软弱地层浅埋矩形顶管沉降控制技术研究

陈 志

（中铁十二局集团第七工程有限公司 湖南长沙 410000）

1 工程概况

（1）项目简介

徐州市某地铁车站邻近市政府，周边为商务区，高楼林立，环境敏感。1号出入口需下穿市政主干道，出入口过路通道段采用土压平衡矩形顶管法施工。通道长52.5 m，预制钢筋混凝土矩形管节外轮廓为7×5 m，壁厚0.5 m，每段管节长1.5 m，共设35段，如图1所示。

图1 纵断面示意（单位：cm）

（2）地质水文条件

现场位于黄、淮河冲积平原区，地势平坦。通道管顶覆土厚度3.76～4.37 m，顶管处于地下3.76～9.37 m之间，地层自上而下主要为1-1层杂填土、2-4-2层粉质黏土、2-5-3层粉土、2-5-4层粉土、2-6-3层粉砂。顶管穿越的地层主要为粉土层，少部分穿越粉质黏土和粉砂层。地层物理力学参数见表1。

表1 岩土力学参数

地下水分别为上层滞水和潜水。上层滞水水位埋深2.0～5.5 m，潜水水位埋深5.5～8.5 m，主要接受大气降水补给，动态季节性变化显著。

（3）管线情况

对顶管影响较大的主要地下管线：道路中央分隔带内有1根φ120 cm承插型钢筋混凝土污水管，与顶管垂直，距顶管顶净距约40 cm；沿顶管上方纵向有1根φ30 cm中压燃气钢管，与顶管顶净距约190 cm。

2 建模计算与结果分析

（1）计算模型和参数

通过数值假定和力学模拟建立计算模型，如图2所示。其中，1为顶管隧道，2、3分别为污水管和燃气管道。模型物理力学参数见表2。

图2 土体管节模型（单位：m）

表2 模型力学参数

（2）地层变形计算

顶管施作完成后地表沉降云图见图3，各特征断面地表沉降见图4。沉降最大值出现在距离始发井0 m的断面，沉降峰值－9.61 mm；在顶管施工前10 m、后15 m范围内，地表沉隆值变化较大，且顶管经过时不同断面隆起峰值基本稳定在3 mm以内，小于规范值10 mm。……