大直徑頂管施工對(duì)鄰近垂直交叉地下管線的影響分析

盾構(gòu)隧道施工對(duì)鄰近地下管線影響分析——采用彈性地基梁理論及管線一土一盾構(gòu)相互耦合的flac3。數(shù)值方法，結(jié)合實(shí)測(cè)結(jié)果，分析深圳地鐵益田站至香蜜湖站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工對(duì)3m直徑電纜管線的影響。分析表明：盾構(gòu)隧道左線施工后，管線變形符合gauss分布，右線施...

盾構(gòu)隧道施工對(duì)鄰近地下管線影響分析

采用彈性地基梁理論及管線—土—盾構(gòu)相互耦合的flac3d數(shù)值方法,結(jié)合實(shí)測(cè)結(jié)果,分析深圳地鐵益田站至香蜜湖站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工對(duì)3m直徑電纜管線的影響。分析表明:盾構(gòu)隧道左線施工后,管線變形符合gauss分布,右線施工后變形不再符合gauss分布,主要變形段內(nèi)的變形增大很多,最大變形點(diǎn)位置也發(fā)生改變;右線施工后,管線的縱向受力得到改善;管線及地表變形不超過(guò)規(guī)定值,最大應(yīng)力不超過(guò)容許應(yīng)力,說(shuō)明該段隧道施工沒(méi)有影響電纜管線的運(yùn)行安全。與實(shí)測(cè)結(jié)果的比較表明:彈性地基梁法可用于估算管線的最大變形,flac3d數(shù)值方法可較準(zhǔn)確模擬盾構(gòu)隧道對(duì)管線的影響。

盾構(gòu)隧道施工對(duì)鄰近地下管線的影響主要是對(duì)左右線的影響。如果左線先施工,不進(jìn)行提前做好防護(hù)措施,那么右線也就會(huì)跟著變化,如變形和位置發(fā)生改動(dòng)等,反過(guò)來(lái)也一樣。在盾構(gòu)隧道施工中最常用的的方法就是利用彈性地基梁法,該方法能夠預(yù)算出管線的最大變形和最小的相對(duì)變形。本文主要通過(guò)分析地下管線的容許值和初始應(yīng)力的分析,管線和周圍土層之間的相互影響的探討,以及概括性的闡述盾構(gòu)隧道施工對(duì)鄰近地下管線的影響。

根據(jù)多年從事隧道施工的經(jīng)驗(yàn),在對(duì)地下管線的受力機(jī)理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了隧道施工時(shí)鄰近地下管線的安全性判別方法及其保護(hù)措施,以期為隧道施工提供參考。

現(xiàn)如今，隧道盾構(gòu)施工越來(lái)越多，卻很容易造成周圍隧道的土體發(fā)生變形，相應(yīng)的會(huì)引起地下管線的變形和位移。如果變形過(guò)于劇烈就會(huì)造成管線破損，引發(fā)管線故障或者管線漏水和爆裂等一系列不良后果。因此本文著重分析了盾構(gòu)隧道施工對(duì)鄰近地下管線的影響、地下管線的安全性以及地下管線的保護(hù)措施。

該文介紹了一個(gè)dn1000頂管穿越dn1200煤氣管道及2-2400×2400污水箱涵的工程實(shí)例。其中,頂管與污水箱涵凈間距僅為1.5m。為保護(hù)既有管線,加強(qiáng)了對(duì)既有管線、箱涵及地層沉降的監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,合理調(diào)整了頂管施工各項(xiàng)參數(shù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,該工程的地層損失率最大為3.4%,管線處地層損失率最大為1.5%,最終,把煤氣管線和污水箱涵的變形控制在容許范圍內(nèi)。

運(yùn)用三維有限元方法,考慮土體、地下管線及基坑開挖施工的相互作用,運(yùn)用ansys軟件建立模型進(jìn)行了數(shù)值模擬和計(jì)算,來(lái)分析基坑開挖工況對(duì)相鄰地下管線的變形的影響。

利用dlfea-tpr程序進(jìn)行計(jì)算、分析城市隧道開挖對(duì)鄰近地下管線的影響因素,可為隧道施工類似條件下對(duì)管線影響的評(píng)價(jià)提供參考。

當(dāng)前在市政施工中，頂管施工作為一種高科技管道施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在地下管線施工中發(fā)揮了巨大的作用，利用頂管法施工與傳統(tǒng)的明挖覆蓋法相比，可以減少對(duì)施工周邊環(huán)境的影響，縮短工期。本文著重介紹項(xiàng)管施工在城市地下管線改造中的應(yīng)用及施工方法要點(diǎn)。

為研究鄰近建筑荷載對(duì)地下給排水管線的影響,應(yīng)用彈性半空間受分布荷載作用的解答,得到了鄰近建筑附加荷載在管線上的附加應(yīng)力分布情況,并采用曲線擬合方法對(duì)附加應(yīng)力分布進(jìn)行了擬合分析.應(yīng)用文克勒彈性地基短梁理論,推導(dǎo)出附加應(yīng)力作用下管線的變形、剪力和彎矩計(jì)算方法.結(jié)合管道接頭處的力學(xué)特性,提出了管道錯(cuò)位、開裂等地下管道病害的定量化評(píng)判方法,為進(jìn)一步評(píng)價(jià)地下管線在正常使用狀態(tài)下的安全性提供了依據(jù).結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行的對(duì)比分析表明理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況比較吻合.

