平行顶管施工引起的地面沉降计算方法综述
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究随着城市化进程的不断加速和城市功能不断升级，地铁、水务、电力等基础设施的建设、扩建以及维修和改造等都需要进行顶管工程。
顶管工程是一种管道施工方式，可以减少地面开挖面积，避免对周边建筑物的影响，提高工程安全性。
但同时，顶管工程也会对地面沉降产生一定影响，这就需要进行相关的研究和措施。
顶管工程对地面沉降的影响机理主要有以下两个方面：1、土层掏空引起的固结沉降顶管工程在管道中推进时，需要掏空管道的周围土层，形成一个空洞。
空洞形成后，上层土层因重力作用向下压实，下降到空洞处。
这种土层下沉的过程就称为固结沉降。
固结沉降是顶管工程对地面沉降的主要影响因素之一。
固结沉降的深度和程度与掏空空间的大小、深度、土层性质、工程施工速度等因素有关。
2、管道荷载引起的弹性沉降当顶管施工完成后，管道的存在将对地基施加荷载，形成弹性应变。
这种弹性应变引起的土层变形称为弹性沉降。
弹性沉降是顶管工程对地面沉降的另一种重要因素。
弹性沉降的大小与管道的直径、厚度、材料等相关，通常比固结沉降小得多，但时间程度长。
顶管工程对地面沉降的影响范围和程度与工程的施工方式、土层条件、掏空大小、管材材料以及地理环境等因素有关。
一般来说，影响范围主要包括以下几个方面：1、沿线建筑物沿线建筑物是受顶管工程影响最严重的对象，特别是近距离毗邻地铁隧道、管道等施工工作的建筑物。
固结沉降的影响程度较大，可能引起建筑物的变形和裂缝。
2、地面道路地面道路也是受到影响的对象之一。
固结沉降可能导致路面变形和坑洼，影响车辆通行。
而弹性沉降虽然不会立即引起损害，但长期累积后可能会对道路结构造成损害。
3、下水道、电缆等地下设施顶管工程的施工过程会破坏地下设施，包括下水道、电缆、天然气管道等。
此外，地面沉降产生的变形和位移也可能对这些设施产生影响。
为了减少或控制地面沉降的影响，需要采取一些针对性的控制措施。
具体措施包括以下几个方面：1、选择较好的土质条件选择土质条件良好的地方进行施工，能够减轻掏空和种管过程中产生的固结沉降和弹性沉降。
关于多排顶管施工引起地面沉降数据分析
关于多排顶管施工引起地面沉降数据分析摘要：随着城市顶管工程的日益增多，顶管施工逐渐向平行顶管、多排管、近间距方向发展，对降低顶管施工对围岩及既有构筑物的影响提出了更高的要求。
关键词：平行顶管；多排顶管；施工关键技术前言：某市政净水厂工程利用既有河道线路全长 5.2km，穿越多座交通桥梁。
工程周边无建筑物、道路，为减少对交通的影响以及加快施工进度，穿越桥梁段采用泥水平衡顶管施工。
其中一段顶管工程施工长度为112.5m，采用钢筋混凝土管进行顶管穿越施工。
工作坑内平行设置3排顶管，管径依次为D2400mm，D2200mm，D2000mm，分别命名为A排管、B排管、C排管。
3排顶管净间距为：5.63m，5.45m，中心距为：7.93m，7.55m，最大覆土厚度约5.6m，土层主要为粉质黏土。
为加快施工进度，顺利完成节点目标，本工程计划平行顶管同步顶进，来节省施工时间以及施工成本。
但顶管同步顶进，势必会造成土体扰动的叠加，进而造成更大的地表沉降，因此为确保施工安全，首先要确定顶管同步顶进的方式。
（1）平行顶管同步顶进时横向扰动叠加区的分析查证相关资料：管道中心线与地表沉降槽边缘的水平向距离为h+r（h为顶管中心线埋深；r为顶管外半径；B为顶管之间的中心距）。
平行顶管横向扰动区平行顶管同步顶进扰动范围的横向计算公式为：扰动重叠区范围计算公式：通过上面两个公式，顶管轴线相距越远同步顶进过程中的横向扰动叠加范围越小，相邻顶管扰动叠加区为L＇1=2×（（5.6+1.2）+1.2）-7.93=8.07m＞0，通过分析相邻顶管在同步顶进的过程中肯定有影响。
最外侧两根顶管扰动叠加区L＇2=2×（（5.6+1.2）+1.2）-（7.93+7.55）=0.52m＞0，通过分析此顶管在同步顶进的过程中虽存在扰动重叠区，但相互之间的影响比较小。
（2）平行顶管顶进方式的分析分析完横向扰动区，我们在分析顶进方式。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究地面沉降是指因自然或人为因素造成地下土体体积的减小，从而导致地表下沉的现象。
顶管工程是一种常见的地下工程形式，对地面沉降有一定影响。
为了准确评估顶管工程对地面沉降的影响，需进行相关研究。
顶管工程是将管道顶进地下的一种工程方法，在原地面上开挖出一个修理孔口，通过顶进技术将管道推入地下，然后对孔口进行恢复，并把地面恢复到原样。
在这个过程中，地面沉降是不可避免的。
顶管工程对地面沉降的影响主要来自以下几个方面。
顶管工程需要在地下进行施工，因此会对周围的土体产生压实和变形。
这会引起土体的体积减小，导致地下土体产生沉降。
施工过程中还会引起土体的应力重新分布，破坏原有的平衡状态，进而引起地表的沉降。
顶管施工过程中的挤压作用会使得地下土体的孔隙水压力增大，从而引起孔隙水的排泄。
这种排泄过程也会导致地下土体的体积减小，进而引起地面沉降。
顶管工程所用的推进力也会对地表产生影响。
顶管推进时需要施加一定的推进力来克服土体的摩阻力，这个推进力通过顶管与地下土体之间的摩擦力传递到地表，从而产生地面沉降。
顶管工程对地面沉降的影响不仅与工程自身的特点有关，也与地下土体的性质和地下水状况等因素有关。
在研究顶管工程对地面沉降影响时，需要考虑这些因素的综合影响。
针对顶管工程对地面沉降的影响，研究者可以采取不同的方法和技术进行评估和分析。
可以利用现场监测、数值模拟和物理模型试验等手段来研究顶管工程对地面沉降的影响规律和机理。
顶管工程对地面沉降有一定的影响。
为了准确评估和控制这种影响，在顶管工程设计和施工过程中，需要进行相关的研究和探索，并根据具体情况采取相应的措施。
