大口径顶管施工对周边环境扰动实测分析.pdf

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1、第2期（总第191期）No.2(SerialNo.191)2017年4月CHINAMUNICIPALENGINEERINGapr.2017DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2017.02.011大口径顶管施工对周边环境扰动实测分析谢远成[上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司，上海200125]摘要：顶管施工技术广泛应用于给排水管道工程，其口径随给排水需求的增加，有越来越大的趋势。结合某顶管工程现场监测数据，包括地面隆沉、深层土体移动、分层沉降、孔隙水压力、土压力数据，在前人顶管施工扰动机理研究的基础上，研究大口径顶管施工引起的

2、土体扰动。通过实测分析，明确顶管施工过程对周围土体扰动的影响范围和岩土体动态响应规律，为信息化指导顶管施工提供依据。在顶管施工过程中测定土层的超孔隙水压力变化，提前对施工中引起的土层移动作出超前预测预报。关键词：顶管施工；土体扰动；扰动机理；现场监测中图分类号：tu443文献标志码：a文章编号：1004-4655（2017）02-0034-051概述理进行过大量研究，但研究顶管口径都小于2.0m，近年来，顶管施工工艺越来越多地为各类地下属于小直径顶管施工，在其扰动理论和计算方法方面管线、人行通道等地下线路施工所采纳，而且施工对于大口径顶管施工的借鉴作用尚待

3、验证。文章结合口径有越来越大的趋势。顶管施工势必会对土体造上海某污水管道直径为4.64m的顶管施工实测数据成扰动影响，土体产生位移，由于城市已建地下设对扰动理论、影响范围进行总结，为类似工程施工提施多，土体位移会造成地表隆沉、管线位移、建筑供借鉴。物不均匀沉降等，对土体扰动影响的预估显得十分2工程概况[1]重要。2.1工程概况关于顶管施工对周边土体的扰动机理及位移计本工程背景为上海某污水输送干管，总长3算方法学者们开展相关研究。英国牛津大学在国际约26.1km，旱季污水量220m/d，雨季流量为3顶管协会、自来水公司和EPSRC组织的资助下从43.71m/

4、s，输送干管工程采用2×DN4000顶管。1986年开始对顶管施工做一系列研究，提出一种设置试验断面位于某段顶管区间顶进距离450m，考虑结构相互作用的管道接头受力计算方法。分南、北2条线先后穿越试验断面，覆土厚度为[2]在国内，黄宏伟等采用3D数值分析方法对13.2m，土压顶管机直径4.64m。机头正面推力、地层损失、注浆以及共同作用等进试验断面地下水类型由浅部土层中的潜水和深行模拟，旨在了解顶管施工引起的环境力学效应，部微承压水组成，地下水补给来源主要为大气降水[3]为采取措施减小这种影响提供依据。魏纲等通与地表径流，地下水位高水位埋深取0.5m，低水

5、过理论研究与现场实测的方式，进行顶管施工引起位取1.5m。[4]的土体扰动机理研究。施成华，黄林冲等用随2.2地层条件机介质理论，对顶管施工隧道开挖引起的扰动区土标段内场地为古河道沉积区，沉积有厚层的溺体的移动与变形进行分析，推导相应的扰动区土体谷相层。场地50.5m深度范围内底层除表层填土下沉、倾斜、水平移动、水平变形及弯曲曲率计算属近代堆积形成外，其余地层均属第四纪沉积层，公式，并编制相应的计算程序。主要由表层填土、黏性土、淤泥质黏性土组成。根虽然国内外学者就顶管施工对周边土体扰动机据地基土的特征、成因及物理力学性质，勘探深度内的土层可分为6个大层，场

6、地地基土分布如下。收稿日期：2017-02-08作者简介：谢远成(1976—)，男，高级工程师，硕士研究生，1）第①1层填土，填料不均，拟建工程以素填主要从事工程测量。土为主，填土的主要成分为粉土，在具一定水头的压34谢远成：大口径顶管施工对周边环境扰动实测分析2017年第2期力差作用下易于产生流砂现象。局部穿越现状道路、布，厚度有一定变化，厚度1.0～6.6m，稍密状，河浜处分布杂填土，填土厚度一般为0.8～2.5m。中压缩性。该层在具一定水头的动水压力作用下易2）第①2层淤泥，见于河浜处，灰黑色，含产生流砂现象。生活垃圾、大量有机质，有臭味，厚度0.4

7、～1.2m。（6）第③、④层淤泥质黏性土，分布稳定，组3）第②1层褐黄～灰黄色粉质黏土，为软土合厚度在14.0～18.0m，土质较差，呈流塑状，地区典型的“硬壳层”，主要分布在远东3号～高压缩性，高灵敏度，顶管主要在这两层淤泥质黏4号井区间，填土厚度较大的地段缺失。该层土厚性土中顶进。度较薄，平均厚度1.20m，可塑～软塑状，中压缩（7）第⑤1层灰色黏土，土质一般，呈软塑～流性，土质较好。塑状，分布稳定，高压缩性，厚度2.8～6.8m。4）第②3a层灰黄～灰色砂质粉土，分布不稳（8）第⑤31层灰色粉质黏土夹粉砂，土质一定，厚度0.8～3.7m，平均厚度1.

8、95m，松散状，般，呈软塑～流塑状，中～高压缩性，分布不稳定，中压