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ShieldEquipmentProject盾构工程

土压平衡顶管施工对周边环境的影响探究

InfluenceofSoilPressureBalancePipeJackingConstructionontheSurroundingEnvironment

于泳波/YUYongbo

（，）

北京市政建设集团有限责任公司北京100000

[摘 要]针对土压平衡顶管施工隧道时，容易对周边环境产生扰动引起地表沉降变形问题，结合某隧道工

程的实际情况，对比了地表变形常用的理论分析方法，采用有限元法模拟、计算施工引起的地表

沉降量，观察监测点的沉降情况，最终揭示了作业区周边环境地表沉降的规律。

[关键词]土压平衡；顶管施工；岩土环境；影响分析

在隧道施工中，采用土压平衡顶管施工法，→初步顶进→顶进施工→接收井洞门施工→机头

[1]

能够降低对周边环境的干扰，无需开挖地面。但出洞、吊出。

该方法借助土压力维持地表的稳定性，如果压力

2土压平衡施工引起地表变形的分析方法

控制不当，容易引起地面沉降或者隆起。施工过

程中可通过理论计算、数值模拟等方式预测地表在顶管施工过程中，关键是要保持顶管机

变形情况，为预防风险提供依据。前方土体的压力平衡，如果压力不足，有可能引

起地面沉陷，如果压力过大，则容易导致地面隆

1工程背景及施工流程

起。因此，控制周边环境的地表变形是顶管施工

某城市道路隧道全长801.3m，分为机动车隧的重要工作内容。经过长期的理论发展，当前已

道和非机动车隧道，工程采用矩形土压平衡顶管经建立了多种分析方法，包括经验公式法、有限

施工法，顶管段的长度均为105m，剩余部分为明元法、实测数据分析法等。

挖暗埋段和敞口段，其最大设计埋深为4.5m，存2.1地表变形的经验公式法

在爬坡段，纵坡和横坡分别为3.99%、1.5%。该Peck经验公式常用于计算施工引起的地表沉

项目的施工设备为2台多刀盘辐条式土压平衡顶降量，该方法假设土体不可压缩，并且不存在固

管机，分别用于大断面顶管施工和小断面顶管施结和排水的情况，此时可利用正态分布来描述发

工，断面最大尺寸分别为10120mm×7270mm、生沉降的槽体，相关的计算模型如式(1)所示。

7520mm×5420mm。x2

S(x)Smaxexp=−2（1）

土压平衡顶管施工将始发井作为起点，利用2i

顶进设备向工具管施加推力，通过刀盘切削掌子式中：函数S(x)为地面沉降