形和路堤整体安全度降低的主要原因。模拟开挖施工工况的简化计算和有限元分析,有助于加深对软土地基管道基坑工程开挖引起邻近公路路基变形问题的认识,为今后类似涉路基坑工程的设计、施工和安全监测提供参考。     

管道穿越河道防汛安全影响分析

上海市中心城区道路积水改善工程中,排水管道穿越河道常采用非开挖顶管施工方法。以虹口区某道路积水改善工程为例,提出管道穿越段防汛墙改建方案,并采用有限元计算软件分析了顶管穿越河道施工对防汛安全的影响,为开展相关设计及防汛安全影响分析工作提供一定的参考价值。     

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。     

浅覆土矩形顶管施工对邻近基桩的影响规律研究

为研究因顶管施工的挤土效应对邻近高架桥基桩水平变形的影响，以无锡地铁青石路段1号地铁出入口为例，采用MIDAS GTS软件模拟浅覆土条件下矩形顶管顶进施工，计算在不同的顶管顶进距离、基桩与隧道间净距，以及不同的顶管开挖面顶进压力、管节与土体间摩阻力条件下的基桩水平变形。结果表明： 1）矩形顶管顶进施工时会造成邻近基桩发生沿顶进方向和垂直顶进方向的水平变形，且以沿顶进方向的水平变形为主； 2）不同于其他矩形顶管工程，浅覆土条件下基桩受顶管施工的影响范围约为隧道外4D（D为矩形顶管长边尺寸），基桩的水平变形随着净距的减小而增大，且当净距小于2D时，其水平变形呈非线性快速增加； 3）相对于开挖面顶进压力，管节与土体之间的摩阻力对基桩的影响更大，其水平位移变化可分为线性增长和非线性增长2个阶段。     

大断面矩形土压平衡式顶管上跨施工对运营地铁隧道变形的影响分析

以川大停车场下穿人民南路地下人行通道矩形顶管隧道工程为依托,采用数值模拟方法对大断面矩形土压平衡式顶管隧道上跨地铁运营区间隧道所引起的地铁隧道变形进行全过程分析研究,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证模型的合理性。主要结论如下： 1）顶管法隧道上跨施工引发的既有地铁隧道竖向变形受前期掌子面支护压力影响较大,随着开挖面的推进,开挖卸载效应逐渐占据主导地位; 2）地铁隧道横向位移受顶管隧道掌子面支护压力和开挖卸载效应的共同影响,且地铁隧道管片衬砌上半断面的横向位移对掌子面支护压力极为敏感。     

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。     

钢顶管竖向土压力计算方法对比

钢顶管作为非开挖施工的常见施工方法,其竖向土压力计算是钢管强度和刚度设计的关键。首先对常见的三种卸荷拱理论计算方法进行介绍,其后结合实际顶管工程勘察资料,以砂性土和黏性土两种常见土层为例,以传统计算方法和三种卸荷拱理论方法为准则,对影响计算结果的关键因素进行梳理,进行了等效土柱高度和竖向土压力对比分析,最后总结了钢顶管竖向土压力计算时的设计要点。     

公路山岭隧道初期支护极限相对位移的确定

为计算公路山岭隧道初期支护的极限相对位移值,采用霍克布朗屈服准则,依据公路隧道设计规范和实际工程经验选取断面形式、支护方式以及材料参数,采用短台阶的开挖方式,对各级围岩不同埋深下3车道公路山岭隧道拱顶、拱腰和拱脚的极限相对位移值采用FLAC3D进行三维数值模拟,并依据突变理论确定。根据对计算结果的统计分析,提出可将洞周变形控制点位明确,细化埋深范围,通过分析上下开台阶开挖对不同点位变形值的影响,且与实际施工相结合,确定出开挖步的变化对洞周位移的影响。     

大直径水平平行顶管穿堤施工及控制

以某穿越海堤水平平行顶管工程为例,在施工方案优化分析的基础上,详细地介绍复杂地质条件下长距离大直径水平平行顶管施工技术,并对顶管施工引起的地层变形进行现场监测与分析,提出顶管顶进施工过程中土体扰动特性的变化规律。保证了施工安全与顺利进行,并提出相应的变形控制措施。     

