大断面矩形顶管近距离上穿既有地铁隧道的三维数值分析
地铁出入口顶管施工对既有区间隧道影响控制
地铁出入口顶管施工对既有区间隧道影响控制
张委定;龚云强;曹力桥
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】为分析地铁出入口顶管施工对既有区间隧道的影响,在阐述区间隧道保护措施的基础上,建立了三维有限元分析模型,研究了始发井、接收井及顶管施工阶段下区间隧道水平位移和竖向位移分布特征,详细分析了道床沉降和隧道水平位移变化规律。
研究结果表明,车站附近道床主要为隆起,远离车站的道床为沉降;顶管掘进对区间隧道影响大于工作井,是关键阶段;靠近顶管的区间隧道和远离顶管的区间隧道水平收敛显著变化的范围约为隧道的5倍、3倍洞径;在针对性的保护措施下,区间隧道位移满足控制标准。
所得结论可为类似工程提供借鉴与参考。
【总页数】5页(P71-75)
【作者】张委定;龚云强;曹力桥
【作者单位】天津市政工程设计研究总院有限公司;中国市政工程华北设计研究总院有限公司;中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU745.3
【相关文献】
1.矩形顶管通道施工对既有地铁区间隧道的影响分析
2.暗挖区间隧道近接既有地铁隧道施工变形影响\r及控制措施研究
3.矩形通道顶管施工对邻近既有地铁区间隧
道的影响4.顶管穿越施工对既有地铁区间隧道保护技术研究5.大直径顶管施工对既有地铁区间隧道的影响分析
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地铁大断面隧道开挖方法选取三维模拟计算分析
坑法和双侧壁 导坑 法各 自 的施工工况 ， 在施工过程 中分别 引起 的地 表沉 降。通过模拟 的理论地 表沉 降数据 与 实际 以及
地表沉降数据相 比较 ， 从而决定在施工过程 中应采用何种 方法进行 施工。
关键词 ： 大断面； 隧道 ； 有限元 ； 地表沉 降； 单侧壁导坑法
隧道施工过程 和方 法多 种多 样 ， 目前 在 我们经 常采 用 的矿 山法 中大致有全断面法 、 台阶法和分步开挖法三大类 。在当前 的 施 工实践中 ， 采用最多的方法 是 台阶法 ， 次是 全断面法 。在大 其 部， 开挖进尺 ０ ５ 向下开挖 ② 、 ． ｍ， ③部 ， 完成左侧 半个 隧道封 闭 ，
栅， 喷混凝 土完 成左 侧导洞封闭 ， 、 之间错开 ３ ｍ； ① ② ～５ 同样 的
６ 结
参考文献： 民交通 出版 社， ９ ９ １９．
１ 公路 工程地 质勘察规范 ［ ］ 北京 ： Ｓ． 人 目前 ， 该隧道 已经全线 贯通 ， 施工地 质断 面情况 与勘 察结 果 ［ ］ 交通 部第一 公路勘 察设计 院．
维普资讯
总第 １７期 １
西 部探矿工程
Ｗ ＥＳ Ｔ— ＣＨ Ｉ ＮＡ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
ｓ ｒｅ ． １ ｅ ｉｓ Ｎｏ １ ７
２０ ０ ６年第 １ 期
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文章编号 ：０ ４ ５ １ （ ０ ６ ０ － ０ ５ － ０ １０ － ７ ６ ２ ０ ） １ １ ２ ２
在 实际施工过程 中采 用单 侧壁导坑法 ， 具体施 工措施 如下 ：
２ １ 施 工 方 法 ．
先施 工①部 ， 沿① 部 拱部 开挖 轮廓 线外 施工 小导 管注 浆 超
大断面矩形土压平衡式顶管上跨施工对运营地铁隧道变形的影响分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌａｒｇｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒＥＰＢｔｙｐｅｐｉｐｅｊａｃｋｉｎｇｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒＳｏｕｔｈＲｅｎｍｉｎＲｏａｄｏｎ ｂｅｌｏｗｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ；ａｎｄｔｈｅｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａｉｓｍａｄｅｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ｓｏｍｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（１）Ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｅｌｏｗｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｉｎｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｉｐｅｊａｃｋｉｎｇｔｕｎｎｅｌｉｓｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｓｔａｇｅ；ａｎｄｉｔｉｓｍａｉｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎｕｎｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｓ ｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｍｏｖｅｓｆｏｒｗａｒｄ．（２） Ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅａｎｄｅｘｃａｖａｔｉｏｎｕｎｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔ；ａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｓｅｇｍｅｎｔｌｉｎｉｎｇｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｐｉｐｅｊａｃｋｉｎｇｔｕｎｎｅｌ；ｃｒｏｓｓｉｎｇａｂｏｖｅｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ； ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｕｎｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔ
