頂管

規(guī)劃的重要方向.頂管施工技術(shù)是繼盾構(gòu)施工技術(shù)之后發(fā)展起來的一種非開挖隧道施工技術(shù),常用于各種地下管線、通道的建設(shè).目前頂管法隧道的施工環(huán)境越來越復雜,頂管施工不可避免地會對周圍建(構(gòu))筑物產(chǎn)生影響,因此研究頂管施工對諸如地表沉降、隧道變形等周圍環(huán)境影響具有重要意義.在隧道施工引起的地表沉降研究中,有理論解析法、數(shù)值模擬法、經(jīng)驗公式法、模型試驗法等方法.而對于經(jīng)驗公式的研究,又以Peck[1]于1969年提出的基于實測數(shù)據(jù)的地表橫向沉降預(yù)測公式最具影響力.P

及部分深埋段采用頂管工程，樁號K0+891~K0+921 段采用DRCPⅢ1500×2 000 m土方頂管，樁號K10+450~K10+490 段采用DRCPⅢ1500×2 000 m 巖石頂管，樁號K12+291~K12+395 段采用Dg1220X14 mmTPEP 鋼管巖石頂管，樁號K13+257~K13+403 段采用Dg1820×18 mm TPEP 鋼管巖石頂管。1 施工工藝的選定本工程針對不同的地質(zhì)情況、施工條件和設(shè)計要求以及經(jīng)濟效益，選擇了

供了基本的支持。頂管工程是市政工程的重要內(nèi)容之一。一旦頂管工程施工過程中出現(xiàn)不當?shù)募夹g(shù)問題，就會導致頂管施工質(zhì)量的下降，進而影響市政工程的整體質(zhì)量。因此，做好頂管施工技術(shù)和質(zhì)量控制對市政工程質(zhì)量的提高有著重要的影響。1 頂管技術(shù)概述頂管技術(shù)主要是指在不破壞表土層的情況下鋪設(shè)管道。它的突出優(yōu)點是能夠直接穿越地面上的建筑和地下管道、高速公路、鐵道以及淺層建筑。施工作業(yè)主要是在液壓作用下把管線直接引入地面，最后進行管線敷設(shè)的任務(wù)。施工中，節(jié)省了人工開挖的時間。該

00）0 引 言頂管法施工是一種通過借助頂升力推動混凝土管段或鋼管管段前進，從而實現(xiàn)不開挖或少量開挖的施工技術(shù)[1-2]。在頂管施工過程中，推動千斤頂?shù)妮S承板需要由工作井的側(cè)壁和墻后的土體所提供的巨大的支撐力。頂管按工作埋深可分為兩種，一種是深頂管，一種是淺頂管。深頂管由于埋深較深，土層壓力較大，工作井周圍的土體能夠抵抗這些頂升力。但對于淺頂管，由于淺頂管敷設(shè)深度很淺，工作井周圍的土體很淺，阻力作用有限，因此而成為淺頂管工作井設(shè)計和施工的難點，也是決定施工

2]0 引言矩形頂管20世紀70年代初首次在日本東京成功應(yīng)用于聯(lián)絡(luò)通道的施工之中，經(jīng)過近半個世紀的技術(shù)積淀，已逐漸發(fā)展成一項可媲美盾構(gòu)的非開挖技術(shù)，在超淺覆土等條件下甚至會比盾構(gòu)方案更具優(yōu)越性。隨著市政建設(shè)的蓬勃發(fā)展，近十年來矩形頂管工程已在國內(nèi)多個城市落地[1]。盡管矩形頂管已運用較多,但軟土地區(qū)大斷面矩形頂管平行施工的工程案例相對較少，而系統(tǒng)研究長距離矩形頂管平行施工影響的文獻更是鮮有可循。目前關(guān)于頂管平行施工機理的研究主要集中在圓形頂管，魏綱[2]通

