越江钢筋混凝土顶管施工三维数值分析.pdf

第19卷第11期2019年４月科学技术与工程Vol.19No.11Apr.2019

1671—1815(2019)011-02４8-06ScienceTechnologyandEngineeringⓒ2019Sci.Tech.Engrg.

引用格式:王剑锋,甄亮,张涛,等.越江钢筋混凝土顶管施工三维数值分析[J].科学技术与工程,2019,19(11):2４8-253

WangJianfeng,ZhenLiang,ZhangTao,etal.3Dnumericalanalysisofcross-riverreinforcedconcretepipe-jackingconstruction[J].Science

TechnologyandEngineering,2019,19(11):2４8-253

越江钢筋混凝土顶管施工三维数值分析

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王剑锋甄亮张涛盛兴尧

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(上海公路桥梁(集团)有限公司,上海200４33;上海交通大学土木工程系,上海2002４0)

摘要顶管法作为一种非开挖技术,在城市隧道管线的建设和改造中具有广泛应用。然而,顶管施工不可避免地会对周围

既有结构物造成一定的影响。为了研究如何规避顶管施工的风险,基于白龙港南线输送干线的过江管工程的W2-W1标段,

通过数值模拟的方法研究了顶管施工过程中机头支护压力、注浆模量、摩阻力的变异对地层、桩基变形影响的变化规律,并分

析了软土地区复杂条件下顶管施工各施工参数对周围环境影响的敏感性。结果表明:在实际施工过程中,当机头支护压力略

小于顶管中心土层自重应力时能有效减小环境影响;同时也需要尽可能减小注浆与顶管之间的摩擦系数,并根据实际目标需

求选择注浆模量。

关键词顶管施工支护压力注浆数值分析

中图法分类号TU４４3;文献标志码A

顶管法属于暗挖法,是一种施工过程中无需开开挖面及管道外周环形间隙等施工原因导致地层损

[8]

槽的地下掘进施工方法,相较于明挖法,它能穿越地失,引起地层沉降,国内外已有不少学者采用数

面构筑物和地下管线以及公路、铁路、河道,对城市值方法研究顶管施工的环境效应[9—11]。研究结合

交通的影响较小,噪声、粉尘大大降低。顶管法最早上海白龙港南线输送干线的过江管工程的W2-W1

应用于1896年美国北太平洋铁路下铺设地下管道标段,使用有限元软件初步分析软土地区复杂条件

[1]下顶管施工过程中机头支护压力、浆液模量、摩阻力

工程的施工中,随后被视为在铁路、公路下铺设

管线的标准施工法。的变异对地层、桩基变形影响的变化规律,分析各施

中国早在20世纪50年代末,北京和上海就有工参数对周围环境影响的敏感性,为本工程施工及

[2]类似工程提供参考。

顶管法穿越铁路和堤坝的先例,60年代,北京和

上海都制定计划开发和推广顶管技术,并取得了一1工程概况

[3]

定的成绩。上海由于地理原因,海拔较低,地下

水位较高,土质松软,施工难度较大,顶管法的发展白龙港污水系统的主体工程是上海市污水治理

和推广一度较为缓慢。近十几年来,随着顶管技术二期工程,主要解决浦西黄浦,卢湾/徐汇合流污水

和吴闵地区,以及浦东新