大直径顶管施工的土质适用性研究.pdfVIP

98 低 温 建 筑 技 术 2012年第 lO期 (总第 172期) 大直径顶管施工的土质适用性研究 王 新 ， 陈 豹 (1．上海城市建设设计研究总院． 上海 2OOl25；2．中国建筑第八工程局青岛公司． 山东 青岛 266061) 【摘 要】 不同顶管机适用于不同的土质。借助数值软件分析不同土质参数对顶管施工造成地表沉降的变 化规律，得出以下结论：泥水式顶管机主要适用于除砂卵石之外的任何地层 ；土压顶管机主要适用于软粘土地层； 顶管在粘性土中施工，地表最大沉降随模量增大而呈线性减小，而在一定范围内随粘聚力内增加而增加；顶管在 砂性土中施工 ，地表最大沉降分别随土体模量和摩擦角增大而减小但逐渐变化稳定。 【关键词】 顶管施工；数值模拟；土性；适用性 【中图分类号】 TU941 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2012)10—0098—03 0 引言 该标段采用DN2800套管顶管后 内敷设 DN2400钢管 近年来，顶管作为一种非开挖技术在城市市政、 的施工方案。 水利建设 中得到了广泛应用。如上海北京西路～华 I ， ． j _ 夏西路电力电缆隧道工程 、上海污水治理 1、2期工 程 等。随着顶管技术 的进步，隧道外径发展到 4．2m，单次顶进长度 1328m…。顶管隧道直径增大、 ～ 距离加长，施工克服管节与土体的摩阻力就加大，对 土质的要求也相应提高。不同土质条件下，大直径长 距离顶管的地表沉降控制容易程度差别较大，有必要 对不同土质条件下顶管施工做适用性研究。 目前 ，国内学者对顶管施工土质适用性做了一部 图1 工程地质平面图 分研究。孙建飞 等从施工经验的角度介绍了顶管 施工中常见的几种土质及相应采用的顶管机械和措 2 顶管机适用土质 施 ，但没有对顶管施工土质适用性做进一步地理论探 目前国内较 常用的顶管机为土压和泥水平衡顶 讨。郭洪林 等钱塘江沿岸特大型顶管施工关键技 管机。以下对不同顶管机所适用的土质进行介绍。 术进行了介绍，但并没有针对穿越的土质差异进行施 2．1 土压平衡式顶管机 工适用性分析。余显钟 等对顶管在砂卵石地层施 常用土压平衡式顶管机分为多刀盘和单刀盘土 工进行了沉降分析 ，分析成果仅限于人工顶管技术， 压顶管机。 对于较常用的机械顶管技术并不适用。邴风举 等 多刀盘土压平衡式顶管机具有4个独立的切削搅 借助数值软件对不同土质下顶管施工造成地表沉降 拌刀盘，主要适用于在淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土 规律进行了探讨。 层中顶进施工。如在泥土仓中注入适量粘土，其也能 国内对顶管施工土质适用性 尚没有形成系统研 用于在标准贯人度较小的砂层中顶进施工。 究。本文基于广州西江引水隧道工程 ，通过数值模拟 单刀盘土压平衡顶管机适用于在强度较高的粉 分析了不同土质参数对顶管施工造成地表沉降的变 质粘土、粘性土和标准贯入度较大的砂性土 (包含砂 化规律，进而揭示土质对大直径顶管的施工影响及适 卵层)中顶进施工。 用性。 2．2 泥水平衡式顶管机 1 工程背景 常用的泥水平衡式顶管机又可分为可伸缩式泥 广州市西江引水工程 17标段顶管段管线位于华 水式和偏心破碎泥水式顶管机。