复杂地形污水管网工程设计案例

针对位于川中丘陵地带的某产业园区,面对地形复杂、场地未平整以及规划道路未建成等多重挑战,进行了污水管网工程设计的深入研究。该园区内山丘连绵起伏,现状地面包括农田、菜地、鱼塘、河沟、树林等多种类型,地面高差显著,障碍物众多,使得污水管网设计难度加大。针对园区的特殊地形地貌和土地利用规划,充分考虑了各管段的实际情况,因地制宜地进行了逐一分析,并通过深入的技术经济比较,为各管段选择了最为适宜的工程方案。最终采取了开槽埋地、架空、顶管,乃至隧道铺管等多种管道铺设方式,以及钢筋混凝土管、焊接钢管、钢筋混凝土箱涵等多种管渠类型。

基于小孔扩张理论的顶管施工扰动分析应用

针对顶管穿越施工扰动影响问题,依托某污水处理厂顶管下穿箱涵工程,基于岩土介质小孔扩张理论采用MATLAB平台对顶管-土-箱涵相互作用进行编译计算,考虑不同开挖面支撑力和不同顶管埋深,分析顶管施工引起的既有箱涵结构受力和位移变化。结果表明:顶管施工导致的箱涵附加竖向位移及弯矩沿顶管轴线左右对称,箱涵附加应力以顶管轴线为中心向两侧递减;随着顶管埋深和开挖面支撑力的增加,既有箱涵的最大位移、应力以及弯矩逐渐变小。根据顶管埋深,选择合适的开挖面支撑力,可有效降低顶管施工对既有箱涵的施工扰动。同时通过现场实测数据分析,验证顶管穿越地层及构筑物变形的理论分析与现场实测规律的一致性,拓宽小孔扩张理论在顶管工程领域的应用。

大直径顶管近穿既有运行箱涵加固及清障施工技术

顶管作为非开挖技术的典型代表,在市政管网建设中应用十分广泛。然而,当顶管近穿既有运行地下建(构)筑物以及遇到地下障碍物时,施工将面临困难。文章结合具体工程案例,基于数值模拟分析和工效比选,介绍了上海市某污水处理厂顶管近穿既有运行箱涵加固保护技术与突遇板桩退管拔桩施工成套技术。这些成功的施工经验能够为类似工程提供借鉴与参考。

浅埋超大断面矩形顶管顶进对既有箱涵的影响

针对浅埋超大断面矩形顶管顶进引起的环境影响效应,以深圳市某拟建顶管法地铁车站为背景,建立了顶管施工全过程三维有限元数值模型,研究了浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应及其对上方既有箱涵的影响。结果表明:顶管下穿箱涵前,箱涵的不均匀沉降增长缓慢,箱涵迎土面所受土压力不断增大;顶管下穿箱涵时,箱涵的不均匀沉降量急剧增大,箱涵迎土面所受土压力逐渐降低;顶管穿出箱涵后,箱涵的不均匀沉降量和迎土面所受土压力均先下降而后趋于稳定。浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应使得箱涵的最大水平位移大于最大竖向位移,实际工程中应采取措施减少背土效应的影响。

大断面矩形顶管下穿合流污水箱涵变形分析

大断面顶管施工对周围环境的影响有明显的尺寸效应。当顶管下穿越保护性污水箱涵时,研究总结污水箱涵本体变形及周围土体变形等规律可用于指导调整施工参数,具有重要意义。根据工程实例,分析了在巨型截面顶管下穿越合流污水箱涵过程中箱涵本体竖向位移、箱涵接缝三向位移、周围土体竖向位移、周围土体孔压等数据规律。基于数据反馈采取了多项施工控制技术,克服了施工控制工序难度大、穿越距离小、风险大等困难,积累了宝贵的区域经验。

矩形顶管施工技术在下穿既有雨水箱涵施工中的应用

为了保证雨水箱涵结构与功能的稳定性,研究了一种矩形顶管施工技术,在下穿既有雨水箱涵施工中的应用方案。文章分析工程概况,计算矩形顶管力学参数,在矩形顶管下穿施工前,应用注浆纠偏技术,保证雨水箱涵的安全性。施工质量检验结果显示,施工区域的最大地表沉降量-15.26 mm,雨水箱涵结构最大沉降量0.62 mm,表明施工效果优良,在完工后的一个月内,实际测量的雨水箱涵周围的地下水位变化平稳,表明雨水箱涵整体结构稳定,施工质量优良。