通过科学合理的工程规划和施工管理，可以有效地减小顶管工程对地面沉降的影响。
顶管施工引起地面沉降的机理分析及数值模拟
顶管施工引起地面沉降的机理分析及数值模拟高坤（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230001)摘要：顶管施工引起的周围土体变形会对邻近的建筑物造成危害，文章分析了顶管施工对周围土体的扰动机理，并以合肥地区某工程实例为背景，通过建立三维有限元模型，对顶管施工引起的地面沉降及其影响范围进行数值模拟分析，供该地区类似的工程参考。
关键词：顶管施工;数值模拟;机理分析中图分类号:TU74 文献标志码：B文章编号：1007-7359(2018#04-0141-03D0l：10.16330/ki.1007-7359.2018.04.0671引言近年来，随着我国城市人口的不断增加，城市化 进程不断加快，地下管道的数量也随之迅速增加。
顶 管法作为一种先进的铺管技术，以开挖量小、对周围 环境影响小和施工快等特点而被越来越广泛的应用 于城市市政工程的建设中，但顶管施工会对其周围土 体产生扰动，引起地面沉降，严重者将 地面建筑 的 开 [1#2]。
于，顶管施工引起地面沉降的机理，并以合肥地区某具体工程为背 景，建 顶管施工引起地面的沉降量及其围，以为合肥地区的其它工程 。
2顶管施工对周围土体的扰动机理顶管施工程对周围土体的扰动地的 ，其引起周围土体扰动的的，但 为地 引起地 的 影响 。
顶管施工程中的地以为地 和 地 种"3%。
的地层的顶管施工程中会产生的地 ，但 以的技术措施来小地对顶管施工的影响。
地顶管施工 下会发生的地，周围土体由于 的 生者为管量合周围土体管道内。
种 的地 顶管施工过程作者简介：高坤（1979-)，男，安徽砀山人，毕业于中国科学技术大学，本科，工程师，专业方向：工程检测。
中应 生。
地 引起土体向管道周围土体 面和管道开挖面 ，而引起地面的沉降。
引起地层损失的种下。
2.1开挖面引起的地层损失顶管施工过程中进断面开挖时，用、土 等技术 施来 开挖面 和的土 ，开挖面面的土体也会一保持受状态。
顶管施工路面沉降计算公式
顶管施工路面沉降计算公式顶管施工是一种常见的地下管道施工方法，它通过在地下开挖一条管道，然后将管道顶部封闭，再将地面恢复原状的方式进行施工。
在进行顶管施工时，路面沉降是一个不可避免的问题，因为开挖地下管道会对地面造成一定程度的影响。
因此，为了准确地预测和控制路面沉降，需要使用一定的计算公式来进行分析和预测。
路面沉降的计算公式可以根据具体的情况进行调整，但是一般来说，可以使用以下的计算公式来进行初步的预测：Δh = (q L^3) / (24 E I)。
其中，Δh代表路面沉降的值，单位为米；q代表管道施工负荷，单位为kN/m；L代表管道长度，单位为米；E代表路面弹性模量，单位为kN/m^2；I代表路面惯性矩，单位为m^4。
通过这个计算公式，我们可以初步预测在进行顶管施工时，地面可能会出现的沉降情况。
但是需要注意的是，这个计算公式只是一个初步的预测，实际情况可能会受到多种因素的影响，因此在进行施工前，还需要进行更为详细的分析和计算。
在实际的顶管施工中，我们还需要考虑到一些其他因素对路面沉降的影响。
例如，地下管道的深度、管道的材质、地下水位等因素都会对路面沉降产生影响。
因此，在进行路面沉降的计算时，还需要对这些因素进行综合考虑，并进行适当的修正。
除了计算公式外，我们还可以通过一些现代化的技术手段来进行路面沉降的预测和监测。
例如，可以使用激光测距仪来对路面沉降进行实时监测，以及使用地质雷达来对地下管道的情况进行探测。
通过这些现代化的技术手段，我们可以更加准确地预测和监测路面沉降情况，从而及时采取措施进行修复和调整。
总的来说，顶管施工路面沉降计算公式是一个非常重要的工具，它可以帮助我们在进行顶管施工时，对路面沉降情况进行预测和分析。
但是需要注意的是，这个计算公式只是一个初步的预测，实际情况可能会受到多种因素的影响，因此在进行施工前，还需要进行更为详细的分析和计算。
同时，我们还可以通过现代化的技术手段来进行路面沉降的预测和监测，以提高预测的准确性和及时性。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究顶管工程是一种常见的地下工程施工方法，在城市建设和基础设施建设中得到广泛应用。
顶管工程对地面沉降会产生一定的影响，引起人们的关注和研究。
本文将围绕着顶管工程对地面沉降的影响展开讨论，探讨其影响机制和影响因素，并对其进行深入分析和研究。
顶管工程是一种通过地下隧道施工方式，顶管机械凭借自身的推进力将管道推入土壤深处，以此来实现管道敷设的方法。
在顶管工程中，由于管道推进和土壤开挖的加压作用，土壤会产生变形和位移，从而导致地面上方的建筑物和土地产生沉降。
具体来说，主要的影响机制包括以下几点：1. 地下土层的挤压和变形：顶管机械在推进时会施加一定的压力在地下土层上，导致土层发生挤压和变形，从而产生土体沉降。
2. 土体周围地层变形传播：在管道施工过程中，地下土体周围的地层也会受到影响，土体的变形会传播到周围的地层，形成一定范围的地面沉降。
3. 地下水位变动：顶管工程会影响地下水位的运动和分布，地下水位的变动也会对土体的稳定性和沉降产生影响，加速了地面的沉降过程。
二、影响因素分析顶管工程对地面沉降的影响是受多种因素影响的，这些因素包括工程施工方式、土体特性、地质构造等多个方面。
下面我们对其中几个主要因素进行分析：1. 顶管工程的施工方式: 不同的顶管工程施工方式会对地下土体产生不同的作用力，从而导致地面沉降的程度也会有所不同。
顶管机械的施工速度和压力大小也会对地面沉降产生一定的影响。
2. 土体特性和地质条件: 不同地区的土体特性和地质条件不同，土层的厚度、土质的密实程度、地下水位等都会对地面沉降产生影响。
