[博士]地鐵站管幕預筑法中密排大直徑鋼管群頂進研究（61頁）

內容簡介

　　地鐵站為暗挖車站，采用管幕預筑法施工。管幕預筑法是在傳統(tǒng)的管幕法基礎上改進形成的。管幕預筑法所使用的鋼管直徑大，可以達到2米以上。在頂進的鋼管保護下人工或機械進入鋼管內部開挖排土。然后對鋼管進行切割并支撐，在鋼管內進行結構澆筑。最后等結構強度及剛度達到要求后，再進行結構下大范圍土體開挖，形成大斷面的地下空間。該工法最突出的特點是：整個過程中，所有的開挖都是在預先建造了可靠結構后完成的，因此保證了施工安全。　　由此可見，頂管是該工法中至關重要的一個環(huán)節(jié)，其為后續(xù)工序預先制造了安全的工作空間，從而減小了施工風險。然而，該工法中頂管工程與普通的頂管工程相比較，有很大的特殊性。主要體現(xiàn)在頂管埋深大、管徑大、數(shù)量多、管間距小、排列形式復雜。本文以某地鐵站工程為依托，總結了該工法中的項管施工技術，著重研究了密集大口徑鋼管群頂進與土體之間的相互作用，以及頂管過程造成的環(huán)境影響等。　　密集大口徑鋼管群頂進與土體之間的相互作用方面，主要研究了如下內容：(1)結合文獻分析與本工程頂管頂力實測數(shù)據(jù)，分析了現(xiàn)有垂直土壓力計算理論的不足。基于普氏理論和太沙基理論提出了改進垂直土壓力計算理論，并編制了Matlab計算程序用于深埋頂管頂力計算。計算結果表明改進垂直土壓力理論計算結果小于普氏理論和太沙基理論計算結果，與實測結果更接近。(2)結合實測結果，對頂管過程中管道的軸線偏移和管頭變形進行了理論分析。提出通過頂管應力監(jiān)測來進行管道軸線的實時偏移判斷，并通過頂管應力監(jiān)測試驗驗證該方案是可行的。(3)利用彈性力學和土力學相關知識，對頂管過程中的開挖面穩(wěn)定性進行了理論分析。(4)利用土拱效應的理論知識，提出了項管間距的優(yōu)化設計方法。并結合本工程實際情況，對項管間距進行優(yōu)化設計，得到了2種優(yōu)化方案。相對于原方案，優(yōu)化方案能節(jié)省鋼材，縮短頂進施工的時間，并可以減小頂管造成的土體重復擾動。　　密集大口徑鋼管群頂進環(huán)境影響研究主要包括以下內容：(1)分析了密集大口徑鋼管群頂進對地面沉降的影響。通過實測和理論計算，提出密集大口徑鋼管群頂進地表沉降主要是由頂管土體損失和地下水滲流引起的。已建頂管的支擋作用會限制土體向下位移，大大減小新建頂管造成的地表沉降，因此由頂管土體損失引起的地表沉降一般較小，不會超過沉降警戒值。而地下水滲流引起的地表沉降遠大于頂管土體損失引起的地表沉降，地下水滲流嚴重時，地表沉降會遠大于沉降警戒值。(2)根據(jù)剛性管道與頂管間距大小，把頂管對剛性管道的影響分為遠距離影響和近距離影響兩種類型。并且基于winkler彈性地基粱理論，提出了兩種情況下頂管作用使既有剛性管道產生的位移、轉角、彎矩以及剪力的計算方法。編制了Matlab計算程序對剮性管道產生的位移、轉角、彎矩以及剪力進行計算，結合管道失效標準，能方便地判斷其是否穩(wěn)定。(3)在該工法中，注漿主要有3個目的：頂管減阻，注漿抬升以及注漿加固。本文對項管工程注漿進行了研究，并分析了各種注漿方法在本工程中取得的效果?！　　　」灿?1頁，編制于2012年

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