过街通道近距离上穿既有地铁区间隧道的数值分析
过街通道近距离上穿既有地铁区间隧道的数值分析赵玉红【摘要】随着城市轨道交通网络的快速发展,地下空间的开发利用规模不断扩大,地下工程的设计施工受到广泛关注.以深圳某过街通道上穿既有地铁区间隧道工程为背景,介绍了顶管法施工工艺,并应用有限元软件对施工过程进行数值模拟,计算表明顶管法施工导致既有地铁隧道产生较大变形,因此需采用其他辅助加固措施.对加固后的施工工况数值模拟,结果表明既有隧道及地面变形明显变小.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】5页(P142-145,176)【关键词】近距离;顶管法;数值模拟;变形【作者】赵玉红【作者单位】中国市政工程西北设计研究院有限公司,上海市200023【正文语种】中文【中图分类】U455随着城市的发展，地铁网络逐步形成，其他新建地下市政工程与既有地铁相遇、相邻、相交的机率大大增加，带来了大量的施工相互影响问题[1-7]。
在新建地下市政工程穿越既有地铁隧道时，如何确保既有地铁的安全运营，同时控制周边土体变形的问题，成为工程技术人员所面对的普遍性难题。
本文以深圳某过街通道上穿既有地铁区间隧道工程为背景，介绍了顶管法施工工艺，并利用三维非线性有限元程序ABAQUS对顶管施工过程进行数值模拟分析，同时还提出了辅助加固措施以进一步减少对周边环境的影响，这对其他类似工程具有很好的借鉴意义。
上梅林过街通道，出地铁9号线上梅林站西端站厅层预留口，沿梅林路向西横穿中康路，上跨4号线左右线，分南北两个出口分别出地面，通道南侧为维也纳酒店、北侧到上梅林公交站及临时商铺，通道东侧为正在施工的9号线上梅林车站。
通道平面位置及周边环境见图1。
通道近距离跨越轨道交通4号线和9号线，最近处约为1 m，通道与4、9号线的相对位置关系见图2。
本场地原始地貌为冲沟坡地，后经人工回填改造为道路，现场地地形平坦。
孔口地面标高介于21.50～23.41 m。
地层组成自上而下为素填土、粉质黏土、粉砂、砾砂、砂质黏土、混合岩。
近距离、大断面上跨既有地铁运营线矩形顶管隧道施工技术
２ ． ２ 顶管隧道施工
２ ． ２ ． １ 顶进 速度
层 的地 下 空间结 构兼 做 顶管 的接 收井 ，基坑 深 度
约９ ． ２～１ ０ ． １ ｎ ｌ 。北端 负一层 ４ １ ｍ为地 一 层 的 问
初 始 阶段 为端头 加 区 ， 加 固后 的 土质较 硬 ， 顶 进 速 度不 宜 过快 ， 一 般 控 制在 １ ０ ｍｎ ｄ ｍ ｉ ｎ左 右 ， ＿ Ｆ 常 施 １ 阶段 可控 制 在 ２ ０～ ３ ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ左 右 ；顶 管 机 顶
［ １ ｝ Ｊ 水 电 叫 局 盾
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１ ９ ８ ６ 一） 助 理 Ｔ 程帅 孙 须 瞬 男 （ 构工程公 一 Ｊ
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男 （ １ ９ ７ ２ 一） Ｉ 程帅
－ …司 水电 四局册构
图１ 矩 形顶 管 隧道相 对位 置 图
程公 ｒ ｄ
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青 海 水 力 发 电
管 通 道 与下 力 ‘ 深 圳 既 有 地 铁 运 营线 ２号 线 隧 道 正 交 ． 与 ２号 线 线 净 距 离 ５ ９ ４ ｍｍ，左 线 净 距 离 ６ ４ ７ ｍｍ。矩形 顶管 隧道 卡 Ｈ 对位 置 见 １ 。
作者 简介 ： 齐
强 男 （ １ ９ ８ ０ 一 ） １ 程师 ｌ ｛ 水ｌ Ｉ 乜四局肟 构Ｔ
水翻 板 ，门洞左 右侧 方打 眼， 超前打 泥 。 ３ ． 根 据所有 准备 工作 完成 时 间安 排破 除洞 门。
装 、遇水膨 胀橡 胶条 安装 ２ ． 注 浆 管道安 装。
１ ｒ
始 发
上
姿 态 控 制 Ｈ顶 管 机 栅 区 内 超 前 土 仓 建 压
始 发洞 口充填 注浆
矩形大截面顶管技术在地铁通道设计中的应用
பைடு நூலகம்
采用顶管法在交通疏解 、 管线迁改方面有非常明显 的优势 ， 中间标准顶
进段 的施工 完 全不 受地 面 状况 限 制 ， 不 需进 行管 线 迁改 ， 对 交通 疏 解 影响 小 ，
但需要有始发井 、 接收井的场地 ， 并进行局部的交通疏解和管线迁改。 顶管设 备进 出洞时， 与盾构工法一样， 为防止涌水 、 涌砂 ， 以及保持地层 的稳定 ， 也需 对 端 头墙 地 层 进行 地 层 加 固 ， 确保 施 工 安 全 ， 因此 也 需 考 虑该 部 分 的 地 面 施
题， 该技 术 将会 在 日后 的地 铁 建设 中越来 越 多地 被推 广 及应 用 。
件。 顶管 对 淤泥 质地 层适 应 性较 好 ， 沉 降 能得 到较 好 控制 ， 在 以往 的实 际 工程 中结构 完工 后 的地 面 沉 降可控 制 在 ｉ Ｏ ｍ ｍ以 内 ，但 对 硬质 土 或极 软 岩 则需 较 多 辅助 施工 手 段 ， 对 一般 岩 层则 不适 用 。 对广 州 的残 积土 层 ， 由于该 地 层粘 性 较大， 施工 过 程 中需 于结 构 与地层 间注 入大 量膨 润土 减 磨剂 。
