矩形隧道顶管在过街行人通道建设中的应用研究

在城市繁忙交通区域建设过街行人通道SB-01时,矩形隧道顶管(RTBM)方法被深入探讨以应对复杂的施工挑战。集中于施工方法的选择,详细分析了RTBM技术的实施细节,包括施工过程的管理和监控。此外,还特别关注了环境保护措施和安全管理策略,以确保施工活动对周围环境和人员的影响最小。通过具体案例研究,详细展示了RTBM方法在繁忙城市交通建设中的应用情况,旨在为其他类似的城市基础设施项目提供实际的操作指导和参考,以更有效地规划和实施类似的过街行人通道建设。

考虑管-土/泥浆接触状态的浅埋大断面矩形顶管隧道摩阻力计算方法研究

研究分析顶管-土体/泥浆的接触状态,进而结合全土柱地层压力理论和摩擦学理论,建立考虑管-土/泥浆接触状态的浅埋大断面矩形顶管隧道摩阻力计算方法,并开展工程实例验证与应用。研究结果表明:本文所建立的考虑管-土/泥浆接触状态的矩形顶管隧道摩擦力计算方法的理论计算结果与实测结果较吻合,该方法具有可靠性,可用于指导实际工程的设计与施工;受顶管姿态、泥浆套质量影响,顶管管壁接触存在完全管-泥浆、完全管-土和管-土/泥浆共存3种接触状态,在实际施工中,以管-土/泥浆共存接触状态为主;顶管顶进初期,受端头井地层加固及泥浆套形成质量等因素影响,界面接触模式应按管-土接触考虑,管壁摩阻力大;在富水地层中,泥浆套质量受地下水渗流作用影响显著,泥浆易稀释、流失,减阻效应减弱。

超大断面矩形顶管姿态控制关键技术研究

针对深圳某地铁站矩形顶管隧道工程的超大断面、浅覆土、密贴顶进等特点,对顶管姿态控制难点进行分析,并对该工程采用的姿态测量、铰接纠偏、多螺旋机出土、多刀盘模式控制、注浆纠偏等多种技术结合的纠偏控制方案进行介绍。根据该工程实践表明:①顶管姿态偏移主要源于顶管开挖面及隧道两侧水土压力不平衡;②矩形顶管姿态控制重点是水平姿态以及垂直姿态控制;③通过采用铰接油缸控制、注浆纠偏、多螺旋机出土、多刀盘转动模式控制等技术,可有效控制顶管姿态。

浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进参数分析

为保障特大断面矩形顶管隧道在浅覆土、小净距下的安全高效掘进,依托世界上首个直径15 m级3车道矩形顶管隧道工程,对顶管多刀盘开挖系统、减摩注浆系统、三螺机出渣系统进行针对性优化设计。通过对顶管主要掘进参数及地层沉降监测结果进行统计分析,得到以下结论:1)本工程采用的减阻措施有效降低了管节受到的地层摩擦阻力,实际总推力为理论值的40%左右;2)刀盘直径和安装高度对刀盘转矩影响较大,多数刀盘转矩均值小于额定转矩的一半,说明刀盘额定转矩有较大的优化空间;3)顶管掘进过程中盾壳受到较大的地层挤压力,土舱内渣土压力也显著大于地层侧向土压力,停机后上述压力均有较大幅度降低;4)顶管掘进后地表横向沉降槽呈“盆”状,隧道两侧0.5倍开挖宽度内的地层沉降较大。

复合地层下穿高铁矩形顶管盾构隧道的施工稳定性

为保证矩形顶管盾构隧道下穿高铁近接施工的稳定性,以某火车站东侧地下通道工程为例,采用ABAQUS有限元分析软件建立了复合地层下穿高铁矩形顶管盾构隧道近接施工的精细化计算模型,分析了硬岩比、埋深因子和管节因子对复合地层顶管盾构隧道近接下穿施工时地表位移、轨道变形、管节收敛和安全系数的影响。结果表明:随着复合地层硬岩比的增加、埋深因子的减小和管节因子的增加,矩形顶管盾构隧道施工时的地层位移极值、地表沉降、上覆高铁轨道变形和管节收敛逐渐减小,管节安全系数逐渐增加,复合地层矩形顶管盾构隧道的施工稳定性提升。研究结果可为类似工程施工提供参考。