一般来说，土质松软的地区其地面沉降会更加显著。
3. 周围环境和建筑物条件: 周围环境和建筑物的条件也是影响地面沉降的重要因素。
如地面上方是否存在建筑物，地下是否有其他地下管线等都会对地面沉降产生一定的影响。
三、顶管工程对地面沉降的研究现状目前，国内外对顶管工程对地面沉降的影响进行了大量的研究，提出了一些行之有效的控制措施和监测方法。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究顶管工程是一种常用的地下交通工程形式，其建设过程中主要包括隧道开挖、管片安装和土层回填等步骤。
在顶管工程的施工过程中，地下土体受到破坏和改造，因而会引起地面沉降。
地面沉降可以分为弹性沉降和塑性沉降两种类型。
顶管工程施工引起的地面弹性沉降主要是由于开挖引起的应力释放和土体的弹性变形所致。
在施工过程中，随着顶管的推进，土体受到的有效应力逐渐减小，原本被土体压实的开挖区域会发生弹性回缩，从而导致地面沉降。
研究表明，弹性沉降是顶管工程施工引起的主要地面沉降类型，占据了总沉降量的大部分。
与弹性沉降相比，塑性沉降是一种较为严重的地面沉降类型。
塑性沉降主要是由于土体的塑性变形所致，即土体在受到一定应力后会发生剪切破坏，造成地面下沉。
塑性沉降的程度与土体的力学性质有关，主要包括土体的压缩模量、剪切强度和湿度等因素。
研究发现，塑性沉降的发生与土体的孔隙水压力和土体的有效应力有关，当土体的孔隙水压力大于土体的有效应力时，会引起土体的塑性变形，从而导致地面塌陷。
为了研究顶管工程对地面沉降的影响，相关研究者进行了大量的实地观测和数值模拟。
实地观测通常包括使用沉降仪和测量设备对施工前后地面沉降进行监测，以获得地面沉降的变化规律和总量。
数值模拟则是通过建立合理的工程模型，模拟顶管工程的施工过程和土体的变形行为，从而预测地面沉降量和分布规律。
研究结果表明，顶管工程对地面沉降的影响主要受到土体的力学性质、顶管的施工参数和土体初始状态的影响。
土体力学性质包括土体的压缩模量、剪切模量和孔隙比等参数，这些参数的值越大，地面沉降量就越小。
顶管施工参数包括顶管的推进速度、推进距离和回填土的类型等，这些参数的变化会直接影响到地面沉降的大小和分布规律。
土体初始状态指的是施工前土体的密实程度和含水量等特征，影响地面沉降的主要是施工前土体的剪切强度和压缩模量。
顶管工程对地面沉降的影响是一个复杂且多因素的过程。
通过实地观测和数值模拟，可以对顶管工程的施工参数和土体性质进行合理的选择，从而减小地面沉降的发生和影响。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究一、引言顶管工程是大型地下工程中的一种。
在顶管工程施工中，土质较软的地层会因为施压而发生变形，造成地面沉降。
这种沉降将对地面造成一定的影响，对于城市交通等基础设施的建设将会产生重要的影响。
因此，研究顶管工程对地面沉降的影响十分必要。
随着顶管施工的进行，地下空间的容积会被改变，从而使得地下土体也会相应地变形，而这种变形过程会进一步导致地面发生沉降。
一般来说，顶管工程的沉降高度与管径、开挖深度、施工方式、管材质量等因素有关。
管径越大，施工中需要开挖的土方量就越多，这样就会进一步引起地面的沉降。
因此，对于管径较大的顶管，需要采取一些防止沉降的措施。
2. 开挖深度对地面沉降的影响开挖深度越大，顶管工程对地面沉降的影响就越大。
因此，在选择施工深度时需要充分考虑地面沉降的影响，以便采取相应的预防措施。
不同的施工方式会对地面沉降产生不同的影响。
在采用剥离法施工时，由于土体挤压的影响，地面沉降会更为严重。
管材质量的好坏也会对地面沉降产生一定的影响。
如果管材质量不符合要求，就可能引起管道变形，进而引起地面沉降。
三、沉降控制技术在顶管工程中，为了控制地面沉降，可以采取以下措施：1. 选择合适的施工技术采用适当的施工技术，可以减轻顶管工程对地面沉降的影响。
例如，可以采用有防止地面沉降的特殊管道，采用贯通法施工，等等。
2. 采用适当的管材采用适当的管材可以减少管道的变形，从而减轻对地面沉降的影响。
3. 采用透水性良好的管道四、结论从上述分析可以看出，顶管工程对地面沉降的影响十分显著。
控制顶管工程对地面沉降的影响，需要在施工的过程中严格掌握一系列的技术要求，控制施工的质量，采用适当的管道材料等等。
只有这样，才能保证顶管工程的安全、稳定、可靠，为城市交通和地下空间的建设提供有力支撑。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究顶管工程是一种在地下施工的工程方式，通过水平推进的方式在地下开挖槽道并安装顶管，是现代城市地下管线施工的常见方式。
而随着城市建设和发展的不断推进，顶管工程的施工规模和数量也在不断增加。
顶管工程对地面沉降的影响一直是人们关注的问题。
本文将对顶管工程对地面沉降影响的研究进行探讨。
顶管工程在地下推进过程中会对地下土壤和地表造成一定的影响，从而导致地面沉降。
主要的影响机理包括以下几点：1. 地下土层压缩: 顶管施工在地下进行推进时，会对地下土层产生一定的压力，导致土层的压缩。
特别是在软弱土层地区，土层的压缩会更加显著。
2. 地表沉降: 地下土层的压缩会导致地表出现下沉的现象，造成地面沉降。
地表沉降的速率和幅度与施工方式、地下土层性质以及地表建筑物的状况等因素有关。
3. 挤压效应: 顶管在地下推进时，会对周围土体产生一定的挤压效应，从而导致地下土层的变形和沉降现象。
以上几点是导致顶管工程对地面沉降的主要影响机理，而这些影响机理的具体表现形式和程度则需要具体的实地观测和研究。
二、影响因素分析顶管工程对地面沉降的影响受到多种因素的共同影响，主要包括以下几个方面：1. 地下土层性质: 地下土层的类型、密实程度、含水量等因素会直接影响顶管工程对地面沉降的影响程度。
不同类型的土层对于顶管工程的影响程度各有不同。