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｗ ａ ｙ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓ ，ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｈｅ ｔ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗｉ ｎ ｇ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ：ｍａ ｐ ｏ ｕ ｔ ｆ ｏ Ｃ Ｒ Ｏ Ｓ Ｓ— ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ
工影 响 。 ２ ． ６ 经济 分析 与 实施 难度
超大断面矩形顶管隧道自动化监测研究与应用
超大断面矩形顶管隧道自动化监测研究与应用摘要：嘉兴市市区快速路下穿南湖大道隧道工程是国内外首个采用超大断面矩形顶管施工的三车道隧道，工程具有断面超大、覆土浅、地质软、间距小等特点，通过自动化监控量测技术，对其进行顶管顶进与正常过程的钢筋应力、土压力、管节倾斜角的研究，研究成果反馈并完善超大断面顶管配套技术总结及完善，形成整套的超大断面顶管施工技术有着重要意义。
关键词：超大断面；顶管隧道；自动化；监测0 引言与圆形顶管隧道相比，矩形顶管隧道空间利用率更大，节省工时，降低造价，在城市地下空间开发，下穿道路建设中应用越来越广泛。
目前国内常规断面矩形顶管隧道日渐成熟，但一次成型的三车道顶管隧道，嘉兴环线下穿南湖大道段顶管隧道尚属首例。
通过研究超大断面矩形顶管面断面受力分析、应力监测、土压力监测、倾斜角监测、相邻管缝的弹性变形监测的实测数据变化规律进行分析研究，数据实时预警分析指导施工，并提出矩形顶管施工过程中的变形控制措施，对类似工程具有重要参考价值。
1 工程概况嘉兴市市区快速路地道段位于嘉兴市南湖区长水路，东起纺工路西至新气象路，全长1996m。
其中下穿南湖大道区段采用超大断面类矩形土压平衡顶管法施工，断面为14.82m×9.446m（宽×高），是世界最大断面及首个三车道矩形顶管工程。
顶管隧道长度100.5m，两侧布置工作井，始发井位于南湖大道西侧，接收井位于南湖大道东侧。
先顶进北侧，到达接收井后拆运至始发井二次始发顶进南侧（如图1所示）。
图1顶管隧道平面图南北线结构净距1.2m，埋深5.68～6.54m，坡度5‰下坡。
如图2所示根据地勘报告，顶管隧道穿越地层主要为：④1粉质黏土：硬可塑，中等压缩性，干强度高，韧性高，物理力学性质较好。
④2砂质粉土：中密，中等压缩性，物理力学性质较好，遇水易液化。
勘察期间对钻孔内潜水稳定水位进行了实测，稳定水位埋深为0.50~2.90m，相应的稳定。
地铁车站复杂环境下大断面矩形顶管施工技术研究
0引言随着我国城市规模越来越大，为满足城市居民的出行需求，城市基础设施建设项目也随之增加，其中以地铁项目的发展最为迅速。
由于地铁承载量大，运行效率高效准时等优点，很多城市地铁项目陆续开展建设。
但由于城市地铁线路多位于繁华区域，不但周边建筑物较多，而且地下管线也较为复杂，尤其是部分地铁线路位于城市主干道下方，在施工过程中对地面交通产生非常大的干扰。
在青岛地铁4号线工程劲松四路站B 号出入口施工中，由于B 号出入口通道横穿辽阳西路，地下管线众多。
为减少道路翻交和管线迁改，B 出入口横穿辽阳西路部分采用矩形顶管法施工。
但由于该施工区域地质较差周边环境较为复杂，加之该矩形顶管通道断面较大，使得其在施工过程中存在很大的安全风险。
为确保在顶进施工过程中地面沉降控制在允许范围内，减少对周边管线及建筑物的影响，同时也要确保通道顶进后各项参数满足要求，为此项目部对管道顶进施工方案进行统筹规划，对施工中的各项工序进行严格把控。
通过一系列措施，不但安全顺利的完成了该大断面矩形顶管通道的施工作业，最大限度降低了对周边的影响，同时顶进后的通道位置标高及线形等各项参数均满足有关要求。
通过现场实际应用，该大断面矩形通道顶进下穿复杂环境施工中所涉及的相关技术在施工中取得很好的效果。
1工程概况劲松四路站是青岛地铁4号线工程的第十三座车站，西连劲松三路站，东连劲松七路站。
车站位于辽阳西路与劲松四路交叉口以东，沿辽阳西路设置，车站主体位于辽阳西路南侧下方。
劲松四路站为地下两层11m 岛式站台车站。
车站有效站台中心里程为YDK12+560.914，起点里程YDK12+458.714，终点里程YDK12+706.216，全长247.5m ，标准段宽度为19.9m ，结构高度为14.49~15.10m 。
车站共设置4个出入口，2组风亭，其中C 、D 号位于车站主体上方，为顶出设置；A 、B 号出入口横跨辽阳西路设置，A 号出入口为预留设置。
地铁大断面车站施工三维空间效应数值模拟
算［ Ｊ ］ ． 桥 梁建设 ， ２ ０ １ １ （ ６ ） ： ６ ２ — ６ ６ ． ［ ３ ］ 靳敏超 ， 管昌生 ， 李新平． 钢 管混凝土拱桥 吊杆张拉力的有限
通科技 ， ２ ０ ｏ ８ ， ３ ４ （ ４ ） ： ９ ４ － ９ ６ ． ［ ５ ］ 江旭 东． 确 定 系杆 拱桥 吊杆初 始 张拉 力方 案及 施 工控 制 ［ Ｊ ］ ． 上海公路 ， ２ ０ ０ ８ （ １ ） ： ３ ７ — ３ ９ ．
４ 结 语
１ ） 采用本次优化模 型得 到的计算结果 进行 吊杆 张拉力控 制 ，
工程概 况及 模 型 则表 明， 圆形隧道 开挖 面前方 两倍 洞径 处地层 已开始发 生 变形 ， １
