矩形顶管工作井稳定性三维数值模拟

黄坚生

【摘要】本工程隧道穿越地层土质主要为淤泥质粉细砂和粉细砂，地下水丰富，施工时易产生流砂并导致路面塌陷，不能采用明挖施工，而采用矩形顶管掘进技术。运用有限元软件对工作井进行了三维数值模拟，重点考虑了：1、在顶进所需克服的最大顶推力作用下，工作井的整体稳定性；2、使用16个油缸的最大顶力时，后靠墙产生的变形和应力；3、油缸顶力与后靠墙的变形关系。三维有限元数值分析能很好的模拟工作井的应力及位移的大小与分布，模拟结果表明采用地下连续墙能够保证工作井的稳定性。

【关键词】顶管工作井；矩形隧道；三维数值模拟；稳定性

0 引言

顶管是一种在减少扰动管外土体的条件下，利用顶进、挤压等多种予力技术原理，自控自支自平衡水土压力进而一节一节顶进的现代化暗挖技术，在城市地下空间的开发和利用中，发挥着越来越重要的作用。而顶管工作井是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机或工具头的始发地，同时又是承受主顶油缸反作用力的构筑物，所以保证工作井在顶管反力作用下的稳定性，对确保顶管工程安全与顺利进行十分重 。本文的工程项目为一个市政过街隧道项目，其位于佛山市南海区主要交通干道南海大道与南桂东路交汇处，下穿南桂东路，南桂路车流量较大，隧道沿线分布有供水管、排水管、通信电缆、电力电缆等管线，隧道长度为45.1m，外包尺寸宽6m，高4.3m，隧道覆土深度为5.2m。……