社會發(fā)展的需要,頂管工程向著大直徑、近間距、平行多排的趨勢發(fā)展,在多排平行頂管中先施工頂管會對后施工地表沉降產(chǎn)生擾動,國內(nèi)外學者為此采用經(jīng)驗公式法[1-2]、模型試驗法[3]及實測數(shù)據(jù)分析法[4-5]、理論計算分析法[6-7]和數(shù)值模擬法[8-11]進行了研究。以?？诿捞m國際機場二期擴建場外排水工程為背景,采用Abaqus數(shù)值模擬軟件對四排大直徑、近間距的平行頂管先后施工引起的地表沉降進行研究,探討先后施工頂管引起地表沉降的差異,得到多排平行頂管施工引起的

063）1 概述頂管中主要就是利用豎井內(nèi)頂進油缸設(shè)施，使工具管或頂管設(shè)備從豎井一端頂推至接收豎井后吊起。工具管或頂推管的管片頂進到是發(fā)豎井與接收豎井的土層之間[1]。頂管施工方式能夠節(jié)省施工期間的開挖環(huán)節(jié)，并使管道在不破壞施工區(qū)域的情況下穿越公路、鐵道、地面或地下構(gòu)筑物，具有技術(shù)操作性強、施工成本較低等優(yōu)勢。2 工程概況某地下空間工程為例，該工程四4 孔并行矩形頂管通道，每通道的長度為60.0m，相鄰頂管間凈距為0.5m，頂冠覆土厚度5.0m，矩形頂管截面

非開挖施工工藝，頂管在市政工程得到廣泛應(yīng)用，避免了開挖支護對周邊空間的占用及交通的影響，也最大程度地減小了對周圍土體的擾動[1-4]。頂管法施工工藝具有對地面干擾小、施工速度快、綜合成本低等特點[5]。此外，湖區(qū)管道覆土較淺，常規(guī)頂管和拖拉管工藝無法有效應(yīng)用于現(xiàn)場施工，常采用大直徑頂管施工。為了探究大直徑頂管施工過程中頂管自身變形、頂管周圍土體變形、地面變形對施工安全影響。本文基于有限元分析軟件ABAQUS針對××涉湖區(qū)長距離大管徑頂管施工過程開展數(shù)值分析

15000非開挖頂管被廣泛應(yīng)用于城市管道工程或管廊工程的建設(shè)中，且取得了良好的社會經(jīng)濟效益。根據(jù)現(xiàn)有的電網(wǎng)工程建設(shè)管理規(guī)定及相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，為了提高重要用戶的供電可靠性，有條件時，同一個變電站的兩路高壓電纜通常不布置在同一個通道內(nèi)[1]。當電纜通道采用非開挖頂管的方式過河時，則需要采用雙孔平行頂管的方案。國內(nèi)眾多工程技術(shù)人員和學者都展開了雙線頂管平行頂進的工程技術(shù)研究，劉映晶[2]、蘇鼎國[3]、林國新等[4]、吳華君等[5]、陳軍等[6]、陳孝湘等[

分利用地下空間，頂管施工技術(shù)于上世紀被引進至國內(nèi)，并逐漸得到推廣。文章在此對城市矩形頂管施工技術(shù)的原理及特點進行概述，并對其未來發(fā)展情況進行展望。關(guān)鍵詞：城市;矩形頂管;地下空間;有限空間1引言隨著經(jīng)濟的持續(xù)向好發(fā)展，我國的城市化進程不斷推進，各類高層建筑和基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展，高樓和地面結(jié)構(gòu)物林立，城市發(fā)展一片繁榮。但與此同時，地面可利用土體資源有限、交通擁堵等問題也日漸突出，影響著城市的可持續(xù)發(fā)展。為解決這一問題，地鐵、地下通道、隧道等地下工程數(shù)量