． １ 工程概 况 开挖 面上发 生的洞周径 向位移 已约达 总位移 的 １ ／ ４ ， 嗣后 洞周 径 １ 师范大学站设 在辽 宁师范大学校 园北 侧黄河路 下 ， 沿 黄河路 向位移 沿洞轴变化的曲线 出现反弯点 ， 变 形增 长梯度迅速加大 ， 然
２ ０ １ ２ ， ２ ６ （ １ ） ： １ ８ － ２ ２ ．
［ １ ０ ］ 于
琦， 孟 少平． 系杆 拱桥 吊杆 张拉控 制有 限元模 拟方 法
［ ２ ］ 陈
强， 黎 曙文， 瞿 国召， 等． 滁河特 大桥 吊杆 张拉控 制 力计
研 究［ Ｊ ］ ． 特种 结构 ， ２ ０ ０ ８ （ １ ） ： ８ ８ － ９ １ ． 陈大庆． 系杆拱桥 刚性 吊杆 一次张拉 设计 ［ Ｊ ］ ． 华 东公路 ，
［ ８ ］ 北京 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ 技 术有限公 司． Ｍ Ｉ Ｄ Ａ Ｓ用户手 册—— 土木 结构
参考文献 ：
大断面隧道挑顶施工三维数值计算分析
大断面隧道挑顶施工三维数值计算分析鲁建邦【摘要】采用三维有限元数值计算的方法,对大断面隧道挑顶施工过程中力学场特征和变化趋势进行研究,根据围岩力学行为及分布规律,指导大断面隧道挑顶施工并总结开挖支护安全施工技术.在大断面隧道挑顶施工过程中,挑顶台阶上的支护结构强度和密度直接影响隧道围岩位移分布；斜井核心土的留设和加固可以有效改善洞室围岩受力情况；挑顶施工过程中,在斜井中对正洞核心土进行有效的注浆加固可以有效改善支护体系受力,减小应力集中程度.%By means of Three-dimensional finite element numerical method, mechanical characteristics and trends of the large section tunnel during the roof-ripping construction process are studied. According to the mechanical behavior and distribution of surrounding rock, the roof-ripping construction of large section tunnel is guided and the supporting and protecting techniques for excavation safety are summarized. In the course of roof-ripping construction of large section tunnel, the intensity and density of supporting structure on the steps directly affect the displacement distribution of surrounding rock; the preservation and reinforcement of the core soil in the sloping shaft can effectively improve the load capability of surrounding rock; the mechanical characteristics of supporting system can be effectively improved and the tress concentration can be reduced while the core soil of the tunnel are reinforced effectively by grouting in the sloping shaft.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】4页(P77-80)【关键词】大断面隧道;挑顶施工;安全技术;三维有限元【作者】鲁建邦【作者单位】中铁三局集团有限公司,太原030001【正文语种】中文【中图分类】U4551 概述郑西客运专线ZXZQ4标段,起点为新三门峡车站出站端(DK247+320),终点至河南与陕西两省省界(DK333+000),正线全长为67.832 km。
钢筋混凝土顶管穿堤施工三维数值分析
钢筋混凝土顶管穿堤施工三维数值分析盛兴尧;王剑锋;廖晨聪;陈锦剑;夏小和【摘要】钢筋混凝土顶管施工技术广泛应用于排水管道、电力管道等城市基础设施建设,当其需要长距离穿越江河底部时,会面临上覆土层厚度变化显著、江底水头压力大和江边环境影响敏感等问题.本文结合上海白龙港南线输送干线大直径顶管穿越黄浦江段工程,建立了综合考虑上覆土层变化及江底水头压力的数值模型.采用模拟顶管机头迎面压力和管土摩擦作用的方法进行分析评估,研究了顶管端面压力、减阻泥浆模量、管土摩阻力及减阻效果等参数对地层土体变形与施工状况的影响,探讨了下穿江堤对堤坝桩基变形的影响.结果表明,由于上覆土厚度变化及水压力作用,顶管端面压力应小于机头中心土体自重应力;提高泥浆模量,降低摩擦系数,可减小顶管上方土体和结构的沉降.【期刊名称】《特种结构》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】7页(P8-14)【关键词】大直径;越江顶管;支护压力;泥浆模量;摩阻力【作者】盛兴尧;王剑锋;廖晨聪;陈锦剑;夏小和【作者单位】上海交通大学土木工程系 200240;上海公路桥梁集团有限公司顶管事业部 200433;上海交通大学土木工程系 200240;上海交通大学土木工程系200240;上海交通大学土木工程系 200240【正文语种】中文引言顶管法属于暗挖法,是一种施工过程中无需开槽的地下掘进施工方法,虽然顶管法施工技术已发展很多年,但其作为一种地下开挖方法,仍不可避免地会对周围土体产生扰动,引起周围土体及构筑物本身产生变形[1-4]。
国内外已有不少学者采用数值方法研究顶管施工的环境效应[5,6]。
