空間曲線頂管施工引起地表沉降的數值分析*

許有俊,孟毅欣*,張朝,韓志強,郭飛,高勝雷

(1.內蒙古科技大學 土木工程學院,內蒙古 包頭 014010;2.內蒙古科技大學 礦山安全與地下工程院士專家工作站,內蒙古 包頭 014010;3.內蒙古科技大學 內蒙古自治區高校“城市地下工程技術研究中心”,內蒙古 包頭 014010;4.北京市政建設集團有限責任公司,北京 100079)

當前城市建設的高速發展,大部分的市政管線和配套設施都由地上轉到地下,直線頂管施工對地層的擾動研究越來越多.但是前期對地下空間的無序開發,使得新建地下工程難度加大,為避開地下障礙物,多采用曲線頂管甚至是空間曲線頂管進行掘進施工,與直線頂管相比,其對土體產生的地層擾動更大,地表沉降規律更為復雜.

目前對于直線頂管施工引起土體變形的研究較多.林存剛等[1],王日東[2]基于Mindlin彈性理論解,給出了圓形、矩形頂管在直線段掘進中,由施工力學荷載引起的土體豎向位移三維計算公式.韓國良[3]通過建立數值模型對頂管施工進行模擬,分析了頂管周圍土體位移的分布規律.黃宏偉[4]、喻軍等[5]分別建立了頂管施工的三維數值模型,分別對正面推力、地層損失、不同摩阻力等各力學狀態作用下引起的土體變形進行了研究.馮海寧等[6]應用有限元法對頂管頂進過程中土體發生的位移和應力變化進行了計算,并分析了土壓力、機頭偏移扭轉等因素對地面變形的影響.對于曲線隧道施工引起的土體變形的研究:陳孝湘等[7]對曲線頂管……