軟土中大直徑頂管的施工擾動機理與控制研究.pdf

1、頂管技術以其成本低、施工周期短以及環(huán)境影響小的優(yōu)勢,越來越多的應用到地下管線鋪設工程中,并逐漸向大直徑、長距離的趨勢發(fā)展。考慮到巖土工程中的尺寸效應,大直徑頂管施工引起周圍土體的擾動相對于小直徑頂管會有自己的特點。隨著現代施工環(huán)境的越來越復雜,對于環(huán)境影響控制也提出了更高要求。本文對上海軟土地區(qū),內徑為4m的大直徑混凝土頂管施工引起的土體擾動因素進行研究。通過采用數值模擬,研究了頂管施工開挖面以及泥漿套對土體擾動的影響,提出了控制方法,

2、并在實際工程中成功應用。本文主要工作內容與研究成果如下:
　　(1)通過三維有限元模擬,對大直徑頂管施工開挖面擾動機理進行研究。分析了不同支護比情況下,大直徑頂管施工引起的土體擾動規(guī)律。細化了開挖面引起土體擾動的類型,提出了在上海實際工程中,開挖面支護壓力設定建議公式。
　　(2)采用有限元方法,研究了泥漿套控制與土體擾動的規(guī)律。通過分析不同注漿壓力作用下土體位移、孔隙水壓力變化率以及塑性區(qū)開展狀況,探討了注漿壓力在控制頂管

3、施工過程中土體擾動的作用。研究表明,過大與過小的注漿壓力均會引起土體較大擾動,使地表變形增大。建議在實際施工過程中注漿壓力控制在1.1倍上覆土重,此時,注漿壓力對于土體的擾動作用最小。
　　與此同時,通過對比不同摩阻力作用下土體的擾動情況,提出了減少頂管施工剪切擾動的控制措施。
　　(3)在實際工程中應用了上述研究成果,成功預測了頂管施工帶來的環(huán)境影響,證明了研究成果的準確性。通過整理分析現場監(jiān)測數據,研究了頂管下穿越問題帶