短的非開挖工法，頂管法在交通運輸、市政工程以及大型綜合性地下空間的開發(fā)利用中都得到了廣泛的應(yīng)用[1?3].隨著城市地下建（構(gòu)）筑物越來越密集，地下空間的有限性迫使小間距的雙線、甚至是多線頂管工程越來越多[4?5].同時，在一些新型的管幕類地下工程暗挖工法（如管幕預(yù)筑法[6?7]、管幕凍結(jié)法[8?9]和管幕箱涵法[10?11]等）中，小間距多管頂進也是其關(guān)鍵施工步驟.由此可見，隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，以及國家地下空間開發(fā)政策的逐步實施，小間距頂管工程將會越

空間的快速發(fā)展，頂管法以其施工速度快、對周圍環(huán)境擾動小以及頂進精度易控制等優(yōu)點，在市政基礎(chǔ)設(shè)施、能源運輸工程、水利水電以及隧道工程等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1-5].頂管頂推力由端頭阻力和管-土接觸面?zhèn)饶ψ枇?個部分組成.隨著頂管頂進長度的增加，管-土側(cè)摩阻力逐漸增大，在頂推力中起到主要的控制作用.因此，國內(nèi)外學者利用數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測對頂管頂推力的預(yù)測進行了大量研究.Yen等[6]利用有限元方法對依托工程的頂管頂推力進行了有限元模擬，通過將數(shù)值模擬結(jié)果與實測

有西氣東輸管線。頂管穿越京滬高速平縱斷面見圖1，沉降監(jiān)測點布置見圖2，本段頂管總長度為473 m，頂管在65.83 m 距離進入京滬高速，在93.43 m 距離穿越京滬高速。圖1 頂管穿越京滬高速平縱斷面圖圖2 京滬高速沉降監(jiān)測點布置圖2 工程地質(zhì)條件寶應(yīng)地處江蘇省中部、長江三角洲北翼、里下河平原西北部位，屬黃淮沖積平原，以京杭運河為界，分成東西兩部分，西高東低；沿運河兩岸高亢，東西邊緣低洼；運河南北兩側(cè)略高，中間偏低。境內(nèi)多數(shù)地區(qū)在海拔兩米左右，屬里下河

開挖的主要技術(shù)，頂管法在穿越敏感建構(gòu)筑物施工中得到了廣泛應(yīng)用[1]。頂管穿越堤防引起的堤防變形主要是由土體損失、頂管頂推力、頂管機及后續(xù)管道與周圍土體的摩擦力等，其中引起堤頂沉降的主要因素是土體損失，多由頂管機開挖直徑大于管道直徑引起[2]。堤頂沉降過大會影響大堤使用安全，因此需要在頂管穿越堤防設(shè)計中進行沉降影響分析，并據(jù)此提出應(yīng)對措施。目前對于頂管穿越堤防的沉降計算多集中于單線或者雙線頂管，多采用以Peck公式為基礎(chǔ)的經(jīng)驗法或有限元方法[3]，但對于三線

管的部分管道采用頂管方式進行施工。引水管和排水管頂管材料均為鋼筋加強鋼筒混凝土管（RCCP管）。引水管頂管直徑DN 2 400 mm（外徑2 880 mm），單根管道長度4 m，頂管位置設(shè)計進洞軸線高程為-6.0 m，最外端覆土厚度為1.3 m，頂管末端至取水頭的高密度聚乙烯（HDPE）管道采用埋管法施工。排水管頂管直徑DN 3 600 mm(外徑4 320 mm)，單根管道長度3 m，頂管設(shè)計進洞軸線高程為-4.65 m，末端覆土厚度為1.35 m，管軸

大型管幕群的單根頂管的施工通常采用泥水平衡頂管技術(shù)。頂推力是頂管工程的一個重要施工參數(shù)。頂推力通常由端頭迎面阻力和管壁側(cè)摩阻力構(gòu)成。關(guān)于頂推力的估算公式，國內(nèi)外已經(jīng)有不少研究成果。日本污水協(xié)會［1］提出JMTA 公式。Shimada 等［2］也提出了頂推力的經(jīng)驗估算公式，張鵬等［3］基于Persson 模型進一步得出考慮管土接觸屬性的頂進力估算公式。Chapman 等［4］和Sterling［5］基于現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，提出了考慮管土作用機理的頂推力預(yù)測模型。B