2. 顶管工程施工方式: 不同的顶管工程施工方式会对地面沉降产生不同的影响。
盾构法、开挖法等不同的施工方式对地面沉降有着不同的影响程度。
3. 地表建筑物状况: 地表建筑物的状况会直接影响地面沉降对于建筑物的影响程度。
如果地表建筑物存在裂缝、变形等情况，地面沉降会加速建筑物的破坏。
4. 地表荷载: 地下施工对于地表的荷载也是一个重要因素，地表荷载的大小和变化会直接影响地面沉降的情况。
以上几个因素的共同作用决定了顶管工程对地面沉降的影响程度，因此在实际工程中需要对这些因素进行综合考虑和分析。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究顶管工程是一种常见的地下工程施工方法，广泛应用于城市地下管线铺设、隧道建设和地基处理等领域。
顶管工程施工过程中可能会对地面沉降产生影响，特别是在施工地点周围的建筑物和道路，可能会受到不同程度的影响。
对于顶管工程对地面沉降的影响进行深入的研究和分析，对于保障工程施工安全、保护周边环境和建筑物安全具有重要的意义。
一、顶管工程的基本原理和施工过程顶管工程是利用顶管机，通过推头和尾巴推动的方式，沿着预埋轨道或者导向器使管道、管线等构筑物实现沉管式铺设，这种方式可以减少地表开挖和对周边环境的影响。
在进行顶管工程施工前，需要对施工地点进行认真的勘察和测量，进行地质勘探和地下管线的查找，确保施工的安全和顺利进行。
二、顶管工程对地面沉降的影响机理和影响因素在顶管工程施工过程中，可能会对地面沉降产生影响，其影响机理主要包括以下几个方面：1. 地表载荷的改变：顶管工程施工过程中，需要在地表上搭建施工平台、设备等，同时顶管机的推进过程中也会对地表产生一定的载荷，这些载荷的改变可能会引起地面的沉降。
2. 岩土层的变形：顶管工程的施工过程中，管道、管线等构筑物的沉入可能会导致地下岩土层的变形和压实，进而使地面发生沉降。
3. 周围环境的影响：施工地点周围的地表条件、建筑物、地下管线等因素，也会对顶管工程产生影响，进而影响地面的沉降。
除了以上机理外，顶管工程对地面沉降还受到多种因素的影响，包括地质条件、施工方式、施工技术等因素。
地质条件的差异会导致地面沉降的差异，而施工方式和施工技术的不同也会对地面沉降产生影响。
三、顶管工程对地面沉降影响的研究方法针对顶管工程对地面沉降的影响进行研究，需要采用合适的方法和手段，包括实地观测、数值模拟、力学分析等。
1. 实地观测：通过对施工地点周围的建筑物、地下管线等进行实地观测，记录地面沉降的情况，得到实际的沉降数据，从而了解顶管工程对地面沉降的影响程度。
2. 数值模拟：利用计算机软件对顶管工程对地面沉降的影响进行数值模拟，建立适当的地质模型和工程模型，模拟不同施工条件下地面沉降的情况，从而预测和评估地面沉降的影响程度。
顶管施工引起地层变形分析与计算
＋
一 正；
（） ３
一
Ｎ
式 中：
ｘ— —
Ｎ Ｌ 七ｈ ｉｅ ｚ ｓｎ ｌ Ｌ 一ｒ ｌ
离 开 挖 面的水 平距 离 （ ， ｍ）以顶 进方 向为
离 开挖 面 的水 平 距 离 （ ， ｍ） 以顶 进 方 向为
正。
厂
ｚ— —
式 中：
：
离轴线 的横 向水平距离（ ； ｍ） 离地 面 的竖 向距离 （ ， ｍ）以向下为 正 。
（ ； ｍ）
３ 工程实例计算分析
３１ 工 程概况 ．
Ｖ 一 为隧道单位长度的土体损失量 ｍ／ ； Ｓ ｍ） ｉ ——为地面沉降槽宽度系数 ｍ ， ） 即沉降槽 曲
线 拐点 离 隧道轴 线 的水平 距离 。通过 现场 观测 得 出 ｉ Ｒ的关 系如 下 ： 和
．
某 隧道 工程 地 质概 况 如 表 １ 示 ， 所 分别 用 经 验 公式 和 理论计 算方 法分 析地 层 的变形 。 ３２ 利 用经 验公 式计 算结 果 ．
／ ． 、 ／ ７
利用前文公式计算结果如表 ３ 。 绘 出 曲线 图 ， 见下 。
三： ／ Ｒ ｆ １ ２ ｌ
式中： Ｒ — 为掘进 机 外半径 （ ； — ｍ）
（ ８ ）
３３ 经 验公 式计 算 结果分 析 ．
土体损失 引起地表 的土体沉 降在垂 直于管轴 方向上近似于正态分布 ， 并且 当土体损失率越大时 沉降量越大 ， 在沿管轴线方向上土体损失只能引起 土体的沉降 ， 不能引起土体的隆起 。 土体 的最大沉降量 随着管径 的增大而增大 ； 随
的主动土压力时 ， 临空面可能会产生坍塌 。在实际 施工过程 中为了使开挖面土体稳定 ， 开挖面通常保 证 有足 够 的支护 力 ， 产生 “ 面附加 推 力 Ｐ 。 正 ” 在正 常
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
顶管工程是一种常见的地下管道施工技术，其施工过程会对地下的土层进行挖掘和移动，因此会对地面沉降产生一定的影响。
为了保证在施工过程中地下管道的稳定和地面的
安全，需要对顶管工程对地面沉降影响进行详细的研究和分析。
1.地下土层的性质：不同的土层在顶管工程施工过程中的反应不同，硬度较大的土层
在开挖和移动时对地面沉降的影响较小，而软弱的土层会出现较明显的地面沉降。
因此，
在进行顶管工程前需要进行详细的地质勘探，以了解地下土层的分布和性质。
2.施工方式和工艺：不同的施工方式和工艺对地面沉降的影响也不同。
例如，在采用
不同的挖掘方式和填充方式时，会对地下土层的稳定性和地面沉降产生重要的影响。
3.地表建筑物的承载力：当地面的承载力较大时，对地下土层的沉降影响较小。
但如
果地面建筑物的承载能力较低，地下土层的沉降将会对地面建筑物的稳定性产生不利的影响。
针对以上因素，可以采取一系列的措施来减小顶管工程对地面沉降的影响：
1.选取合适的施工方式和工艺，尽可能减小对地下土层的影响。
2.必要时采用加固和支撑等措施，在保证安全的前提下，尽可能减小地下土层的沉降。
3.提前进行充分的地质勘探和分析，准确掌握地下土层的分布和性质，制定合理的施
工方案和措施。