超小净距矩形顶管隧道群施工力学研究

在繁华城区超小净距平行矩形顶管隧道群施工过程中,管节结构及其与地层土体间的受力状态对施工安全和结构优化至关重要。为此,文中依托某城市下穿主干道顶管隧道群工程,通过现场实测顶进施工过程中管节结构及其与土体之间的受力大小,研究了管节结构与土体之间的受力规律、管节结构的纵向受力状态,同时分析了先、后施工情况下,相邻管节结构之间的受力影响。研究结果可应用于繁华城区超小净距矩形顶管隧道群的结构设计和施工控制,具有很大的实用价值。

大断面矩形顶管隧道施工土体稳定性分析

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。

矩形顶管隧道掌子面支护压力及稳定性分析

为了研究繁华城区大断面顶管隧道施工过程中掌子面的支护压力及稳定性规律,本文采用有限元数值模拟,计算分析了不同地层下隧道掌子面变形发展规律,对比分析了两种工况下极限支护压力比λ,同时计算分析了隧道埋深和土体强度因素对极限支护压力的影响规律。研究成果能够为工程施工中掌子面稳定压力的确定提供数据支持。

矩形顶管隧道接头橡胶圈防水安全限值研究

为研究矩形顶管隧道接头橡胶圈的受力特性和密封性,利用接头细部尺寸关系表达式,计算接头在发生防水失效时的临界状态值,通过有限元软件建立接头安装模型,定量改变接头安装间隙和管节偏转角,将模拟结果与理论计算结果进行对比验证。结果表明:1)橡胶圈安装力随安装距离的增加表现为先增大到峰值,后减小到定值,且安装间隙的大小对安装力影响显著;2)橡胶圈压缩高度在8~14 mm时接头防水效果良好,当橡胶圈压缩高度小于8 mm或大于14 mm时,橡胶圈分别因接触压力不足0.3 MPa或过度压缩而不满足规范要求;3)管节发生偏转时,最大允许的偏转角为0.02 rad,当偏转角进一步增大,依次发生因接触压力不足引起的渗漏水破坏、钢套环与插口管节接触破坏、钢套环与橡胶圈的脱离破坏以及橡胶圈过度压缩导致的破坏。

矩形顶管隧道群施工对后背土体扰动规律的初步研究

为更准确地计算矩形顶管隧道施工所需顶推力,揭示小间距顶管隧道群施工中后背土体在顶推力多次叠加作用扰动后的变化情况。首先,基于现有顶管顶推力相关计算公式推导出适用于矩形顶管的顶推力计算公式。然后,整理分析某顶管隧道群工程施工中后背土体水平位移、土压力实测数据,论证矩形顶管顶推力计算公式的正确性与合理性,得到后背土体受顶推力作用产生的水平位移是以隧道中心处为最大值的弓形分布、土体在顶推力二次作用下会产生更为显著的变化且存在残余应力现象等结论。最后,采用统计方法对顶推压力与后背土体水平位移、土压力之间的数据进行处理,取得后背土在顶推压力作用下产生水平位移与土压力的经验公式。

大断面矩形小净距顶管隧道群施工地层变形规律研究

超浅埋小净距大断面顶管隧道群工程顶推施工的背土效应会加剧周边地层变形,而采用减阻泥浆可有效缓解顶推施工对地层的扰动影响。为了研究超浅埋、小净距大断面矩形顶管隧道群工程顶推施工过程中减阻泥浆对地层土体变形规律的影响,采用三维有限元数值模拟方法,对隧道顶推施工过程中地层变形规律进行了研究,并将模拟结果与现场实测数据进行对比,得到如下结论:群洞隧道由于先后施工的影响,背土效应补充前方地层产生地表隆起变形;背土效应和土层应力共同影响下,在隧道高度范围和上覆土层范围,单洞隧道深层水平位移分别呈现偏离隧道和指向隧道的规律;地层位移影响分区决定了群洞隧道深层土体水平位移变形规律,后续开挖的隧道使得先行开挖隧道外边线以外土体全部产生背离隧道方向的水平位移。研究成果可用于帮助大断面矩形顶管等类似工程的设计施工,具有一定的推广意义。

振奋!今天上午,世界第一大矩形顶管隧道双向贯通!嘉兴市区快速路环线工程迈出重要一步

10月-21日上午,长水路方向下穿南湖大道施工现场,大家凝神屏息,等待历史性的一刻。随着顶管机的有力掘进,上午10时40分,市区快速路环线工程关键控制性节点工程——下穿南湖大道南线顶管机破土而出,标志着世界第一大矩形顶管隧道实现双向贯通。

