软弱地层超大直径长距离钢顶管稳定性数值分析

Numerical Analysis of Stability of Ultra Large Diameter Long Distance Steel Pipe Jacking in Weak Strata

超大直径钢顶管在软弱地层条件下进行长距离顶进容易发生失稳破坏。以昆明尾水外排工程(二期)11#工作井至泵站4700mm顶管工程为例,基于薄壁圆柱壳屈曲理论,运用FLAC3D软件构建超大直径钢顶管模型,推算确定泥炭土等软弱土体的物理力学性质参数和修正剑桥模型参数,其中内摩擦角常量M=0.71、正常固结曲线λ=0.09288、超固结比OCR=1.2、基准应力1p=1、基准比容pc0=3.25,对比分析不同管径、不同顶进长度对顶进过程中稳定性的影响,分析结果表明:随着顶管机头进入管道,顶进管节对土体的扰动逐渐消失,孔隙水压力恢复平衡;顶进相同管片长度的顶管时,半径越大自身稳定性越差;管节越长,刚度越大,延管体径向产生的不均衡力越小,管体越稳定;长距离顶管在顶进过程中,应加大管体的整体刚度,减小管片之间的夹角,降低局部失稳的可能性。研究结果结合工程实例进行验证,为超大直径钢顶管施工前稳定性分析提供参考。