4.在地面建筑物周围加强监测，掌握地面沉降的情况，及时采取措施减小对周边建筑
物的不良影响。
综上所述，顶管工程对地面沉降有一定的影响，但通过科学的施工方案和措施，可以
有效减小其对周边建筑物和环境的不利影响，保证工程施工的安全和稳定。
关于顶管工程对地面沉降影响的研究
关于顶管工程对地面沉降影响的研究地下顶管工程是一种常见的地下结构工程，它在城市建设中起着重要的作用。
顶管工程的施工和运行可能会对地面造成沉降影响，因此对于顶管工程对地面沉降影响的研究显得尤为重要。
本文将对顶管工程对地面沉降影响的研究进行探讨。
顶管工程施工会引起地下土体的弯曲变形和压缩变形，从而导致地面沉降。
这主要是因为顶管工程施工时需要在地下挖掘出一条顶管隧道，并且在顶管隧道的上方进行土层的开挖和支护。
当地下土体受到挖掘和支护的影响时，会发生变形和沉降。
研究顶管工程施工过程中地面沉降的发生原因和机理，对于合理选择合适的施工方法和地下支护措施具有重要意义。
顶管工程的运行也会对地面造成沉降影响。
当顶管隧道开始使用时，顶管和地面之间的相互作用会引起地面的沉降。
这主要是因为顶管工程使用过程中会造成地下土体的变形和位移，从而导致地面的沉降。
顶管工程还可能会引起地表地面的沉降，特别是在地铁运营过程中，地面沿线的地表可能会因为顶管工程的振动和冲击而产生沉降。
研究顶管工程运行对地面沉降的影响，对于合理评估地面沉降的风险和采取相应的措施具有重要意义。
顶管工程对地面沉降的影响还与地下土体的性质和地下水位等因素有关。
不同地下土体的力学性质不同，对顶管工程施工和运行的影响也不同。
地下水位的变化也会影响顶管工程对地面沉降的影响，如果地下水位较高，会增加地下土体的水分含量，从而导致地面沉降增加。
研究顶管工程对地面沉降的影响，需要综合考虑地下土体的性质和地下水位等因素。
为了研究和评估顶管工程对地面沉降的影响，通常采用现场观测和数值模拟相结合的方法。
通过在顶管工程施工和运行过程中进行现场观测，可以获取地面沉降的实测数据，从而评估顶管工程对地面沉降的影响。
还可以使用数值模拟的方法，通过建立适当的数学模型，模拟顶管工程施工和运行过程中地下土体的变形和地面沉降情况。
通过与实测数据的对比，可以验证数值模拟的准确性，并进一步研究顶管工程对地面沉降的影响机理。
软土地区顶管施工引起的路面沉降分析
软土地区顶管施工引起的路面沉降分析山东润鲁建筑材料检测技术有限公司摘要：顶管施工由于其施工工作原理及施工工艺控制等问题，不可避免引起土体应力改变和地层损失进而引起管道上方及周边一定范围内的土层变形。
特别是在软土地区，由于软弱土层的广泛分布，如措施不当则会发生较大的地表沉降，导致路面基层破坏，甚至产生坍塌等事故。
基于此，对软土地区顶管施工引起的路面沉降进行研究，以供参考。
关键词：顶管施工；软土地区；路面沉降；分析引言顶管施工在市政、铁路、公路、水利等工程项目施工中应用非常广泛，顶管施工作为非开挖式的一种施工方法，与传统的明挖方式相比，具有对地面交通、建筑物及人们的正常活动影响小，施工过程中土方开挖、回填量小，拆除地面障碍物少等优点。
采用顶管法施工下穿公路路基时，由于顶管施工作业会不可避免地对扰动管片周边地层，导致管片附近土体发生变形，当变形超过一定范围时，会使周边地表或管片上方公路路基发生较大的沉降，沉降较大时将会影响公路行车的安全，因而顶管施工对公路路基的影响研究受到越来越多的关注。
1实施顶管施工技术的优越性（1）有利于减少对地上秩序的影响顶管施工技术在工程建设中的应用，基本上都是在地下进行，既不会对地表造成损害，也不会影响地表的正常生产。
既不会堵塞道路，也不会给地面带来任何的交通堵塞。
此外，采用顶管施工技术，不需切断其他地下管线，确保其正常运行。
因此，采用顶管施工技术相对于常规的开挖技术具有绝对的优越性。
（2）有利于环境保护在地表铺设明挖管线时，必须拆除地表以上的房屋、建设交通便道、对管线进行搬迁、在现有的河段上建堤坝等，会产生噪音、灰尘和泥浆，对周边环境产生污染。
而采用顶管施工方案，可以最大程度地减少或消除施工过程中产生的噪声、扬尘和泥浆水对周围环境的污染，达到了很好的环保效果。
2适用范围事实证明，顶管技术拥有广阔的适用范围。
首先，由于该技术对施工场地所提出要求较低，利用其对繁华区域、主干道进行施工，通常不会使道路外观受到破坏，同时还有助于施工成本的控制。
顶管施工顶力计算及其对地表沉降影响的分析
【中 图 分 类 号 】U449.83
【文献标志码】 A
〇.引 言 顶管施工是当前城市地下管线施工使用最广 泛的 施 工 方 式 ，在 给 排 水 、污 水 治 理 、通 信 、电力管 道 等 领 域 得 到 了 广 泛 的 运 用 。随着城市综合管廊建 设 ，很 多 架 空线改地下电缆，经常出现高压电缆穿 越道路的情况。在 城 市 中 ，采用开挖施工的方法会 面 临 许 多 的 问 题 。而 非 开 挖 的 顶 管 施 工 方 法自 从 诞 生 以 来 就 受 到 了 城 市 施 工 的 青 睐 ，因为其施工的影 响 较 小 ，并 且 施 工 的 过 程 中 所 产 生 的 噪 音 与 污 染 都 比 较 小 ，不 会 对 城 市 的 交 通 和 居 民 生 活 产 生 较 大 的 影响。 顶 管 施 工 就 是 采 用 推 顶 的 方 式 ，利用作业管将 管 道从一个工作井推顶到目标井，采用推挤的方 式,将管道埋进泥土中。 顶 管 施 工 的 过 程 中 ，顶力的 大 小 对 顶 管 施 工 的施工效率和施工质量以及施工造成的地表沉 降 有 直 接 的 影 响 ，这 种 影 响 作 用 通 过 定 性 和 定 量 分 析 两 种 方 式 可 以 进 行 一 定 程 度 的 揭 示 。