大断面矩形顶管隧道施工土体稳定性分析.pdf

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1、杨朝帅：大断面矩形顶管隧道施工土体稳定性分析131DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2016．04．048大断面矩形顶管隧道施工土体稳定性分析杨朝帅(1．中铁隧道集团科学技术研究院有限公司。河南洛阳471009；2．中铁隧道勘测设计研究院有限公司。河南洛阳4710093．中铁隧道集团有限公司技术中心，河南洛阳471009)【摘要】为了研究繁华城区超大断面、超浅埋、小净距顶管隧道顶进施工过程中掌子面的稳定性，本文采用有限元数值模拟，计算了不同的顶推力作用下掌子面上方的地表沉降变化规律和掌子面纵向中心线上不同深度的应力变化规律，研究结果发现，在顶推力大约为

2、2倍掌子面中心点上覆土压力时地表隆沉变形最接近0，成果在工程施工中有很强的实用意义。【关键词】大断面矩形顶管隧道；掌子面稳定性；顶推力【中图分类号】TUF3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2016)04—0131—040引言还不多，文献[1]、[2]研究了顶管隧道施工过程中土在城市隧道施工中，由于环境复杂、场地限制等体扰动的现场实测及试验分析；文献[3]理论分析并因素，非开挖技术得到了广泛应用。目前比较主流的实测了顶管以及隧道在推进施工时对土体的扰动；文非开挖技术有盾构法、TBM法、顶管法(小直径管沟隧献[4]、[5]研究了顶管隧道施工时地层的变形沉降

3、及道)等。采用大断面矩形顶管法修建繁华城区地下通控制技术文献；文献[6]~[8]研究了小区率半径和长道，不仅可有极大提高地下空间利用率，而且相比盾距离顶管隧道等复杂情况下的顶管施工，以及触变泥构，更能节约造价。浆减摩施工技术；文献[9]、[10]采用数值模拟方法研目前，关于城市地下通道采用顶管法施工的项目究了顶管隧道施工过程对环境的影响。179d时，最大误差达到了12．52％，但是后期的沉降预测精度高。参考文献可见，随着t。取值的增大，前期预测效果较差，后期预测效果较好。因此，为了更好地反映沉降变化趋[1]JTJO17—96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[s]．

4、[2]王培中．软土地区基坑围护与变形研究[J]．低温建筑技术，势，应将t。值取大一些，以提高准确性和满足精度要2014，(1O)：104—107．求。从图中可以看到，实测曲线在t取6O～120d时比[3]金鑫．软土路基沉降预测与计算方法研究[D]．上海：上海交较陡，这是由于填土速度加快造成的，在此阶段预测通大学，2008．曲线与实测相差较大，平滑的指数函数曲线对于预测[4]王志亮．软基路堤沉降预测与计算[D]．南京：河海大填筑速度变化的路基沉降不太理想。学，2004．3结语[5]王志亮，吴克海，李永池．一个预测路堤沉降的新经验公式模型[J]．岩石力学与工程学报，200

5、5，24(12)：2013—2017．(1)通过双曲线法进行的沉降预测与实测值较[6]MiskasaM．Consolidationofsoftclay[M]．Tokyo：Kajima—为接近，能够较好地预测沉降趋势。t。取值越大，预测Shuppan—Kai，1963．值越接近于实测值。但要预测前期的沉降，就必须将[7]AsaokaA．Observationalprocedureofsettlementprediction[J]．t。值取的相对较小。Soilsandfoundations，1978，(4)：87—101．(2)用指数函数模型预测沉降时，能够较好的[8]L

6、oganathanN，BalasubramaniamAS，Be~adoDDeformationanalysisofembankments[J]．Geotech．Engrg,ASCE，1993，119预测沉降趋势，特别是后期沉降。t。的取值对预测结(8)：1185—1206．果影响很大，预测计算时需要加以比较分析。对于路基加速填筑的沉降预测，指数模型预测效果欠佳。(3)双曲线模型拟合样本的起始时间宜选在停[收稿日期】2015—12—18载前至少一个月，时间间隔宜为3～4个月；指数曲线[作者简介]邓亮辉(1984一)，男，广东连平人，工程师，从事模型拟合样本的起始时间宜选

7、在停载后，越靠后预测公路安全防护工作。精度越高。132低温建筑技术2016年第4期(总第214期)因此，目前对于超浅埋、超小净距、超大断面矩形型。计算材料参数见表1。管片结构采用C50混凝顶管施工中掌子面稳定性的研究还很少，本文将依托土，相关参数参照规范。某繁华城区超浅埋、超小净距、超大断面矩形顶管隧1．3计算工况道工程，采用三维数值模拟，来研究顶进施工过程中表1材料计算参数取值掌子面的变形和受力情况，其研究成果对于合理确定和调整顶进推力、有效控制环境安全有重要应用价值。1工程概况及计算模型1．1工程概况依托某繁华城区顶管隧道工程，该工程为城市主顶管