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124 低 温 建 筑 技 术 2014年第9期(总第 195期) 矩形顶管施工引起邻近管线附加荷载分析 王 日东 (同济大学地下建筑与工程系，岩土及地下工程教育部重点实验室． 上海 200092) 【摘 要】 本文使用梅德林解推导了分别由矩形顶管施工过程中的推进力、掘进机及管道侧摩阻力引起的 土体附加应力公式 ；利用温克尔模型假定，推导了矩形顶管施工土体损失带来的土体竖向附加应力公式。结合具 体工程实例，研究分析了矩形顶管施工在邻近管线引起的附加荷载分布规律。分析结果表明：管线所受附加荷载 作用与管线和矩形顶管相对位置变化有关 ，并随着施工进程的开展不断变化。 【关键词】矩形顶管；地下管线；附加荷载；梅德林解；土体损失 【中图分类号】 TU941 【文献标识码 】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)09—0124—04 目前矩形顶管的应用越来越多，其施工过程中对 计算模型假定顶管掘进机施工是在正常固结土 周边环境的影响避不可免 。。但是 目前圆形顶管或 中沿着轴线方 向顶进，忽略期间的纠偏和注浆等影 盾构研究成果较多，矩形顶管研究成果较少。本文利 响。如图l所示，不考虑已有地铁车站或其他地下建 用梅德林解 ，推导了推进力、掘进机及管道与周边 筑及管线影响；假定土体均匀，且为线弹性半无限体 ； 土体间侧摩阻力引起的土体附加应力公式 ；利用温克 施工过程忽略时间效应，仅仅考虑空间变化。 尔模型 假定 ，推导了土体损失引起的土体竖 向附加 2 矩形顶管施工引起的土体附加应力计算 应力公式。结合具体工程实例 ，研究分析矩形顶管施 2．1 推进力引起的土体附加应力计算公式 工引起邻近管线附加荷载及分布规律。 模型空间坐标系见图l，管道顶进掌子面位于yoz 1 土体应力影响因素与计算模型假定 面，顶进方向为 轴正向。根据梅德林解直接积分，取 顶管施工引起的土体变形 的影响因素众多，但是 推进力均布荷载微分单元为 dmdn，则均布荷载作用 主要影响因素有：推进力、管道侧摩阻力和土体损失。 下，土体中点(，Y，)产生的各向附加应力为 ： = ： + 一3x2一 一 业 N +++)(＼3一iv2(N+z+h+))+ (＼3…“(3_训八一”…+ )J／】udm…dn (N h = [ + 一 一 一 (·一 )+ ( + ) ： 【 一 一 一 + (^++(1一 + + 等 )1dmdn 式中，P为掘进机推进力 ，kPa；h为顶管中轴线距 离地表距离 ，m；a、b分别为矩形顶管宽度和高度 ，nl；G 为土体剪切弹性模量，MPa；／．t为土体泊松比。 M = +(Y一 ) +(。一h—H) N = ,／x‘+(Y—m)‘+(+h+n)‘ 2．2 侧摩阻力引起的土体附加