提供了基礎(chǔ)支持。頂管工程作為市政工程的重要內(nèi)容之一，一旦頂管工程施工過程中出現(xiàn)技術(shù)不當問題，會導致頂管施工質(zhì)量下降，進而影響市政工程的整體質(zhì)量，因此，做好頂管施工技術(shù)及其質(zhì)量控制，對于市政工程質(zhì)量提高具有重要的影響。關(guān)鍵詞：市政工程;頂管施工引言頂管施工技術(shù)相比于其他施工技術(shù)，最主要的特點是可以縮小施工范圍，減小施工對周圍環(huán)境以及人民日常生活的影響。頂管施工是一項施工復雜的工程，由于其本身特性，導致在進行頂管部分工作時，所需的施工周期較長，而且頂管施工對于

提供了基礎(chǔ)支持。頂管工程作為市政工程的重要內(nèi)容之一，一旦頂管工程施工過程中出現(xiàn)技術(shù)不當問題，會導致頂管施工質(zhì)量下降，進而影響市政工程的整體質(zhì)量，因此，做好頂管施工技術(shù)及其質(zhì)量控制，對于市政工程質(zhì)量提高具有重要的影響。1 頂管施工技術(shù)頂管施工技術(shù)是市政工程中非開挖施工方法。其可以借助頂進設(shè)備，按照施工設(shè)計要求，進行管道的安裝，不僅可以達到管樁設(shè)計施工的要求，還降低了對周邊環(huán)境的破壞，在市政工程中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了市政工程施工的效率[1]。頂管施工技術(shù)具

堤堤身進行排海管頂管施工會擾動周圍土層，使地層原始應(yīng)力發(fā)生改變和土體平衡狀態(tài)遭到破壞，對海堤的地表沉降、整體穩(wěn)定、滲流等都將產(chǎn)生不利影響。頂管穿堤施工必須采取措施，嚴格控制施工過程對于堤身各方面的不利影響。本文結(jié)合工程實例，通過經(jīng)驗公式方法及數(shù)值模擬方法對頂管施工影響海堤的地表沉降進行研究分析，為類似工程設(shè)計提供參考。1 工程概況浙江海鹽某污水處理廠工程規(guī)模20 萬m3/d，尾水排放以鋪設(shè)管道形式就近排放入杭州灣，排放管采用頂管施工，管材采用DN1800

000)0 引言頂管作為一種新型地下管線施工方法，在城市排水、電力等管網(wǎng)工程施工應(yīng)用中越來越廣泛，頂管斷面也越來越大。由于城市環(huán)境的復雜性及用地限制，往往會遇到頂管緊鄰橋梁樁基施工的情況，特別是對于大直徑頂管，因開挖斷面大、埋深淺其施工對周邊地層及橋梁結(jié)構(gòu)擾動較大，易使橋梁發(fā)生較大不均勻沉降而導致破壞[1-3]。因此研究頂管施工對橋梁擾動效應(yīng)規(guī)律具有重要意義。對于頂管下穿橋梁，相關(guān)學者通過數(shù)值模擬、模型試驗及現(xiàn)場監(jiān)測等方法研究了其施工技術(shù)及影響規(guī)律[4-9

給排水秩序穩(wěn)定。頂管技術(shù)是目前城市市政給排水施工中十分重要的技術(shù)，在市政給排水施工過程中，科學全面的應(yīng)用頂管技術(shù)，能夠在很大程度上提升市政給排水的整體施工質(zhì)量，同時也能夠全面優(yōu)化施工效益。因此，在實踐過程中，應(yīng)該精準把握頂管技術(shù)的應(yīng)用原則，應(yīng)該全面探討頂管技術(shù)的應(yīng)用重點，更好的提升頂管技術(shù)的整體應(yīng)用成效。1 市政給排水施工中頂管技術(shù)的主要施工方法市政給排水工程是保障城市居民生產(chǎn)生活用水安全及質(zhì)量的重要保障，作為一項系統(tǒng)且復雜的綜合性工程，在市政給排水施工過

