顶管施工引起的地层移动与变形控制-研究

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1、南京工业大学硕士学位论文jackingconstructiontodecreaseinfluenceonsurroundingsareputforward，whichwillrealizethejackingconstructionoftheprotectionenvironmenttypeandofferreferencetodesignandconstructionofothersimilarityprojects．KEYWORDS：pipe-jackingproject，disturbancemechanism，stratummov

2、ement，groundsettlement，3-DFEM，constructioncontrolIII南京工业大学硕士学位论文§1．1引言第一章概述随着经济的发展，人口逐渐向城市聚集，越来越多的城市地下空间得到开发与利用。下水管道、电气管道、煤气管道、运输管道及城市地下共同沟等各种市政工程也应运而生，它们的施工方法主要有明挖法和暗挖法【1】。明挖法即开槽掘进施工技术，是指一切在敷设管道或建造管道时开挖明槽的施工方法。该方法可以采用土体的自然休止角来挖出沟壁，也可以采用加以适当挡土结构的垂直开挖沟壁的形式。这种方法在施工场地允许的情况下，

3、具有工程造价低、施工速度快等优点。70年代以前，明挖法一直被看作是修建地下管道的标准施工方法，主要是其施工技术与设备均较简单的优点。但该方法对土质及环境均有较高要求，并且挖出大量土方阻碍交通，给生产和生活带来不便。当管路要穿越河流、铁路、公路以及在城市中心繁华地段施工时将更为困难。若遇淤泥质土和饱和砂土时，明挖法难以进行下去，常常出现工程事故。进入80年代以后尤其是90年代，随着人们对环境保护重视程度的提高，非开槽技术以其对已建地下构筑物、风景区、地面建筑物和交通与环境等影响甚小的优点，开始得到极为广泛的应用。暗挖法，是指在施工过程中无需

4、开槽的地下掘进施工方法即菲开挖施工技术。非丌挖敷设管道技术在近年得到广泛的应用。由于它不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道，节省大量投资和时间【2】。这项技术的快速发展也使市政工程需敷设的大量上、下水道、煤气、电力、通信工程时，对城区交通的危害和影响及噪音、粉尘大大降低。可减小对周边环境、交通、市民的『F常活动干扰，施工周期短、综合成本低、施工安全、能改善市容和环境卫生、不影响正常的生活、土方工作量少且工程造价低，与大开挖法相比较可节约建设资会20％左右。是真正的无污染、高效率的施工技术。随着城市建设的大规模发展，

5、人们对生活环境的质量提出更高的要求。各级政府都致力于新区开发和老城区改造，而城区水污染的治理和水资源的保护又是重中之重。大中型城市采取的几乎一样的方法截污治污。敷设大口径的截污管一般巾2000一中3500引至污水厂治理这种方案，投资最低。但随之而来的困难是污染源到污水厂(或排放口)均需经过人口稠密区或大型建筑物、构筑物及支流小河等，所以非开挖技术成为首选。象上海合流污水；苏州河治理；北京清河污水干线：西安咸阳机场；广州、杭州、福卅l、武汉等地都有机械化顶管施工实例。中等规模城市，第一章概论如嘉兴、海宁、桐乡等地都采用较小的管径中300～中

6、1500，有的支流管线采用更小的管径。除了上述的环境整治方面，在能源供应，如液化气、天然气输送管。各种油管在动力电缆、宽频网、光纤网等通讯电缆等都相继采用非开挖技术，因为在中心城区已无法空中架线和开槽埋管进行施工作业。顶管施工作为一种工艺，不仅仅用于铺设管线，它在管棚施工方面也具有优势。管棚施工是指在地下构筑物施工前，先利用密排的钢管作成各种断面形状的管棚，对地面建筑物在施工过程中起到保护作用或者是为了达到某种特殊要求而采取的一种辅助施工措施。尤其在商业街、闹市区及重要交通要道下修建人行地下通道采用该法施工最为广泛，下图是采用顶管施工的常

7、用各种横断面的管棚。≯‘。一‘1。“。j!誊薯：w‘：’：H，_，√^Ijx7≈j(f)0xi‘∞o’一?～。：、乒。0j。。i：’1(d)5j‘il÷jjr；≤t，，?，。?i。7_(曲(a)一字形；(b)圆弧形；(c)门字形；(d)7／"形；(e)拱顶形：(f)矩形：(g)圆形图1—1管棚的各种断面形状Figl一1Theshapeofpiperoofingsection(来源：http：／／www．dingguan．tom／index．him)综上所述，不管应用在任何领域，非开挖技术因其优良的施工质量、低廉的施工成本及巨大的社会效益而

8、受到建设方的广泛采用。地下顶管已成为市政基础设施管网施工中的最佳方案‘31，并有取代中小型盾构的趋势。§1．2顶管施工的历史与现状顶管施工是继盾构施工之后所发展起来的一种建造地下管道的施工方法