顶管顶力计算方法的对比分析与总结研究

在顶管工程中,顶力的准确计算十分重要。虽然顶力计算公式很多,但计算结果却相差非常大。对常用的顶力计算公式进行了分析,并选取工程实例对各个公式进行对比计算分析。根据理论公式和经验公式的影响因素,提出了公式的适用范围和计算中应注意的问题,为顶力计算提供相应参考和指导。     

大断面矩形顶管隧道管节结构优化设计

矩形顶管隧道在城市地下空间的开发和利用中优势明显，但其断面越大，顶管管节设计难度越大，施工风险越高。为解决大矩形断面管节设计的难题，依托郑州市红专路下穿中州大道机动车顶管隧道工程，采用数值模拟、理论分析等方法，对设计中覆土厚度、结构尺寸等关键内容的确定方法进行研究，并介绍管节设计方案、接头和纵向连接设计等要点。研究结果表明： 1）当覆土厚度不小于4 m时，沉降变形基本趋于稳定，最大沉降值为28 mm，沉降值大小安全可控。2）初步拟定断面形式后，需通过结构计算来拟定结构的尺寸，并通过施工阶段和使用阶段的计算验证其合理性。由分析可知，结构厚度初步拟定为600 mm是合理可行的，且无优化空间。3）在确保工程安全的同时，亦需充分考虑工程施工的便捷性和可操作性，需对管节预制方案、管节接头和纵向连接等做出针对性设计。     

矩形顶管技术发展与研究现状

文章介绍了现代矩形顶管工艺的技术基础、矩形顶管的适用环境条件和优越性,阐述了国内外机具设备的发展现状,从顶推力的研究进展、背土效应机制及控制措施、工作面稳定性评估3个方面介绍了矩形顶管理论研究现状。简单介绍了国内外部分典型顶管工程实例,从理论方面、设计方面、施工方面介绍了矩形顶管当前面临的难题。     

软土地区长距离大断面矩形顶管平行施工影响机理研究

以上海市陆翔路-祁连山路贯通工程445m长距离大断面矩形顶管平行施工为背景,分析推导了大断面矩形顶管断面尺寸、极限覆土和平行顶管极限净距取值的计算公式。通过对地表变形、超孔隙水压力、顶管顶力及侧摩阻力实测数据的规律及发展分析,探讨了软土地区长距离大断面矩形顶管平行施工影响机理,可为今后类似矩形顶管工程提供借鉴意义。     

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。     

超大断面矩形顶管减阻技术在郑州市下穿中州大道隧道工程中的应用

郑州市下穿中州大道隧道工程采用矩形顶管法进行施工,顶管段具有断面超大、覆土浅、间距小、推进距离长、未采用中继间等特点,顶管推进推力大。为有效控制顶管推力,研究了注浆孔布置、触变泥浆配制、注浆管路优化设计和管节表面涂蜡等顶管减阻技术。结果表明,本工程采用的减阻技术效果良好。     

软土地层多管小间距大断面矩形顶管施工技术

在软土地层中施工的广东佛山南海区多管小间距大断面矩形顶管工程,其施工难度较大,选用六刀盘矩形断面顶管机,并采用"1-3-2-4"跳格顶进方式,顺利完成了目前国内最大断面的矩形顶管工程。     

拱北隧道工程中曲线顶管顶进力实测分析

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程口岸暗挖段采用曲线顶管管幕支护的施工方法,在复杂地层条件下计算曲线顶管顶进力是顶管施工的重点与难点。工程共计使用了37根外径为1 620 mm、平均长度约为255 m的钢顶管。结合现场施工记录,采用2种不同的计算方式对顶进力进行了估算并与实际顶进力进行对比验证。结果表明： 经验公式中的摩阻力计算在埋深较大时比较符合实际情况,在浅层的淤泥质地层中则偏大;直接采用被动土压力计算迎面阻力是偏保守的;顶进力的大小与泥浆润滑关系密切,初始阶段泥浆的润滑作用并不显著,在形成稳定的泥浆套过程当中摩阻力会逐渐下降,甚至小于1 kN/m2。     

大断面矩形顶管复杂工况下斜交进洞施工关键技术

在城市繁华街区利用矩形顶管法施工地下过街通道,较之传统地面开挖工艺在管线保护、交通维持等方面有较大的优势,因此应用越来越广泛。一些工程存在用地限制、管线保护难度大等特殊工况,矩形顶管施工需要采取针对性措施。文章介绍了上海轨道交通10号线伊犁路站工程3号出入口矩形顶管法施工采取特定措施克服了区域电力排管箱涵保护难度大、38°大角度斜交进洞、2.3 m净宽小接收井需两次土中进洞等施工难题,对方案实施全过程进行剖析,总结了以上诸多措施实施效果,为类似工程施工提供参考。     