50000）1 頂管施工技術(shù)概述頂管施工技術(shù)以非開挖的方式完成地下管道埋設(shè)的施工方式。施工過程中依靠主頂油缸、管道間及中繼間等的推力，把工具管從工作井內(nèi)穿過障礙物直至推進到接收井后吊起，隨之把工具管后的管道敷設(shè)在兩井之間，從而實現(xiàn)非開挖方式完成敷設(shè)地下管道。主要適用于管徑為600～4000mm的管道，因其具有文明環(huán)保、施工文明、造價合理等，在穿越湖泊、涵洞、道路等管道工程中得到了廣泛應(yīng)用。2 頂管施工技術(shù)原理頂管施工技術(shù)是現(xiàn)代一種全新的施工技術(shù)，主要作用于

帶來不便[1]。頂管法施工在管道和通道建設(shè)過程中可降低地表和地下環(huán)境的影響破壞，對加強城市建設(shè)和環(huán)境保護及地下管網(wǎng)規(guī)范化建設(shè)具有積極作用[2]。既有的頂管施工力學特性研究中，國內(nèi)外專家學者對頂管施工力學特性推導出系列理論公式[3-7]，對實際工程的施工起到了較好的指導作用。近年來，有限元分析也逐漸被運用于頂管工程施工力學的研究。龐臣軍[8]采用有限元軟件分析頂管施工中頂推力的變化對地表沉降的影響。喻軍[9]通過有限元模擬方法, 優(yōu)化施工中摩阻力、機頭壓力、

046102）頂管施工技術(shù)具有一定的便利性, 能夠提高市政工程的質(zhì)量與效益水平, 規(guī)范市政頂管施工的過程, 消除市政工程中的不利影響。市政工程頂管技術(shù)對每項技術(shù)都要實行質(zhì)量控制, 規(guī)避市政工程中潛在的工程缺陷, 把控頂管施工操作的過程, 規(guī)劃好頂管施工技術(shù)中的要點, 以便滿足市政工程的根本需求。1 頂管施工技術(shù)原理1.1 施工原理頂管施工技術(shù)是一種非開挖或少開挖的管道埋設(shè)施工方法, 其不需要大面積破壞路面, 就可以在上方有建筑物的地下埋設(shè)管道, 該施工法

重要的意義?，F(xiàn)今頂管技術(shù)因其獨特優(yōu)勢，在市政管道施工中廣為應(yīng)用。為了更好的保證管道工程頂管施工質(zhì)量，就要對其技術(shù)要點進行全面徹底的剖析和研究，使其能夠滿足市政工程的各項標準與要求。1 頂管施工技術(shù)概述頂管施工技術(shù)是一種非開挖形式的管道敷設(shè)技術(shù)，無需進行大規(guī)模的地面挖掘施工，使管道能夠直接從地下穿過，從而達到無損通過地面建筑物下方，或是通過鐵路和河道進行施工的目的。頂管施工技術(shù)與傳統(tǒng)的開挖施工相比，有著非常多的優(yōu)點。具體總結(jié)起來有以下幾個方面：首先，頂管施工

占用率日益增多，頂管施工技術(shù)因不需要地面開挖[1-2]、不破壞地表建筑物[3-4]而在地下工程施工中被廣泛使用。頂管施工分為人工頂管和機械頂管施工[5]，人工頂管施工主要通過人工在管道內(nèi)進行挖掘的同時由液壓油頂向前頂進，操作簡單靈活且具有挖土保護和糾偏功能，但施工中人的勞動強度大，且具有一定的人員安全風險[6]。機械頂管施工是在我國掘進設(shè)備研究水平逐漸提升的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，適用范圍更廣、 施工速度更快、管理更加方便、安全性更高[7-8]，目前常用的機械頂