顶管施 工 通 常 会 涉 及 到 工 作 井 和 接 收 井 ，以二者之间发 生的地表沉降以及主顶油缸的顶力作世纪末期引进了曲线顶管施工技 术 ，并很快 取 得 了 飞 速 发 展 ，由于顶管施工不需要 开 挖 地 表 ，只 需 要 在 合 适 的 位 置 挖 掘 工 作 井 和 接 收 井 就 可 以 进 行 施 工 ，所 以 对 于 地 表 的 影 响 并 不 大 ， 相 比 传 统 的 地 下 管 线 施 工 方 式 ，顶 管 施 工 能 够 在 很 大 程 度 上 减 轻 施 工 对 地 表 人 居 生 活 的 影 响 ，并且顶 管 施 工 所 需 要 的 施 工 设 备 也 相 对 简 单 ，主 要 的 施 工 设 备 就 是 主 顶 油 缸 、工 具 管 ，通过主顶油缸将工具 管 按 照 一 定 的 角度顶入土体中，并随之将土壤挖 出 ，而后将要埋的管线从工具管顶出的通道中安装 完 成 ，最 后 工 具 管 可 以 从接收井接收吊出，从而实 现管线安装工作。整个施工过程不需要将土体挖 开 ，并且有工具管作为支撑，上层土体也不会沉落， 所 以 可 以 保 障 施 工 的 安 全 ，但 是 顶 管 施 工 会 造 成 地 表 沉 降 ，这是将通道中的土体挖出的结果。 顶 管 施 工 扰 动 周 围 土 体 ，从 而 引 起 地 面 沉 降 或 建 筑 物 的 损 坏 ，尤 其 在 高 水 位 软 土 地 层 中 。 因为顶 管施工涉及的地区往往都是地下管线情况交错复 杂 的 地 区 ，控 制 顶 管 施 工 对 周 围 土 体 的 干 扰 作 用 大 小 ，对保障施工安全和整体地下管线网络的正常运
平行顶管施工引起的地面变形实测分析_魏纲
第25卷 增1岩石力学与工程学报 V ol.25 Supp.12006年2月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.，2006收稿日期：2005–09–08；修回日期：2005–11–06作者简介：魏 纲(1977–)，男，博士，2000年毕业于宁波大学建筑工程专业，主要从事顶管、盾构施工技术及其对周边环境影响方面的研究工作。
E-mail ：weig@平行顶管施工引起的地面变形实测分析魏 纲1，魏新江1，2，屠毓敏2(1. 浙江大学城市学院 土木工程系，浙江 杭州 310015；2. 浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310027)摘要：对海相沉积的欠固结土中水平平行顶管施工引起的地面变形规律进行分析，提出地面横向和纵向扰动区范围及工后沉降的计算方法。
研究结果表明，水平平行顶管施工时中间区域受到双重扰动，产生的地面沉降较大。
由于先建顶管施工对周围土体产生的扰动会使后建顶管施工时产生的扰动加剧，在同样条件下，后建顶管引起的最大地面沉降值与沉降槽宽度都要大于先建顶管。
平行顶管施工产生的地面沉降主要由土体损失、受扰动土体再固结和次固结引起，土体受扰动后产生的超孔隙水压力是导致工后沉降的原因，在欠固结土中工后沉降与时间基本成对数关系。
关键词：土力学；平行顶管；沉降；欠固结土；土体损失；再固结中图分类号：TU 43 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)增1–3299–06ANALYSIS OF SITE MONITORING OF GROUND DEFORMATION INDUCED BY PARALLEL PIPE JACKING CONSTRUCTIONWEI Gang 1，WEI Xinjiang 1，2，TU Yumin 2(1. Department of Civil Engineering ，Zhejiang University City College ，Hangzhou ，Zhejiang 310015，China ； 2. College of Civil Engineering and Architecture ，Zhejiang University ，Hangzhou ，Zhejiang 310027，China )Abstract ：The disturbance scopes in lateral and vertical directions ，and calculational formulas for ground settlement are gained by analyzing the rules for ground deformation induced by level parallel pipe jacking construction in one underconsolidation soil. It shows that the ground settlement produced by middle zone is greater because of double disturbance during parallel pipe jacking construction. Also ，the surrounding soil disturbance due to former pipe jacking construction will strengthen the disturbance during latter pipe jacking construction. Thus ，the maximal ground settlement and width of settlement tank during latter pipe jacking construction are greater than those of the former. Ground settlement due to parallel pipe jacking construction is produced not only by the ground loss but also by the