超长距离浅覆土大断面矩形顶管设计探讨

随着城市化进程的迅猛发展，城市空间变得越来越拥挤，地下工程建设采用对周边环境影响小的非开挖技术是一种发展趋势和潮流。通过对某管廊矩形顶管工程的实例分析，介绍了富水砂性土层中超长距离浅覆土大断面矩形顶管的设计重难点和解决方案，通过对施工现场附近建筑物沉降的监测，验证方案可靠，给出管道外壁单位面积摩阻力的建议取值，提出类似规模矩形顶管工程的中继间优化布设方式。     

大断面矩形顶管近距离上穿地铁隧道变形控制探讨

针对大断面矩形顶管上穿地铁隧道卸土量大,隧道变形难以控制等技术难点,通过数值计算等手段进行方案比选,最终确定采用盖板加堆载措施降低地铁隧道的结构变形。施工过程中运用信息化监测手段优化顶进速度、顶进压力等施工技术参数,确保穿越过程中地铁隧道的结构和运营安全。     

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。     

大口径长距离混凝土顶管下坡顶进施工技术

随着顶管工程的发展,一些过河过江顶管在进出洞时往往会涉及到较大坡度的顶进作业,尤其是下坡顶进作业,往往存在较大的安全质量风险。依托白龙港南线输送干线过江管工程案例,针对大口径长距离混凝土管道中下坡顶进的几个关键技术进行探讨分析,针对传统的顶管工艺进行改进和提高。     

软土地区大断面矩形顶管浅覆土下穿高速变形控制分析研究

以上海市陆翔路—祁连山路贯通工程大断面矩形顶管下穿S20外环高速为背景,探讨了控制顶管浅覆土下穿高速变形的加固措施.介绍了钢管幕加固在本工程中的设计与工程实施情况,并采用三维数值仿真分析了下穿S20外环高速施工引起的变形情况,预测变形规律及结果与监测断面数据吻合性较好.工程的实施论证了采用钢管幕加固控制大断面顶管浅覆土下穿高速的可行性,可为今后软土地区类似顶管下穿高速工程提供借鉴.     

大断面矩形顶管隧道管节角部新型连接施工技术

为解决现有管节连接方式的弊端,有效提高管节连接施工速度,降低施工过程中的安全风险及环境污染,依托新加坡汤申线Havelock站T221地下通道矩形顶管隧道项目工程实例,介绍大断面矩形顶管隧道管节内角部高强钢筋张拉施工技术。结果表明： 1）高强钢筋张拉技术适用于大断面矩形顶管隧道管节连接; 2）在张拉施工过程中使用到了新型注浆水泥和注浆设备,对传统张拉技术有一定的改进和优化; 3）本管节连接施工技术有效地增强隧道局部区域的整体性,操作简单,施工安全风险小,有效地避免了施工过程中的空气污染、噪声污染及光污染。     

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。     

复杂环境下大截面矩形顶管施工管线保护技术

上海市轨道交通二号线东延伸段张江高科站的一号出入口采用矩形顶管法施工,该工程的始发井、接收井宽度小,且出洞口、进洞口区域存在重大市政管线、进洞口顶管离大口径雨水管线极近、施工难度很高.该文结合工程施工情况,详细介绍了进出洞阶段及顶管施工过程中管线保护技术,可为类似工程施工提供借鉴.     

拱北隧道曲线管幕顶管顶力参数取值研究

港珠澳大桥拱北隧道采用36根直径1.62 m、长255 m的曲线管幕作为超前支护穿越拱北口岸。为解决顶管顶力计算值与实测值之间的巨大差距，依托港珠澳大桥拱北隧道管幕工程，采用《规范》、Shimada、JMTA 3种公式对顶管顶力进行理论计算，同时对公式计算参数按来源分为管节参数、土层参数及经验参数3类。以《规范》公式为例，从经验参数选取是否合理的角度对顶力的计算进行了研究，并通过经验参数调整前后顶力计算值与实测值的对比，认为经验参数的调整是可行的，提出了经验参数取值优化的建议。     

超大断面矩形盾构顶管设计关键技术

文章详细介绍了超大断面矩形盾构顶管(10.12 m×7.27 m)设计的关键技术研究:1)矩形断面开挖形式的研究与选型分析;2)超宽矩形薄壳体强度、刚度研究;3)顶推机构电液比例集成控制研究;4)矩形断面渣土改良技术研究。以上关键技术的研究解决,在施工现场得到了成功应用,为城市超大矩形断面交通隧道施工提出了一种全新工法。矩形隧道施工将会成为最经济、安全和快捷的工法。     

郑州市下穿中州大道超大断面矩形隧道顶管姿态控制技术

郑州市下穿中州大道矩形顶管隧道工程具有断面超大、覆土浅、4条隧道平行布置、净间距小等特点。为有效控制顶管掘进姿态,全方位介绍了顶管姿态控制、纠偏措施,并对铰接纠偏、双螺旋机出土、六刀盘操控、注浆纠偏、小间距推进控制等关键控制技术进行了详细阐述。实践表明,超大断面矩形顶管在浅覆土、小间距、多次扰动的情况下,采取铰接纠偏、双螺旋机出土、六刀盘操控、注浆纠偏等技术可有效控制顶管姿态。