顶管下穿地下预制箱涵沉降因素分析

随着我国市政基础设施建设的不断推进,顶管法在大直径管线工程施工中得到了广泛应用。其在顶进过程中不可避免地会扰动土体,并产生变形,对所下穿及侧穿的地下工程安全造成极大威胁。文章以某供热管线顶管垂直下穿既有埋地预制箱涵为工程案例,基于顶进过程现场沉降监测数据,分析顶进下穿施工引发箱涵沉降的主要因素,并就后续施工过程提出了改进措施,可为同类顶管工程下穿地下结构的沉降预测及控制提供参考。

超大型“管幕-箱涵”顶进施工土体变形的分析与预测

结合上海市中环线北虹路下立交地道工程采用“管幕-箱涵”顶进的非开挖施工全过程,分别应用ANSYS和FLAC三维数值分析程序,对顶进施工所引起的地表变形位移进行了全过程的动态仿真模拟,并采用弹性地基梁法和室内模拟试验以及现场实测数据比拟法,对地表变形特征进行了系统地研究,最后应用软科学的智能方法,对“管幕-箱涵”顶进非开挖工法所引起的地表变形位移进行了人工神经网络滚动预测。其研究成果已经提交施工部门参考和采用。

管幕箱涵顶进施工中地表变形监测及有限元模拟

上海市中环线虹许路—北虹路地下立交隧道工程采用了管幕施工与箱涵顶进相结合的施工方法.管幕箱涵顶进法是一种在软土中修建地下建筑物的新型暗挖技术,先用微型顶管技术在拟建的地下通道建筑物四周顶入钢管,然后将钢管间用锁口连接并注入防水材料构成防水地下空间,最后在拟建的地下通道空间内,采用软土开挖和预制箱涵顶进同步进行施工.箱涵顶进过程非常复杂,容易引起地表变形.结合实测数据研究超长大断面管幕箱涵顶进过程中地表变形的特征,得到一些与我国常规暗挖施工所不同的新规律,建立了能够考虑网格前管幕土欠挖、超挖施工工况的三维有限元模型,实现了箱涵顶进过程及其他地表变形的模拟,计算结果与实测地表变形较吻合.

顶进箱涵全断面置换管幕工法中钢管幕内力研究及实例分析

顶进箱涵全断面置换管幕工法是在出发井和接收井之间,利用顶管法在箱涵所在位置顶推钢管,置换出土体,形成全断面管撑,再顶推箱涵,同步置换出已顶进的钢管。针对该工法中的钢管幕,建立其内力和变形计算简化模型,将钢管视为在附加荷载作用下的置于Winkler地基上的弹性地基梁,推导出全断面管幕形式顶进箱涵置换管幕工法的钢管幕内力和变形计算公式,以此分析钢管幕的竖向变形。并采用弹性地基梁法和模拟试验比拟法,发现二者在规律及大小上都较为接近,说明所推导出的内力和变形计算公式具有一定的合理性,为实际工程的设计提供了理论依据。

管幕箱涵顶进施工中迎面土压力研究

管幕法是在始发井与接受井之间,利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管或其他材质的圆管,钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间,在此空间内采用开挖或箱涵顶进方案修建地下建筑物的一种新型暗挖技术。管幕箱涵顶进工法是管幕法与箱涵法的结合。上海市中环线虹许路—北虹路地下立交隧道工程是世界上首次在软土地区采用不加固软土方法进行管幕箱涵顶进施工的工程,由于该工程采用常规方法监测箱涵顶进前端迎面土压力非常困难,所以笔者将静力触探探头进行改装,水平固定于网格前端实测端阻力,并采用经典球孔扩张理论推导换算公式,用以计算迎面土压力。通过实测和计算分析,得到迎面土压力在箱涵侧壁和中隔墙附近较大,平均值接近被动土压力等规律。

箱涵顶进对下方管幕的力学作用分析

采用管幕-箱涵法施工的超浅埋连接通道跨越运营地铁时,施工前对场地的土堆清理及基坑开挖工作已使地铁隧道产生较大变形,为确保地铁的安全运营,对后续管幕、箱涵的施工进行严格控制。利用解析计算的方法,根据箱涵相对原状土等效重力大小的不同,建立2种力学模型,分别按照弹性地基梁和普通梁2种模型对管幕的受力进行研究;推导出2种计算模型下的力学公式,分析在箱涵顶进的过程中,箱涵下方管幕受力和变形的变化规律,为进一步研究管幕下方地铁隧道的受力情况提供参考。

