密排大直径管群顶管施工引起的地层变形机理及试验研究

Pipe-roof Pre-construction Method (PPM) is a new type excavation technology of constructing underground project. The technology has many advantages, it neither break ground traffic nor nuisance, also it can protect economic environmental and control construction risk. There are many construction cases in Foreign, but the public did not have many research results, but most of the research results are not showed in public. PPM applied first successfully for the construction of the Xinle Subway Station of the metro line 2 in Shengyang, however the study lack of mechanism research. Based on previous research, formation deformation mechanism induced by the large diameter Jacking-pipes what was studied by theoretical analysis, numerical analysis, model test and field test. It found the computing method of formation deformation caused by the construction of the pipe-jacking, and reveal the influence of different pipe jacking construction sequence to the laws of formation deformation. The study provide new ideas for optimizing construction procedure of the large diameter jacking-pipes and the control of formation deformation. It also popularize and apply PPM underground space technology on formation condition to improve the building technology of underground space and the application in China, which has been provided theoretical guidance for engineering design and construction, which were the hub of underground excavation in water-rich soft ground and highway underneath pass.

管幕预筑法是一种新型的地下空间暗挖建造施工方法，具有不中断地面交通、不扰民、经济环保、施工风险可控等优点，国外施工案例较多，但公开的研究成果不多，管幕预筑法在国内首次成功应用于沈阳地铁二号线新乐遗址站的建设，但机理研究欠缺，本研究以前期研究为基础，通过理论分析、数值分析、模型试验和现场试验对管幕预筑法密排大直径管群施工过程中地层变形机理进行研究，提出管群顶管施工引起地层变形的计算方法，揭示密排大直径管群不同的顶管施工顺序对地层变形规律的影响，为优化密排大直径管群顶管施工工序和地层变形控制提供思路，为完善和推广适应中国国情和地层条件的管幕预筑法建造地下空间技术，促进我国地下空间开发技术具有理论意义和实用价值，给富水软弱地层条件下的城区地下暗挖枢纽工程和下穿交通干线工程的设计和施工提供理论指导。

管幕预筑法是一种新型的地下空间暗挖建造施工方法，具有不中断地面交通、不扰民、经济环保、施工风险可控等优点，国外施工案例较多，但公开的研究成果不多，管幕预筑法在国内首次成功应用于沈阳地铁二号线新乐遗址站的建设，但机理研究欠缺，本研究以前期研究为基础，通过理论分析、数值分析、模型试验和现场试验对管幕预筑法密排大直径管群施工过程中地层变形机理进行研究。主要研究内容：大直径管群施工引起的地层变形机理与计算方法研究，大直径管群施工引起的地层变形仿真研究，大直径管群施工引起的地层变形室内实验研究，大直径管群施工引起的地层变形控制研究。开发了系列顶管施工控制技术，包括大直径钢管顶管施工技术、顶管机工具管及应用、地下空间结构建造施工方法及应用、隧洞施工方法及应用；研发了密排管群顶管实验系统，包括顶管实验箱及实验方法、顶管实验箱的顶管、顶管实验箱的加载装置、顶管实验箱的反力架；取得了顶管施工控制理论研究成果，分析了手掘式自密实防渗与加固顶管机理，提出了管群顶管施工引起地层变形的计算方法，揭示了密排大直径管群不同的顶管施工顺序对地层变形规律的影响，形成了小间距顶管沉降控制关键技术及应用成果；提出了超浅埋矩形盾构框架桥顶进施工引起的路面沉降预测公式，以及刚性桩-筏复合地基荷载传递规律。开发的顶管施工技术和密排管群顶管实验系统，及取得的顶管施工控制理论研究成果为优化密排大直径管群顶管施工工序和地层变形控制提供思路，为完善和推广适应中国国情和地层条件的管幕预筑法建造地下空间技术，促进我国地下空间开发技术具有理论意义和实用价值，给富水软弱地层条件下的城区地下暗挖枢纽工程和下穿交通干线工程的设计和施工提供理论指导。