基于FLAC3D的基坑开挖方案优选

运用FLAC3D软件对深基坑工程的开挖方案进行数值模拟。不同的基坑开挖方案进行数值模拟,分析其对基坑变形的影响。重点研究同一基坑的不同开挖方法对基坑侧壁、支护桩、坑底隆起等变形量的影响规律。结合施工经验和数值分析,对基坑开挖方案进行设计,择优确定开挖方案,合理控制基坑变形,从而达到减小对周围环境的影响,降低工程造价和确保施工安全的目的。     

公路隧道开挖围岩稳定性数值模拟研究

公路隧道施工中控制隧道围岩在开挖后的变形,避免发生过大变形与破坏,为隧道二次衬砌争取时间是隧道施工中的关键问题。本文采用有限元数值模拟方法,模拟分析某一公路隧道的施工开挖过程,研究在不同的工况条件下,隧道围岩的稳定性,根据分析结果为隧道施工选择了合理的开挖施工方法,隧道典型断面的监测结果表明采用的施工方法能够满足开挖施工的安全及进度要求。     

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。     

高速公路偏压连拱隧道变形测量与计算分析

通过试验反演确定隧道围岩参数,建立隧道开挖数值计算模型,对施工变形进行模拟计算,同时布置相关测点对隧道围岩变形进行测量,将数值计算结果和测量结果进行对比分析。由围岩内部变形、隧道变形和地表变形分析得知,左洞变形大于右洞,左洞地表沉降量大于右洞,说明施工顺序对隧道变形影响较大,隧道径向6 m之外的围岩变形受开挖影响小,隧道径向6 m以内为围岩松动圈。     

双顶管施工下穿既有电力方涵的安全影响分析

为了减少对地下构筑物安全的影响,非开挖的管线施工方式已成为市政给排水管道的最佳施工方案之一.依托南昌市某新建道路排水工程,通过有限元数值模拟分析,分析了双顶管施工对上部既有电力方涵结构的影响.研究结果表明:双顶管同时并行施工和单一先后施工对既有结构沉降的影响有着差异,且双顶管同时并行施工产生的影响更大.在实际工程中,因为工期等综合因素,也可采用双顶管施工,但是需加强施工期间对于既有构筑物结构沉降的监测,并做好相关的保护措施.     

过水隧洞近接公路隧道开挖的安全性分析

为了评价过水隧洞在近接公路隧道开挖作用下结构的安全性,采用MIDAS GTS有限元软件,对上穿公路隧道开挖对过水隧洞结构安全性的影响进行数值模拟,分析上方公路隧道开挖前后过水隧洞的变形和应力状态。结果表明:过水隧洞结构应力及变形增加显著;为保证其结构的安全性,在实际施工中需要加强上方公路隧道衬砌支护并加固过水隧洞。     

某公路顺层边坡失稳影响因素及破坏机制

顺层边坡开挖形成大量岩体结构复杂、稳定性差的边坡,在工程开挖及降雨的影响下,出现不同规模的变形失稳现象,严重影响工程建设和运营期间的安全。通过某公路顺层边坡在施工过程中产生失稳现象的研究,分析了边坡失稳影响因素,探讨了边坡变形破坏模式。     

拉顶管工艺在复杂环境中的应用

城市排水管网的施工主要有两种：明敷施工和非开挖施工。非开挖施工主要包括水平定向钻工艺、顶管工艺和拉顶管工艺。现有规范的顶进阻力计算中未考虑管道自重产生的摩阻力且迎面挤土压力的计算多依靠经验。结合潮州市枫江深坑国考断面达标攻坚工程（潮州段）一期工程实际,介绍拉顶管工艺施工步骤及施工特点,对规范给出的顶进阻力计算公式进行优化,从而得出设备所需最小顶推力及机头回拉力,为合理选择拉顶管设备提供依据。对不同铺管工法进行比较,为类似工程施工提供借鉴。