城市隧道施工對(duì)鄰近地下管線影響研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

地鐵隧道施工對(duì)地下管線的影響

城區(qū)地下空間管線交雜,既有管線下進(jìn)行隧道建設(shè)時(shí),既要考慮施工對(duì)地表及周邊環(huán)境的影響,又要考慮對(duì)地下管線正常營(yíng)運(yùn)的影響。文中對(duì)地下管線不同直徑、材料、埋深及管線與隧道的接近距離、巖土參數(shù)5個(gè)因素及其4種水平進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),利用ansys有限元軟件建立管線、土體及隧道襯砌結(jié)構(gòu)為一體的三維計(jì)算模型,通過(guò)模擬計(jì)算得到16組參數(shù)組合下地下管線的最大等效應(yīng)力和最大等效豎直位移,通過(guò)分析這兩個(gè)指標(biāo),得到城市淺埋暗挖法隧道施工對(duì)既有地下管線的影響規(guī)律。

地鐵施工一般都是大中城市繁華區(qū)域，地下管線錯(cuò)中復(fù)雜，施工過(guò)程中與管線的沖突在所難免，處置不當(dāng)可能會(huì)出現(xiàn)重大事故。對(duì)地鐵施工過(guò)程中地下管線的保護(hù)進(jìn)行深入探討，具有一定的參考性。

城市地鐵隧道盾構(gòu)施工過(guò)程中,由于地層損失引起周圍土體變形,從而造成既有近接管線中產(chǎn)生附加應(yīng)力。過(guò)大的附加應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致管線破壞,對(duì)城市運(yùn)行造成較大影響。本文采用abaqus有限元計(jì)算平臺(tái),針對(duì)隧道與既有近接管線垂直工況,對(duì)盾構(gòu)施工過(guò)程中隧道周圍土體變形以及近接既有管線的變形和受力特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明隧道正上方的土體隨著埋深的增大沉降逐漸增大且各個(gè)沉降槽曲線均呈高斯分布;管線變形曲線與土體開挖面所在平面的沉降槽曲線相似,也服從高斯分布;并且隧道周圍既有管線對(duì)周圍土體沉降具有抑制作用。

城市地鐵隧道盾構(gòu)施工過(guò)程中,由于地層損失引起周圍土體變形,從而造成既有近接管線中產(chǎn)生附加應(yīng)力。過(guò)大的附加應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致管線破壞,對(duì)城市運(yùn)行造成較大影響。本文采用abaqus有限元計(jì)算平臺(tái),針對(duì)隧道與既有近接管線垂直工況,對(duì)盾構(gòu)施工過(guò)程中隧道周圍土體變形以及近接既有管線的變形和受力特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明隧道正上方的土體隨著埋深的增大沉降逐漸增大且各個(gè)沉降槽曲線均呈高斯分布;管線變形曲線與土體開挖面所在平面的沉降槽曲線相似,也服從高斯分布;并且隧道周圍既有管線對(duì)周圍土體沉降具有抑制作用。

在地下管線的施工建設(shè)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工以及管理方面的因素，使地下管線受到一定的損壞。本文根據(jù)地下管線受到損壞的各種原因，提出了市政工程建設(shè)中地下管線的幾種有效保護(hù)措施。

地鐵盾構(gòu)隧道施工對(duì)城市地下管線的影響研究

利用彈性力學(xué)的mindlin解,對(duì)孫統(tǒng)立公式進(jìn)行修正,推導(dǎo)得到雙圓盾構(gòu)正面附加推力和盾殼摩擦力引起的土體附加應(yīng)力計(jì)算公式。假定土體為winkler模型,采用隨機(jī)介質(zhì)理論,推導(dǎo)得到土體損失引起的豎向土體附加應(yīng)力計(jì)算公式。研究了雙圓盾構(gòu)施工在鄰近垂直交叉地下管線上引起的附加荷載大小及分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:雙圓盾構(gòu)盾殼摩擦力引起的地下管線附加荷載較大;正面附加推力引起的附加荷載較小,可忽略;豎向附加荷載主要由土體損失引起,最大值一般出現(xiàn)在中軸線上方,當(dāng)?shù)叵鹿芫€與盾構(gòu)之間距離較小時(shí),附加荷載最大值出現(xiàn)在左右單圓圓心附近的位置。

在市政工程施工中，頂管技術(shù)因具有眾多優(yōu)點(diǎn)從而逐漸的被廣泛應(yīng)用。本論文不僅從頂管技術(shù)的施工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并且對(duì)頂管技術(shù)在市政建設(shè)中的應(yīng)用重點(diǎn)進(jìn)行分析，討論了頂管施工中的工藝問(wèn)題，這些問(wèn)題的分析對(duì)于進(jìn)一步提高在頂管施工中的質(zhì)量水平具有很深的影響。

針對(duì)目前城市地鐵施工中造成既有管線的破壞問(wèn)題,采用數(shù)值計(jì)算的方法,深入研究隧洞開挖施工導(dǎo)致的地層變化引起的輸水管線不同方向的位移、軸向和切向載荷,以及彎矩和扭矩的變化.研究結(jié)果表明：隧道開挖施工引起的輸水管線的豎向垂直位移和水平位移可以采用高斯曲線擬合,但管線軸向位移變化則具有雙峰特征.對(duì)于輸水管線的軸向載荷和剪切荷載存在較大差異,可以采用不同函數(shù)進(jìn)行擬合.輸水管線所受彎矩和扭矩則具有互補(bǔ)性,對(duì)管線的安全運(yùn)行影響較大.