顶管隧道工程触变泥浆性能试验及减阻技术研究

文章依托郑州市红专路下穿中州大道顶管隧道工程,通过室内泥浆性能试验,研究了膨润土、CMC、纯碱和PHP四种材料含量的改变对触变泥浆性能的影响规律,并由此确定了触变泥浆的配合比。然后,结合现场施工情况,研究了触变泥浆制备、注浆设备选型、注浆参数设计、梅花形注浆孔位布置、同步注浆和二次注浆施工以及管节表面涂蜡等减阻技术。最后,通过土压力理论计算和现场实测得出结论:采取减阻技术措施后,机动车大断面隧道的最大顶推力和平均摩阻系数分别减小了56.3%和62.3%;非机动车隧道的最大顶推力和平均摩阻系数分别减小了56.7%和60.9%,减阻技术应用效果良好。

F型钢承口矩形顶管在不均匀土体沉降下的管节张开量研究

鉴于目前针对顶管管节张开量的研究较少,以某工程为研究对象,采用数值模拟软件分析F型钢承口矩形顶管在不均匀土体沉降作用下的接口-钢壳滑移量、接口处管节变形以及接口张开量。模拟结果表明:管节张开量主要与土体最大沉降值有关;管节对纵向荷载的响应程度直接影响接头处张开量大小;通过对不同沉降量下管节张开量进行研究,当顶管下方土体不均匀沉降最大值达到2 cm时,管节的张开会带来渗漏水风险。同时揭示了管节接口张开量在底板上的分布规律:接口张开量呈中间小、两侧大的分布状态,提出应注重管节两侧的防水设置。

矩形顶管隧道施工碳排放计算方法及影响因素研究

依托莆田火车站站前广场矩形顶管工程,基于全生命周期理论框架并结合排放系数法,研究矩形顶管隧道的施工碳排放计算方法及影响因素。研究结果表明:水泥、钢铁和电力是矩形顶管隧道施工中主要的碳排放来源,隧道顶进长度与工程总碳排放量呈正比关系,但与每延米碳排放量呈反比关系,其中顶进长度从224 m增加到424 m时,每延米碳排放量减排最多,减幅超过26%;当管片宽度从1.2 m增加到2.4 m,管节防水碳排放量减幅达到72%;同一开挖长度情况下,管片宽度从1.2 m增加到1.5 m的减排效益最好,最大减幅为4.3%,管片宽度超过1.5 m时,每延米碳排放量的减排幅度不再显著。

复杂环境下大断面矩形顶管地层损失控制措施研究

大断面矩形顶管隧道在城市中心城区下方施工,周边建、构筑物类型复杂多样,地层变形控制难度大,施工风险高。针对大断面矩形顶管隧道地层变形控制问题,文章依托上海市淞沪路—三门路下立交工程大断面矩形顶管工程,分析了顶管施工过程中的潜在风险,认为施工中核心目标是控制地层损失,维持开挖面稳定。通过现场调研,在管节设计、既有结构预保护、止退系统、浆液介质改良等方面提出了一系列关键控制措施。现场实施结果表明,顶管推进平稳,轴线控制满足设计要求;顶管穿越时既有结构变形均小于5 mm,满足变形控制要求,表明所采取的地层损失控制措施是合理有效的。

复杂环境下大断面矩形顶管隧道管节设计

深圳某大断面矩形顶管隧道以0.8 m近距离侧穿立交匝道桥梁桩基,且以3 m近距离下穿地下综合管廊。依托该隧道项目,系统研究复杂环境下大断面矩形顶管隧道的管节设计,提出一类复杂环境下大断面矩形顶管管节设计思路。分析大断面矩形顶管管节构形设计要素,完成项目管节构形设计,进而对管节吊装翻转、施工顶推及正常使用三个工况进行数值计算,确定管节结构尺寸。结合大断面、深覆土及高水压等工程特点,对管节接头、纵向连接和预留孔口等进行针对性设计。经工程调研、对比分析及工程验证发现,本研究所提出的管节设计思路及管节构形设计要素能为复杂环境下大断面矩形顶管隧道设计提供参考。

超大断面矩形顶管隧道触变泥浆减阻控制技术

以嘉兴市市区快速路下穿南湖大道超大断面矩形顶管工程为例,根据工程特点,通过触变泥浆配比试验确定了制浆剂及泥浆最佳配比范围;顶管机采用了自动注浆系统,实现了注浆压力和注浆量的精确控制,同时优化了管节注浆结构;在掘进过程中根据推力变化情况确定了同步注浆时间和间歇时间,优化了注浆参数。通过采取以上措施,提高了同步注浆质量,实际总推力和理论总推力对比表明本工程减阻效果显著,管节与地层摩擦系数仅有0.086,对今后同类工程具有较大的借鉴意义。