冯海宁等通过二维和三维有限元计算了顶管施工产生的土体变形和土体应力,分别计算机头土压力、摩阻力和机头对地表变形的影响,发现顶管施工引起地表的最大变形在机头附近,其位置随着机头迎面土压力的增大而逐渐远离机头位置[7]。
陈晨等依托某污水管线下穿地铁地面线工程,研究顶管正面推力、地层损失、掘进机和后续管道与土体之间的摩擦力对轨道变形的影响,发现轨道变形随着正面推力和地层损失的增大而增大,摩擦力对短距离顶管影响较小,泥浆加固可以有效控制土体的沉降变形[8]。
大断面矩形顶管隧道超近距离跨越既有地铁运营线施工技术
大断面矩形顶管隧道超近距离跨越既有地铁运营线施工技术齐强【摘要】随着顶管技术的迅速发展,运用的领域越来越广,面临的挑战也越来越多.近距离、大断面上跨既有地铁运营线矩形顶管隧道工程施工,在全国范围内顶管隧道施工中,上跨既有线净间距小于1米的尚属首例.为了避免对其产生影响,采用低速小推力掘进,增加配重、加强施工监测、严格控制土仓压力及出土量等施工方法.同时对设备进行了优化改进,加快了施工进度,保证了工程质量,成功解决了小间距上跨既有地铁线的施工难题.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2018(049)022【总页数】1页(P90)【关键词】大断面;矩形顶管;超近距离;既有运营线【作者】齐强【作者单位】中国水利水电第四工程局有限公司盾构工程公司,青海西宁 810000【正文语种】中文【中图分类】TU990.31 概述本工程矩形顶管隧道位于深圳市福田区华强北路与振华路交汇处，区间长99m，南端负一层17m为地下一层的地下空间结构兼做顶管的接收井，基坑深度9.2～10.1m；北端负一层41m为地下一层的空间结构局部兼做顶管始发井，基坑深度9.5～11.0m。
中间矩形顶管长度41m，并列3孔，共123m，每孔断面尺寸6.9m×4.9m，通道间距2150mm，覆土厚约3.5m[1]。
2 施工方法2.1 顶管隧道施工1）顶进速度。
初始阶段为端头加固区，加固后的土质较硬，顶进速度不宜过快，一般控制在10mm/min左右，正常施工阶段可控制在20～30mm/min。
2）出土方式及出土量控制。
①顶进的同时根据不同的地质土壤情况在顶管机前端加注其适量的土壤改良剂聚丙烯酰胺溶液（聚丙烯酰胺∶水=1∶1000），改良后的土壤以呈类似牙膏状从螺旋输送机出口处挤出为佳；②顶管顶进过程中严格控制其出土量，防止超挖或欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%～100%，每斗出渣结束立即将出土闸门关闭以保持土仓内的压力，维持土压平衡。
论大断面顶管施工在地铁正线隧道施工中的应用 杨亚光
论大断面顶管施工在地铁正线隧道施工中的应用杨亚光摘要：本文以中国南方一个城市位于国际机场内一段地铁正线区间隧道，利用大断面矩形顶管，克服地质、地下建构筑物、地面交通环境等不利条件的影响，顺利完成地铁正线区间隧道施工的实例，谈论一下大断面顶管施工在地质条件差、地下构筑物复杂、地面交通环境复杂等情况下的应用。
关键词：地铁正线隧道；施工；大断面顶管；应用本项目地铁正线区间隧道原设计为明挖施工，全长384m，结构埋深10m，结构断面11.5m*6.4m，采用单层双跨矩形箱体结构形式，建成后的区间隧道需与已经开通的地铁线路折返线端头对接。
因本地铁区间隧道位于国际机场内，具备条件施工时机场的地下市政管网、地面交通都已经形成，如果仍采用明挖法施工，将涉及到大量的机场市政管网的迁改、地面交通的重新疏解改道，对整个机场的运营造成很大影响。
鉴于以上原因，根据反复协调及方案论证，最终决定，将其中下穿机场雨水渠箱、机场南南高架桥、机场大道东西联络道段，里程YDK29+910～YDK30+011段采用顶管法施工。
1设计概况顶管段总长度为101m，顶管始发井设在YDK30+011.500处，井内净空尺寸为16m×14m。
顶管段采用双孔双线隧道，左、右线隧道间距10cm。
施工时采用一台7020mm×6450mm土压平衡矩形顶管机进行施工，依次顶进左、右线隧道。
顶管段另一端设置一顶管工作井，用于顶管机的吊出，后期兼做轨排井。
具体详见下图1，顶管段平面布置图：图1：顶管段平面布置图结合施工场地、地质条件等因素，经过多方论证，最终选取了土压平衡式的矩形顶管机，采用同平面八刀盘的刀盘形式（刀盘直径分别为2个DN3200、2个DN2400、4个DN1960）。
机头后面配以24个200t、行程10cm的纠偏油缸（最大纠偏角度：上下2°，左右1.8°）。
出土采用两台37KW螺旋出土机。
单线顶进距离为101m，顶推力需求很大大。
大断面隧道挑顶施工三维数值计算分析
大断面隧道挑顶施工三维数值计算分析鲁建邦中铁三局集团有限公司，太原030001摘要：采用三维有限元数值计算的方法，对大断面隧道挑顶施工过程中力学场特征和变化趋势进行研究，根据围岩力学行为及分布规律，指导大断面隧道挑顶施工并总结开挖支护安全施工技术。
在大断面隧道挑顶施工过程中，挑顶台阶上的支护结构强度和密度直接影响隧道围岩位移分布；斜井核心土的留设和加固可以有效改善洞室围岩受力情况；挑顶施工过程中，在斜井中对正洞核心土进行有效的注浆加固可以有效改善支护体系受力，减小应力集中程度。
关键词：大断面隧道；挑顶施工；安全技术；三维有限元U455A1004-2954(2012)01-0077-04T hr ee-D i m ensi onal N um er i cal A nal ys i s of R oof-R i ppi ngC onst r uct i on of t he L ar ge Sect i on TunnelLu J i anbang2011-07-212011-08-23作者简介：鲁建邦（1964-），男，高级工程师，1988年毕业于兰州铁道学院铁道工程专业。
