管幕預(yù)筑法中密排大直徑鋼管群頂進(jìn)研究.pdf

1、沈陽地鐵新樂遺址站為暗挖車站，采用管幕預(yù)筑法施工。管幕預(yù)筑法是在傳統(tǒng)的管幕法基礎(chǔ)上改進(jìn)形成的。管幕預(yù)筑法所使用的鋼管直徑大，可以達(dá)到2米以上。在頂進(jìn)的鋼管保護(hù)下人工或機(jī)械進(jìn)入鋼管內(nèi)部開挖排土。然后對(duì)鋼管進(jìn)行切割并支撐，在鋼管內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)澆筑。最后等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度達(dá)到要求后，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)下大范圍土體開挖，形成大斷面的地下空間。該工法最突出的特點(diǎn)是:整個(gè)過程中，所有的開挖都是在預(yù)先建造了可靠結(jié)構(gòu)后完成的，因此保證了施工安全。
　　 由此

2、可見，項(xiàng)管是該工法中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其為后續(xù)工序預(yù)先制造了安全的工作空間，從而減小了施工風(fēng)險(xiǎn)。然而，該工法中頂管工程與普通的頂管工程相比較，有很大的特殊性。主要體現(xiàn)在頂管埋深大、管徑大、數(shù)量多、管間距小、排列形式復(fù)雜。本文以沈陽地鐵新樂遺址站工程為依托，總結(jié)了該工法中的頂管施工技術(shù)，著重研究了密集大口徑鋼管群頂進(jìn)與土體之間的相互作用，以及頂管過程造成的環(huán)境影響等。
　　 密集大口徑鋼管群頂進(jìn)與土體之間的相互作用方面，主要研究

3、了如下內(nèi)容:(1)結(jié)合文獻(xiàn)分析與本工程頂管頂力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了現(xiàn)有垂直土壓力計(jì)算理論的不足?；谄帐侠碚摵吞郴碚撎岢隽烁倪M(jìn)垂直土壓力計(jì)算理論，并編制了Matlab計(jì)算程序用于深埋頂管頂力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明改進(jìn)垂直土壓力理論計(jì)算結(jié)果小于普氏理論和太沙基理論計(jì)算結(jié)果，與實(shí)測(cè)結(jié)果更接近。(2)結(jié)合實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)頂管過程中管道的軸線偏移和管頭變形進(jìn)行了理論分析。提出通過頂管應(yīng)力監(jiān)測(cè)來進(jìn)行管道軸線的實(shí)時(shí)偏移判斷，并通過頂管應(yīng)力監(jiān)測(cè)試驗(yàn)驗(yàn)證該方案

4、是可行的。(3)利用彈性力學(xué)和土力學(xué)相關(guān)知識(shí)，對(duì)頂管過程中的開挖面穩(wěn)定性進(jìn)行了理論分析。(4)利用土拱效應(yīng)的理論知識(shí)，提出了頂管間距的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。并結(jié)合本工程實(shí)際情況，對(duì)頂管間距進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了2種優(yōu)化方案。相對(duì)于原方案，優(yōu)化方案能節(jié)省鋼材，縮短頂進(jìn)施工的時(shí)間，并可以減小項(xiàng)管造成的土體重復(fù)擾動(dòng)。
　　 密集大口徑鋼管群頂進(jìn)環(huán)境影響研究主要包括以下內(nèi)容:(1)分析了密集大口徑鋼管群項(xiàng)進(jìn)對(duì)地面沉降的影響。通過實(shí)測(cè)和理論計(jì)算，提

5、出密集大口徑鋼管群頂進(jìn)地表沉降主要是由頂管土體損失和地下水滲流引起的。已建頂管的支擋作用會(huì)限制土體向下位移，大大減小新建頂管造成的地表沉降，因此由頂管土體損失引起的地表沉降一般較小，不會(huì)超過沉降警戒值。而地下水滲流引起的地表沉降遠(yuǎn)大于頂管土體損失引起的地表沉降，地下水滲流嚴(yán)重時(shí)，地表沉降會(huì)遠(yuǎn)大于沉降警戒值。(2)根據(jù)剛性管道與頂管間距大小，把頂管對(duì)剛性管道的影響分為遠(yuǎn)距離影響和近距離影響兩種類型。并且基于Winkler彈性地基梁理論，提