reconsolidation and secondary consolidation of the disturbed soil. Excess pore water pressure from soil disturbance is the reason for post-construction settlement. Finally ，post-construction settlement in underconsolidation soil is basically proportional to the logarithm of time.Key words ：soil mechanics ；parallel pipe jacking ；settlement ；underconsolidation soil ；ground loss ；reconsolidation1 引 言顶管施工将作业面移至地下，可减少对地面建(构)筑物及周围环境的影响，但仍不可避免地会对周围土体产生扰动，引起地面变形。
顶管施工的弹性力学模型与固结沉降计算
型
３．２．１ ａ、ｂ 的确定
ａ 取 工 具 管 的 外 半 径 １．２ ｍ， ｂ 为 拱 顶 高 ｈ 与 ａ 之
和， 由马·谢尔勒方法 ｈ＝６ ｍ， 从而有 ｂ＝ｈ＋ａ＝７．２ｍ。
３．２．２ ｑ 的确定
在管节前进过程中， 对土体有一个剪切作用， 其剪
切力 τ假设为管土之间的摩擦力， 因此有： τ＝ｆｐ，（ ｆ 为管
（ ４）
（
σｒ － σθ） －（
σｒ ＋σθ） ｓｉｎφ＝ ２（
ｑａ２ｍ · ｂ２ｍ－ ａ２ｍ）
! " （ ２ｍ＋２ｍｓｉｎφ－ ２ｓｉｎφ）（ ｂ ） ３ｍ＋２ｓｉｎφ ｒ
（ ５）
其最大值在圆筒内壁（ ｒ＝ａ） 处。内壁开始屈服时， 圆
筒达到弹性极限状态， 其相应的弹性极限压力为：
ｑ＝
２ｃ（ ｂ２ｍ－ ａ２ｍ） ｃｏｓφ
的平衡方程、应变分量、边界条件为：
ｄσｒ ＋２ σｒ－ σθ ＝０，
ｄｒ
ｒ
εｒ＝－
ｄｕ ｄｒ
，
εθ＝εφ＝－
ｕ ｒ
σｒ│ｒ＝ａ， ｂ＝ｑ， ０
由基本假定及边界条件得：
收稿日期： ２００６－ ０４－ １９ 作者简介： 王水林（ １９６６－ ） ， 男， 硕士， 工程师．
第 ３２ 卷 第 ３ 期
王水林等 顶管施工的弹性力学模型与固结沉降计算
Ｓｃ＝ Ｐ Ｈ Ｅ
（ １４）
式中： Ｓｃ—为最终固结沉降量；
Ｐ —计算高度范围内的平均超孔隙水压力；
Ｅ —计算高度范围内土的平均压缩模量；
Ｈ—计 算 高 度 ， 可 在 式（ １０） 或（ １２） 中 令 Δｐ＝０ 求
得 ｒ， Ｈ＝ｒ－ ａ。
在实用中， 式（ １４） 为如下形式：
平行顶管施工引起的地面沉降计算方法综述
平行顶管施工引起的地面沉降计算方法综述
刘玲
【期刊名称】《企业技术开发：中旬刊》
【年(卷),期】2013(032)011
【摘要】平行顶管施工过程中会引起地面产生沉降,文章阐述了平行项管施工过程中土体扰动的产生机理,对引起地面沉降的计算方法进行综述,总结了其优点和不足之处,提出了今后该领域中地面沉降的研究内容和研究方向.
【总页数】2页(P158-159)
【作者】刘玲
【作者单位】广州大学土木工程学院,广东广州510006
【正文语种】中文
【中图分类】TU431
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平行顶管施工引起的地面沉降计算方法综述
摘要：平行顶管施工过程中会引起地面产生沉降，文章阐述了平行顶管施工过程中土体扰动的产生机理，对引起地面沉降的计算方法进行综述，总结了其优点和不足之处，提出了今后该领域中地面沉降的研究内容和研究方向。
关键词：平行顶管；地面沉降；数值分析
在市政管道工程中，顶管技术的应用越来越广泛。
但是城市越来越拥挤，地下空间的有限性迫使近距离双线平行管道得到应用，而这一技术施工难度也较大，成为广大科研人员研究的重要课题。
根据管道所处位置不同，可以分为水平、垂直平行管道，在大部分工程均采用水平平行管道。
以下所述平行顶管均指的是水平平行顶管。
在顶管的施工过程中，管道周围的土体会随着施工的进程产生一定的施工扰动，由于土层性质的不同，其扰动程度也不同，这一点在软土土层中体现的尤为明显。
与单个顶管施工相比，平行顶管由于存在管道间的相互影响和相互作用，其施工过程对土体产生的影响要大得多，特别是当近距离管道施工时会对周围环境造成较大危害。
因此研究平行顶管施工对周围环境的影响这一课题已越来越受到人们的重视。
目前对平行顶管施工所引起地面变形的研究主要是根据经验公式计算土体的扰动范围和土体扰动程度。
1 平行顶管施工引起地面变形机理分析
平行顶管施工过程中对周围土体产生扰动，引起地面发生变形。
而引起地面变形的最主要原因是由施工引起的各种地层损失和管道周围受扰动土体的再固结以及平行顶管管道顶进过程产生的挤土效应。
关于顶管顶进施工中产生的地层损失的产生原因，根据顶管施工特点总结起来主要有以下几点：①管节外围环形空隙引起的地层损失；②工具管开挖引起的地层损失；③管道及中继环接头密封性不好引起的地层损失；④工具管及管节与周围地层摩擦所引起的地层损失；⑤工具管纠偏引起的地层损失；⑥顶进过程中工作井后靠土体变形引起的地层损失；⑦工具管进出工作井引起的地层损失。
顶管施工引起的地面变形主要由4个部分组成：①掘进机到达前的变形；②掘进机达到和掘进过程中的变形；③掘进工作完成后的后期固结沉降作用引起的地面变形；④平行顶管管道之间的相互作用，产生挤土效应引起的变形。
2 国内外研究概况
2.1 平行顶管土体扰动范围的研究
顶管施工前，土体处于天然静止平衡状态，由于顶管的掘进过程导致管道周围土体的这种平衡状态受到破坏，原始应力状态发生变化，使周围土体出现一系
列复杂的力学行为，这些复杂的力学行为的出现将导致土体产生扰动。
根据土体扰动的方向，可以将顶管施工引起的土体扰动分为两个扰动区：横向扰动区和纵向扰动区。