结果，计算中判断岩体的{：断面隧]隧道开挖@@[1]赵勇，王树强，李本.郑西客运专线砂质黄土大断面隧道浅埋暗挖法施工技术[J].铁道标准设计,2007(S1)：85-88.@@[2]贺延西，苏万军.石太铁路客运专线大断面黄土隧道施工技术[J].铁道标准设计,2007(4):21-24.@@[3]辛振省.砂质黄土大断面隧道施工方法优化研究[J].铁道工程学报,2011(1)：58-61.@@[4]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社,2005.@@[5]铁道部第二工程局.铁路工程施工技术手册.隧道[M].北京：中国铁道出版社,1995.@@[6]杨建民.函谷关隧道砂质黄土地层支护受力测试分析[J].铁道工程学报，2008(6):56-60.@@[7]李本.大断面黄土隧道斜井进入正洞的挑顶施工技术[J].铁道建筑技术,2008(3）:34-37.@@[8]王新东，宋冶，王刚，等.客运专线大断面黄土隧道施工监控技术[J].铁道工程学报，2010(1):52-56.2012年《铁道标准设计》征订启事。
顶管上穿地铁施工中的技术管理
顶管上穿地铁施工中的技术管理
俞世琛
【期刊名称】《建设监理》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】随着杭州市城市基础设施的快速发展,地下轨道交通网工程不断延伸,加上原市政管道纵横交错,使得新建大口径市政管道时无法采用大开挖的施工方法。
顶管技术作为一种非开挖施工方法,在我国地下管道施工中得到广泛应用。
尽量减小顶管施工上穿地铁隧道时对既有地铁的影响,是施工管理过程中的重中之重。
以杭州市某输水管道使用顶管技术上穿既有地铁6号线为背景,结合现场管理实际经验,对顶管上穿地铁施工中的建设管理方法进行探讨,以期为类似工程提供参考。
【总页数】4页(P106-109)
【作者】俞世琛
【作者单位】杭州市千岛湖原水股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU712
【相关文献】
1.顶管上穿施工对既有地铁隧道的影响
2.特大直径污水干管上穿顶进施工对临近既有地铁隧道的影响分析
3.矩形顶管上穿地铁隧道施工对地表变形影响研究
4.顶管上穿施工对既有地铁隧道的影响分析
5.双线矩形顶管上穿施工对地铁盾构隧道影响分析
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大断面长距离矩形顶管工法在地铁隧道应用中的关键技术研究
大断面长距离矩形顶管工法在地铁隧道应用中的关键技术研究摘要：福州地铁4号线省立医院站~东门站区间隧道采用矩形顶管工法，是长距离大断面矩形顶管首次在地铁隧道中应用。
为确保工程成功，顶进姿态及沉降控制是施工中的关键。
以此为研究背景，分别从出洞控制、顶管顶进、顶管进洞等方面详细阐述了顶管施工姿态及沉降控制技术措施。
通过以上关键技术，顶管成功贯通，变形及姿态偏差控制在理想的范围内，取得了良好的效果，为大断面矩形顶管在地铁隧道中推广应用开创了成功的案例，可供相关工程参考。
关键词：矩形顶管；地铁施工；姿态控制；变形控制中图分类号：文献标识码：文章编号：0.引言矩形顶管施工技术是一种非开挖的隧道施工技术，我国自上世纪90年代中期开始矩形顶管的研发应用，主要用于城市地下立交道路、大断面公路隧道主线及其匝道、城市过街人行通道、地下管线共同沟、小区地下车库通道、地铁出入口等项目[1]~[3]。
这些项目的共同特点是周边环境复杂、施工安全性要求更高。
首次在地铁施工使用矩形顶管，顶管的姿态及沉降控制是施工的关键技术，对周边环境影响小，施工效果好。
以福州地铁4号线一期工程省立医院站~东门站区间顶管段施工为依托，介绍了本工程从顶管出洞控制、顶管顶进控制、顶管进洞控制，等方面详细阐述了顶管施工姿态及沉降控制技术措施。
该顶管施工对周边环境影响较小，施工效果较好在实际工作中的应用及良好实效，可供相关工程参考。
1.工程概况福州市轨道交通4号线一期工程省立医院站~东门站区间顶管段位于东大路，顶管西侧为左线盾构，两者之间的净间距为3.4m~5.3m。
顶管与盾构的施工顺序为：先施工顶管、后施工盾构。
顶管采用尺寸10.8m×7.5m的土压平衡式矩形顶管机施工，始发井位于东湖宾馆旁，接收井为东门站西侧端头井，顶管顶进长度190.423m。
为目前同类型断面首次用于地铁施工，对与长距离大断面顶管施工，姿态及变形控制至关重要。
图1.1工程总平面图顶管区间隧道覆土厚度9.97m~10.043m，根据本区间详勘钻探揭露，本场地各岩土分层及其特征如下：<1-2>杂填土，<2-4-1>淤泥， <3-1-1>粉质粘土，<3-3>（含泥）粗中砂。
地铁分岔隧道施工性态的三维数值模拟与分析
第23卷 第18期岩石力学与工程学报 23(18)：3081～30862004年9月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept .，20042003年3月3日收到初稿，2003年5月15日收到修改稿。
* 中铁四局科研基金(2002-03)资助课题。
作者 吴 波 简介：男，33岁，博士后，1996年毕业于湘潭矿业学院地质系地质专业，现主要从事地下工程施工力学及环境土工方面的研究。
E-mail ：gremms @ 。
地铁分岔隧道施工性态的三维数值模拟与分析*吴 波1，2，3刘维宁1 高 波3 索晓明1 史玉新1(1北京交通大学土木建筑工程学院 北京 100044) (2铁道第三勘察设计院人事处 天津 300142)(3西南交通大学土木工程学院地下工程系 成都 610031)摘要 深圳地铁大—科区间预留2#接口线隧道是一个结构极为复杂的洞群系统工程。
由于地质条件差，且周围环境条件限制严格，施工难度和风险极大，因此，对该工程进行了施工优化分析，建立了复杂的三维弹塑性有限元计算模型，并对该工程的施工过程进行了三维动态仿真分析，从理论上探讨了所拟定的施工方案的合理性和可行性，并取得了一些有意义的成果，为该工程的顺利施工提供了依据和指导。