30040)1 頂管對接技術(shù)頂管作為非開挖技術(shù)由于其各方面的優(yōu)勢目前在電力行業(yè)應(yīng)用越來越多。由于場地和地下構(gòu)筑物的限制，頂管往往需要一次頂進較長距離，并且為避讓障礙物頂管路徑呈現(xiàn)多向曲線，而長距離曲線頂管是頂管施工中的難題，施工時頂力大，頂進曲線精準度難以控制。頂管對接技術(shù)是近些年來開始發(fā)展的技術(shù)，該技術(shù)通過對頂管掘進機改造、掘進軸線控制、對接區(qū)域加固和掘進設(shè)備的拆卸、內(nèi)襯混凝土澆筑等措施，對長距離曲線頂管進行分段施工，保證頂管隧道順利貫通。頂管對接的實現(xiàn)

000）0 引言頂管作為一種非開挖技術(shù)，越來越多地應(yīng)用于各種地下管線[1]。頂管推進過程會使周圍土層受到擠壓、剪切及卸載作用，由此引起地層擾動變形是不可避免的，從而迫使鄰近構(gòu)筑物受到擾動。隨著頂管建設(shè)的日益增多，頂管施工環(huán)境力學效應(yīng)值得探索。以頂管下穿高速橋梁實例為依托，分析頂管推進過程力學擾動的內(nèi)在機理，建立頂管施工過程精細的三維計算模型，探索上覆既有高速橋梁結(jié)構(gòu)對于下穿頂管開挖的力學響應(yīng)特征，以評價頂管方案的可行性。圖1 頂管與既有橋梁的位置關(guān)系表1

024)0 引言頂管施工(又稱為頂管法施工)是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。頂管施工的原理就是借助于大型機械設(shè)備的推力，將掘進機從一側(cè)的工作坑內(nèi)穿過土層，一直到設(shè)備推進到另一側(cè)的接收坑內(nèi)。隨著推進的不斷進行，管道將會緊隨掘進機，嵌入到兩坑之間。因此，頂管施工就是依靠頂力去對抗管道與四周土體的摩擦力，實現(xiàn)將管道按照預(yù)先設(shè)計的指標植入土體之中，并且在施工過程中隨時將土方運走。在具體的施工過程中，當一節(jié)管道被設(shè)備植入土體之后，后續(xù)的管道繼續(xù)跟進。在當前

步提高了對長距離頂管施工技術(shù)的重視度，采取質(zhì)量控制的方式，約束長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化市政給排水施工的環(huán)境，確保市政給排水施工處于優(yōu)質(zhì)的施工狀態(tài)，完善長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用。市政給排水施工企業(yè)，根據(jù)長距離頂管施工技術(shù)的實踐應(yīng)用，保障市政給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運營。1 市政給排水施工中長距離頂管管體的結(jié)構(gòu)設(shè)計長距離頂管管體在市政給排水施工中的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要可以分為三個部分，對其做如下分析。1.1 鋼筒設(shè)計鋼筒的設(shè)計原料是冷軋鋼板，厚度=1.5mm，待冷軋鋼

00433近年來頂管施工已經(jīng)廣泛應(yīng)用到供水、排水、電力等市政、工業(yè)領(lǐng)域[1]。一方面，隨著頂管施工水平的逐步提高，頂管長度越來越長，曲線頂管越來越常見，頂管應(yīng)用在了越來越多以前不曾到過的地方；另一方面，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，城市化進程將進一步加快，我國的地下管線的需求量也在逐年增加，一些行業(yè)對于管線的鋪設(shè)有著更高的要求，比如近海排放口的安裝，往往需要遠離陸地長達4 km以上，目前最長距離的頂管還遠未達到這個指標，所以，超長距離頂管還有很大的發(fā)展空間[