2.1.1 平行顶管横向扰动区范围的经验计算公式
魏纲等根据E.J.Cording和W.H.Hansmire以及S.Y.Chi等的实测结果进行分析，得出对于软塑～硬塑的粘土，单个顶管其地面沉降槽边缘点到管道轴线的水平距离是（h+r），推算出平行顶管横向扰动区范围的计算公式为：
L1= 2（h+r）+B （1）
重叠扰动区范围的计算公式是：
L’=2（h+r）-B （2）
式中：h为管道轴线埋深，r为管道外半径，B为两顶管轴线水平距离。
这两个公式的计算非常简单，其计算结果与平行顶管横向扰动区范围实测结果较吻合，但存在一些不足之处：①单个顶管其地面沉降槽边缘点到轴线的水平距离h+r是根据实测结果进行估算得出的，这样推算出来的横向扰动区计算公式并不具有全面性，不能代表所有的工程；②该经验公式中并未给出B的确定方法，顶管间距的大小也会直接影响到土体扰动的范围和扰动程度，如果B给出不当，可能会导致顶进过程中出现一些不可预知的难题。
2.1.2 平行顶管纵向扰动区范围的经验计算公式
魏纲等根据顶管掘进过程中土体扰动的超前性和开挖面支护力与静止土压力的关系得出了纵向扰动区边缘离开挖面的水平距离的计算公式L2
L2=（h+r）tan（45？觷+？渍/2）（3）
式中：h为管道轴线埋深，r为管道外半径，（45？觷+？渍/2）扰动范围的水平倾角。
这个公式用来计算纵向扰动范围也并不复杂，计算过程中只要得知固结快剪强度指标φ就可以计算出纵向扰动区边缘距离开挖面的水平长度。
同样这个公式也存在一定的不足：①（h+r）是由经验的来；②固结快剪强度指标？渍得来的方法不一样，其值也不一样，这样就导致结果出现的偏差会比较大。
2.2 平行顶管施工引起的地面变形计算的经验公式
目前对于平行顶管由土体损失引起的地面变形的计算方法并没有进行单独的研究，还是基于Peck提出的地面沉降横向分布公式来计算，即：
S（X）=■exp■（4）
Smax=■≈■（5）
i=■（6）
式中：S（X）为地面沉降量（mm）；
X为距隧道中心线的距离（m）；
V1为单位长度地层损失（m3/m）；
Smax为隧道中心线处的最大沉降量（mm）；
i为沉降槽宽度系数，由查图表或公式求得；
Z为覆土层厚度（地面到顶管轴线距离），单位为m；
？渍为土的内摩擦角（度）。
V1和i的取值相对都比较复杂，因此实际工程中都采用简化的方法对其定值：①V1在计算过程中可根据以往的施工经验选择一个合适的开挖面的百分率来估算大小，对于正常固结黏土，V1通常取开挖面面积的0.5%～2.5%；②对于黏土，在实际工程中，当管道轴线埋深h在3 m到34 m 之间时，i的取值可由下列经验公式得来：i=0.43 h+1.1（7）
目前，平行顶管施工引起的地面沉降主要是利用单个顶管的地面沉降计算公式，不考虑平行顶管管道间的相互影响以及管道同时顶进过程中产生的挤土效应对地面沉降的影响，分别计算出各自的地面沉降值，然后叠加得到最终的由平行顶管施工引起的地面沉降值。
这种计算方法中，运用Peck公式会非常简单，其曲线形状与顶管实测地面沉降曲线也较吻合，但其存在以下的不足之处：①只能计算顶进过程中的瞬时沉降，没有考虑到土体受扰动引起的再固结沉降；②只能计算横向地面沉降，不能计算纵向地面沉降及土体的分层沉降；③没有考虑到施工过程中的具体施工工艺和土质条件对地面沉降的影响；④参数V1较难确定；⑤没有考虑到平行顶管管道顶进过程中管道间的相互影响和管道同时顶进过程中产生的挤土效应对地面沉降的影响。
3 发展趋势及研究方法
3.1 平行顶管施工引起的地面变形数值模拟分析
平行顶管施工引起地面变形的根本原因是施工对周围土体了扰动，其影响因素是多方面的，包括平行顶管管间距（横向间距和纵向间距）、上层覆土厚度、土质条件、顶管管径等。
目前基于经验公式的计算方法都没有考虑到这些因素对地面变形的影响，因此在研究期间可以分别对影响地面沉降的影响因素进行控制，利用数值模拟对平行顶管施工过程进行模拟，研究平行顶管施工引起的地面沉降与各影响因素之间相互关系，得出一系列的理论结果，为后期平行顶管的施工提供理论依据。
3.2 平行顶管管道间的相互影响
平行顶管管道在顶进过程由于土体的挤压作用，不可避免的两者之间会产生相互的作用，影响到顶管间相互作用的因素包括管壁厚度、管道的材质以及管道间间距。
目前，对于这一方面的研究还相对较少，因此可以通过数值模拟，分析在不同的影响因素的影响下管道间的相互作用。
4 结语
平行顶管施工引起地面变形的研究，这对于因平行顶管施工造成周围环境影响研究具有非常重要的意义。
本文总结了当前地面变形计算的方法，并提出了今后的一些研究方向和内容。
目前对于平行顶管施工的研究还只是停留在经验公式与实测数据进行对比阶段，另外对于施工结束后的地面沉降研究也不多。
希望针对平行顶管的研究能加强它的理论研究，逐步形成一套完整的理论体系，对后期平行顶管技术的应用起到指导性的作用。
参考文献：
[1] 魏纲，魏新江，屠毓敏.平行顶管施工引起的地面变形实测分析[J].岩石力学与工程学报，2006，（1）.
[2] Attewell P B. Ground movements caused by tunnelling in soil[A]. In：Proc. Conf. on Large Ground Movements and Structures[C]. London：Pentech Press，1978.
[3] O’Reilly M P，New B M. Settlements above tunnels in the United Kingdom—their magnitude and prediction[A].In：Proc-
eedings of Tunneling’82[C]. London：[s.n.]，1982.
[4] 魏纲，徐日庆，郭印.顶管施工引起的地面变形计算方法综述[J].市政技术，2005，（6）.。