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顶管施工引起地面沉降的分析研究

作　者: 余芳
导　师: 王建华；刘明馨
学　校: 上海交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 顶管工程地面沉降监测控制措施
分类号: TU991.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 275次
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内容摘要

顶管法作为非开挖的技术中的一种,可以在不用开挖地表土的情况下将管道铺设完毕,具有无可比拟的优点,其应用也越来越广泛。但是在顶管施工中,不可避免的会破坏管道周围土体原有的平衡,造成地面的沉降,对周围的建筑物造成影响,甚至危及周围建筑物的安全。本文认为,顶管施工引起地面沉降最主要的原因是由施工引起的各种地层损失和顶管管道周围受扰动土体的再固结造成的。在顶管顶进施工中产生的地层损失主要是由以下8个原因产生的:管节外围环形空隙引起的地层损失;工具管开挖引起的地层损失;管道及中继环接头密封性不好引起的地层损失;工具管及管节与周围地层摩擦所引起的地层损失;工具管纠偏引起的地层损失;顶进过程中工作井后靠土体变形引起的地层损失;工具管进出工作井引起的地层损失;顶管后退引起的土层移动。在顶管法施工中,土体所处于的天然静止平衡状态受到破坏,从而导致其应力状态发生了变化,使得土体经历了挤压、剪切、扭曲等复杂的应力路径,土体受到扰动,需要再次固结来恢复原有的平衡状态。顶管施工引起地表的纵向变形主要分为三个阶段,即工具管前部变形阶段、施工沉降阶段和土体固结沉降阶段。本文还结合严桥支线输水管道顶管工程、华发路顶管工程两个案例,从施工的角度,对顶管施工中机头、顶进系统、出泥系统、泥浆系统、中继间、控制台、通风、监测、测量等系统的选择、安装做了详细的介绍,结合对地面沉降的控制,提出了顶管施工中的质量控制措施,环境的监测办法,重要建筑物、危房的保护措施。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-10
  1.1 引言  8-9
  1.2 顶管技术发展历史  9-10
  1.3 本文研究的内容  10
第二章顶管法施工组成、施工工艺及分类  10-25
  2.1 顶管法的基本原理  10
  2.2 顶管的施工组成  10-11
  2.3 顶管施工工艺要点  11-18
  2.4 顶管的分类及特点  18-19
  2.5 顶管施工的平衡理论  19-25
    2.5.1 泥水平衡施工  19-22
    2.5.2 土压平衡施工  22-24
    2.5.3 气压平衡施工  24-25
第三章顶管施工引起地面沉降的原因分析  25-34
  3.1 引言  25-26
  3.2 地层移动的一般规律  26-27
  3.3 顶管施工引起的土体扰动  27-30
    3.3.1 受扰动土体分区  28
    3.3.2 受扰动土体的应力状态变化  28-30
  3.4 顶管施工引的地层损失  30-33
  3.5 顶管顶进中对地层变形进行控制的要求  33
  3.6 受扰动土体的再固结  33-34
  3.7 小结  34
第四章工程实例分析  34-60
  4.1 实例一  34-49
    4.1.1 工程概况  34
    4.1.2 地质条件  34-35
    4.1.3 顶管机头选择及其配套设备  35-40
    4.1.4 顶管施工方法及技术质量保证措施  40-48
    4.1.5 沉降监测  48-49
  4.2 实例二  49-60
    4.2.1 工程概况  49-50
    4.2.2 地质情况  50
    4.2.3 顶管机头选择及其配套设备  50-52
    4.2.4 危房保护措施  52-53
    4.2.5 工作井设计与施工  53-55
    4.2.6 注浆工艺  55-58
    4.2.7 轴线控制  58
    4.2.8 沉降监控  58-60
第五章小结  60-62
参考文献  62-65
致谢  65

顶管施工引起地面沉降的分析研究

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