工程实践表明，理论分析结果是合理可靠的。
关键词 隧道工程，分岔隧道，洞群系统，施工优化，数值模拟，施工效应分类号 U 231 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)18-3081-063D SIMULATION AND ANALYSIS ON CONSTRUCTION BEHA VIOR OFFORKED METRO TUNNELWu Bo 1，2，3，Liu Weining 1，Gao Bo 3，Suo Xiaoming 1，Shi Yuxin 1(1School of Civil and Architectural Engineering ，Beijing Jiaotong University ， Beijing 100044 China )(2The 3rd Railway Survey and Design Insititute ， Tianjin 300142 China )(3School of Civil Engineering ，Southwest Jiaotong University ， Chengdu 610031 China )Abstract Forked line 2# of Da —Ke running tunnel of Shenzhen metro is a complicated multi-tunneling system ，with bad geological condition and strict envirionment restriction around it. In this paper ，the optimized analysis on construction is done and complex 3D FEM model is set up. The ground subsidence and stability of surrounding rocks during construction are analyzed with 3D elasto-plastic FEM. From FEM computation ，the maximum ground subsidence is less than 30 mm during excavation ，and the failure zones of surrounding rocks and internal forces and deformation of tunnel support are also analyzed in detail. The analysis results have been proved by the real engineering that has been very successfully built.Key words tunneling engineering ，forked tunnels ，multi-tunneling system ，construction optimization ，numerical simulation ，construction effect1 引 言深圳地铁1#线大剧院站至科学馆站区间隧道工程，埋设于深南中路解放路口至上步路段地面下10～19 m 。
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大断面矩形顶管近距离上穿既有地铁隧道的三维数值分析
作者：程世奎
来源：《价值工程》2017年第15期
摘要：以南京市所街地下步行系统建设工程为背景，建立可以考虑基坑分层开挖与顶管分段顶进的三维有限元动态计算模型，模拟了基坑开挖和大断面矩形顶管近距离上穿既有地铁隧道的施工全过程，预测了施工可能引起的隧道及地表变形，并根据预测结果给出了相关工程建议。
Abstract： Based on the project of underground pedestrian system in Suojie， Nanjing city，
3D finite element model is established to simulate the construction process of deep excavation and pipe-jacking perpendicularly crossing the below existed subway tunnel. The deformation of the tunnel and the settlement of the ground induced by construction are predicted and analysed. At last， some suggestions are given basing on the above obtained conclusions.
关键词：基坑；顶管；地铁隧道；地表沉降
Key words： deep excavation；pipe-jacking；subway tunnel；ground settlement
中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0119-04
0 引言
顶管作为一种非开挖施工技术，因具有对地面交通影响小、施工场地小、环境污染少等优点，越来越广泛地被用于市政工程建设中。
其中，矩形顶管由于地下空间利用率高且适宜于浅埋环境，被大量用作城市地下人行通道[1-2]。
本文所研究的顶管工程为国内首例大断面、长距离地下人行通道近距离上穿地铁隧道的案例[3]，前期缺少同类工程可供参考，因此施工前有必要对其施工引起的环境效应问题，尤其是下覆隧道变形及地表隆沉问题展开深入研究。
1 工程概况
1.1 工程简介
南京所街地下步行系统建设工程主要为了解决集庆门地铁站至所街各商业区之间的人行交通，利用地下步行通道引导人流在地下的集散。
