軟土中大直徑頂管的施工擾動(dòng)機(jī)理與控制研究.pdf

1、頂管技術(shù)以其成本低、施工周期短以及環(huán)境影響小的優(yōu)勢(shì),越來越多的應(yīng)用到地下管線鋪設(shè)工程中,并逐漸向大直徑、長距離的趨勢(shì)發(fā)展?？紤]到巖土工程中的尺寸效應(yīng),大直徑頂管施工引起周圍土體的擾動(dòng)相對(duì)于小直徑頂管會(huì)有自己的特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代施工環(huán)境的越來越復(fù)雜,對(duì)于環(huán)境影響控制也提出了更高要求。本文對(duì)上海軟土地區(qū),內(nèi)徑為4m的大直徑混凝土頂管施工引起的土體擾動(dòng)因素進(jìn)行研究。通過采用數(shù)值模擬,研究了頂管施工開挖面以及泥漿套對(duì)土體擾動(dòng)的影響,提出了控制方法,

2、并在實(shí)際工程中成功應(yīng)用。本文主要工作內(nèi)容與研究成果如下:
　　(1)通過三維有限元模擬,對(duì)大直徑頂管施工開挖面擾動(dòng)機(jī)理進(jìn)行研究。分析了不同支護(hù)比情況下,大直徑頂管施工引起的土體擾動(dòng)規(guī)律。細(xì)化了開挖面引起土體擾動(dòng)的類型,提出了在上海實(shí)際工程中,開挖面支護(hù)壓力設(shè)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(dòng)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?fàn)顩r,探討了注漿壓力在控制頂管

3、施工過程中土體擾動(dòng)的作用。研究表明,過大與過小的注漿壓力均會(huì)引起土體較大擾動(dòng),使地表變形增大。建議在實(shí)際施工過程中注漿壓力控制在1.1倍上覆土重,此時(shí),注漿壓力對(duì)于土體的擾動(dòng)作用最小。
　　與此同時(shí),通過對(duì)比不同摩阻力作用下土體的擾動(dòng)情況,提出了減少頂管施工剪切擾動(dòng)的控制措施。
　　(3)在實(shí)際工程中應(yīng)用了上述研究成果,成功預(yù)測(cè)了頂管施工帶來的環(huán)境影響,證明了研究成果的準(zhǔn)確性。通過整理分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),研究了頂管下穿越問題帶