箱涵顶进置换管幕顶推过程自动测量技术研究

结合上海金山既有铁路下顶进公路箱涵工程,介绍以自动全站仪为主的智能导向系统的原理及关键技术。实用表明,该系统在实际施工中具有可靠性强、系统运行稳定、测量精度高的特点,可以在恶劣的施工环境中正常运行。

管幕法箱涵顶进施工工艺的防水设计探讨

针对饱和含水软土地层中以管幕法为施工工艺的工程,介绍了工程设计中箱涵接缝防水、箱涵顶进所设中继间防水、箱涵出洞防水等设计思路及设计过程中的优化演变。

水坝泄水管涵工程对顶施工技术

与常规的顶管施工相比,水坝泄水管涵工程对顶施工具有较大的风险性。本文以广东省罗定市胡冲坑水库泄水管涵顶管工程为例,介绍了对顶施工的技术措施及关键过程的控制。

穿越京沪高速公路管幕法顶进力计算分析

天津市南水北调中线一期工程中穿越京沪高速公路的箱涵工程,采用管幕法顶进施工。在顶进设计中采用箱涵顶进规程及验收规范中所规定的计算公式进行计算,又按照上海北虹路地道工程总结的经验计算方法进行计算。通过这2种方法对顶进力的计算分析,最终确定顶进力及后背梁系统的设计采用上海北虹路地道工程的经验计算方法。

管幕-顶涵法穿越高速公路顶进施工关键技术

管幕-顶涵法是一种在管幕保护下顶进大型预制箱涵的施工方法,涉及管幕顶进和涵体顶进技术,用以解决明挖施工中断给地面交通带来的不便。特别是在高等级路面下作业时,对路面变形、沉降、安全稳定性都有极高的要求。文中以南水北调中线工程天津干线管幕-顶涵法穿越津保高速工程为例,介绍了其施工关键技术及相关控制要点。

新建地下通道时下方地铁隧道保护方案研究

研究目的:为研究新建的地下通道卸载施工时下方既有地铁盾构隧道保护技术的可行性及其应用效果,结合某地下空间项目中地下通道方案研究阶段提出的两种保护措施,采用有限元数值模拟分析的方式对保护效果进行分析,并对推荐的实施方案与实际施工的监测数据进行对比。研究结论:(1)对下方既有隧道周边地层搅拌桩加固,然后再进行基坑抽条开挖的方法施工地下通道,理论上能够减小下方隧道的隆起变形,但是减小的程度不大;(2)对既有隧道周边进行地层加固施工,极易引起下方隧道水平收敛变形增大;(3)管幕+抗拔桩保护、地下通道采用预制箱涵顶进施工的方案,对隧道周边地层扰动小,可以减少隧道顶部卸荷量,并缩短施工周期,对控制下方隧道隆起和收敛变形效果显著;(4)推荐方案可应用于对周边建(构)筑物变形控制要求高的地下通道或隧道类工程的施工。

西直湖港北枢纽立交地涵设计研究

结合西直湖港北枢纽立交地涵的实际情况,通过从工程技术、工程施工安全和影响、工程造价等方面进行方案比选,优选出地涵工程采用顶管法施工,并对该方案进行设计研究。

软土地层大断面管幕箱涵顶进竖向姿态的理论与实测分析

针对千斤顶产生的偏心顶推力作用下箱涵发生的"抬头"现象,采用局部弹性地基模型,首先,从理论上推导得到箱涵顶进竖向姿态变化的解析解;然后,结合现场实测分析,探究偏心顶力作用下大断面管幕箱涵的"抬头"机制及变化规律。研究表明:1)千斤顶顶推力与顶进阻力合力的作用线不重合而产生的使管节上抬的力矩是首节箱涵"抬头"的核心诱因;2)缓解首节箱涵"抬头"问题的主要施工措施有减小掘进机顶推力或正面土压力、增加上排管幕刚度、对箱涵上表面进行局部减摩、对箱涵下部进行冲洗卸土等,其中,减小掘进机顶推力或正面土压力效果最为明显。