综合管廊下穿既有铁路顶管法施工控制研究

发布时间：2020-06-01 16:51

【摘要】：随着城市化进程的快速发展,综合管廊作为一种新兴地下建筑形式越来越得到国家与社会的重视。当今,不同形式综合管廊早已开始纷纷破土动工,由于其具有解决城市道路不断“开膛破肚”造成的“黑色污染”的问题,消除城市“蜘蛛网”式管道铺设的影响,营造良好的生态系统等特点正日益适合社会发展的需要,而顶管法就是其中一种良好的、避免大挖大填、适应复杂地区的暗挖施工技术。目前国内主要对圆形截面顶管施工的研究比较多,而矩形截面研究的比较少,只有中建六局包头成功实施了矩形顶管综合管廊,而且,矩形顶管较圆形截面更充分利用了20%的空间利用率,大大提高了管道路线的数量,所以本文通过研究吉林哈达湾地区下穿铁路矩形综合管廊来研究复杂地区的矩形顶管对铁路相关土层变形的影响。本文采用经验公式和有限元模拟两种方法,通过对9.0m×4.4m和6.0m×5.0m两种矩形截面在3m、6m、11m三种覆土厚度下,在不同性质土层下对两种管廊截面进行对比分析,同时运用有限元把两种截面从土层沉降变形、成本经济性、空间利用率上进行模拟比较,综合选出11m覆土厚度下9.0m×4.4m截面管廊为最优施工方案,然后再通过推进时和推进止两种工况对下穿长图两条铁轨路基以及长吉高铁桥墩位置土层性质的影响进行分析,做出合理的土层和顶管纠偏控制措施,同时得出以下结论:(1)顶管施工中,三倍管径内的土层影响较大,三倍管径外的土层影响较小,且不同覆土厚度下,覆土层厚度越大,沉降变形也越小。(2)矩形截面尺寸对土层影响很大,尺寸越大,沉降变形越大,同时截面长宽大小不仅对土层横断面、纵断面土层变形影响很大,而且对土层横向水平位移大小、位置影响也存在很大联系。(3)形成卸载土拱的土层,有利于减小土层的沉降,起到加固土层的作用,但土拱的稳定性也与上方铁路荷载、土层性质存在很大关联。(4)顶管施工时,一般情况下,顶管机前方土层隆起,后方下沉,但在实际施工时,受火车荷载与卸载拱的双重影响,铁路路基也会相应的反弹,这就需要在施工时保证顶管各方面参数的准确性。(5)土层损失对土层水平位移影响不大,而其他顶管施工工艺例如注浆压力、摩擦力、附加推力对土层水平位移起决定作用.(6)顶管推进时,火车荷载与推进过程中力有一个相互抵消的作用,而推进停止时,只有火车荷载单独作用,这就使得两侧土层隆起加剧.(7)顶管入口需要在0-3m范围内注浆,减小“背土效应”的影响,出口需要采用红外线描点法避免“扎头”现象,而加大顶管机切削强度,防止“抬头”现象。
【图文】：

有交结构。而相应的顶管法和盖挖法等。不同的断面形式，埋深深度，尽相同。综合管廊的建设，其施工技术也明显领先于国内，施工事例仅包头[6]一家成功实现，开创了国内矩形顶技术要求很高，尤其是在铁路路基[7]中实施，纵向误的变形控制，如何防止顶推过程中出现“扎头”和“抬要控制的重点。尽管由中建六局成功实施了矩形综地质多为砂砾层和粉砂层（该地层有砾石、大孤石、，工程情况较为单一，不能在不同土层地区，运用广，故以吉林省吉林市哈达湾铁路下穿综合管廊顶环境下进行不同土质，不同尺寸截面，不同埋深下目位于哈达湾地下综合管廊东西干线的东段，起点图 1-1 综合管廊

顶管施工

中在顶管机与原状土层之间加设一个 0.5-1.0m 的混凝土后背墙，这是因层虽经过压实但仍不能均匀承受千斤顶的反力，故混凝土后背墙主要起递千斤顶反力的作用，但正常情况下，在混凝土土墙和千斤顶之间加设-300mm 的槽钢，称之为后背靠，这是因为混凝土土墙其实直接承受几个支撑，，故通过后背靠进一步均匀分散千斤顶的反力作用；枕木作用保证递作用，既保证了垂直在一条直线上受力，也较好的传递受力；架台等稳固主顶装置的作用；导轨主要有两个作用，一是给予顶推过程中一个向作用，二是保证顶铁有一个很好地托架。不同的顶管施工方式泥水平衡顶管水平衡顶管[4]施工过程中，泥水仓中时刻保持着含有一定压力的泥水，在图 2-1 顶管施工
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU990.3;U215.7

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