项目主要包括过街通道和下沉式广场基坑两部分。
过街通道全长94.5m，外断面尺寸7×4.3m，覆土深度6.2m，管材采用强度为C50，抗渗等级为P8的预制钢筋混凝土矩形管节，管节厚度0.5m，单节长1.5m，通道垂直交叉上穿南京地铁二号线区间隧道，通道底部距离隧道顶部最小距离仅4.5m。
下沉式广场基坑长130m，标准宽度15m，局部最大宽度32m，开挖深度11.7m，围护结构采用深62m、厚0.8m的地下连续墙加三道内支撑，基坑结构外侧与南京地铁二号线上行线隧道平均水平距离约18.5m。
按照施工计划，整个基坑分前期和后期两部分独立施工。
始发井基坑平面尺寸为14×14m，开挖深度11.4m，围护结构采用Φ850型钢水泥土搅拌墙加三道内支撑，下沉式广场基坑和始发井基坑坑底以下3m范围内土体进行三轴搅拌加固，相关尺寸及位置关系如图1所示。
1.2 工程地质条件
本场地地貌为长江漫滩地貌类型，地勘显示，土层自上而下分别为：①杂填土、②-3淤泥质粉质粘土、②-4淤泥质粉质粘土夹粉土、③-1粉细砂、③-2粉细砂、④中粗砂混卵砾石、⑤强风化泥质粉砂岩、⑥中风化泥质粉砂岩。
工作井基坑开挖面和顶管顶进均位于②-3淤泥质粉质黏土中。
2 三维数值模拟
2.1 模型建立
图2为建立的有限元计算模型，整个模型尺寸为190×210×80m。
网格采用计算精度较高的“四边形+三角形”混合网格，且在基坑、隧道、顶管附近进行了局部加密，整个模型共计74033个节点，150777个单元。
土体采用实体单元模拟，地连墙采用板单元模拟，混凝土支撑、钢管支撑、腰梁及中立柱采用梁单元模拟，墙与土之间的接触采用界面单元模拟。
模型四周设置为水平约束，底面设置为固定约束，顶面设置为为自由面。
始发井基坑和下沉式广场基坑均设置3道支撑，第1道圈梁和支撑均采用钢筋混凝土，余下的第2道和第3道除在基坑大跨度范围内采用钢筋混凝土腰梁和钢筋混凝土支撑外，其余均采用Φ609钢管支撑和双拼H型钢腰梁，如图3所示。
工程中临时立柱桩嵌入Φ800钻孔灌注桩3m，在模拟时约束立柱桩底Z方向位移。
2.2 参数选取
土体本构模型采用基于理想弹塑性理论的摩尔-库伦（MC）模型，各参数见表1。
基坑坑底加固土28天无侧限抗压强度不低于1.0MPa，根据文献[4]，加固土的弹性模量取120MPa。
混凝土支撑、混凝土圈梁、钢支撑、钢围檩、中立柱、隧道管片及顶管管节采用线弹性本构模型，各参数见表2。
2.3 模拟步骤
本工程的施工顺序依次为：①施工始发井基坑（下文简称基坑Ⅰ）和下沉式广场先期部分基坑（基坑Ⅱ）；②施工顶管通道；③施工下沉式广场后期部分基坑（基坑Ⅲ）。
通过设定网格单元的钝化和激活以及边界荷载条件的施加来模拟具体的施工步骤，整个模拟过程共计77步，详细过程见表3。
3 模拟结果分析
鉴于模拟的施工阶段较多，不能一一分析，那么主要选择以下几个典型工况展开具体分析：
工况1：基坑Ⅰ和基坑Ⅱ开挖结束；
工况2：顶管顶进结束；
工况3：基坑Ⅲ开挖结束。
3.1 隧道竖向位移分析
图4为整个施工阶段地铁隧道的竖向位移云图。
由图可见，工况1时上行线和下行线隧道的竖向位移几乎均为0，即基坑Ⅰ和基坑Ⅱ开挖对隧道竖向位移几乎未有影响；工况2时，隧道竖向位移较工况1明显增大，上行线最大隆起值约为6.3mm，下行线最大隆起值约为
6.7mm；工况3时，隧道竖向位移较工况2几乎未有变化，即后期基坑Ⅲ开挖对隧道竖向位移几乎未有影响。
由此可见，始发井基坑及下沉式广场基坑开挖对隧道竖向位移的影响很小，几乎可以忽略，隧道竖向位移主要发生在顶管顶进阶段，隧道隆起主要是由通道内土体卸荷所引起。
3.2 隧道水平位移分析
图5为整个施工阶段隧道水平位移云图。
由图可见，隧道水平位移基本指向下沉式广场基坑一侧；工况1时，上行线和下行线隧道最大水平位移分别为1.2mm、0.3mm，最大值所在位置均位于基坑Ⅱ长度方向中部附近；工况2时，隧道水平位移均有所增加，其中下行线增加较明显，上行线和下行线隧道分别增加至2.1mm、1.6mm，此时最大值位置由基坑Ⅱ中部偏移至顶管通道下方；工况3时，隧道水平位移继续增加，但由于上行线距离下沉式广场基坑外边界较近，因此上行线隧道水平位移增加较多，尤其是基坑Ⅲ长度范围内的隧道水平位移相比工况
1和工况2有显著增加，上行线和下行线隧道最终水平位移为2.5mm、1.9mm。
3.3 地表变形分析
图6为工况1～工况3时地表沉降等值线图。
由图可见，工况1时，基坑Ⅱ周围发生一定沉降，但沉降值较小，仅有0.9mm；工况2时，地表沉降主要沿通道轴线方向分布，地表最大沉降约1.7cm；工况3时，地表沉降范围有所增大，尤其是基坑Ⅲ两侧，但通道上方地表沉降相比较工况2几乎未发生变化，即基坑Ⅲ开挖对通道上方地表沉降几乎未有影响，通道上方地表沉降主要发生在顶管顶进阶段。
4 结论与建议
①始发井基坑和下沉式广场基坑开挖对隧道竖向位移的影响几乎可以忽略，隧道隆起主要发生在顶管顶进阶段；②上行线隧道水平位移主要由下沉式广场基坑开挖所引起，而下行线隧道水平位移主要是由顶管顶进所引起。
③始发井基坑和下沉式广场基坑开挖引起的地表沉降很小，地表沉降主要发生在顶管顶进阶段，最大沉降位于通道正上方。
④施工过程中，尤其是顶管顶进阶段，建议把隧道隆起变形作为主要控制目标，可在顶进前采用对环境影响较小的MJS 工法对隧道上部土体进行加固；要通过严格控制施工参数、加强信息化施工等措施设法减小地表沉降。
参考文献：
[1]余彬泉.顶管施工技术[M]. 北京：人民交通出版社，1997.
[2]魏纲，魏新江，徐日庆.顶管工程技术[M].北京：化学工业出版社，2011.
[3]徐从刚，黄启龙.国内首例地下通道超近距离顶管施工成功[EB/OL].http：///g282/s2331/t53017.aspx 2015-8-4.
[4]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社， 2008.。