摘 要

顶管施工的一个重要问题是地层适应性问题，针对不同的土质、不同的施工条件和不同的要求，必须选用与之适应的顶管施工方式以及合理的顶管掘进参数，才能达到事半功倍的效果，反之则可能使顶管施工出现困难，甚至会使顶管施工失败，给工程造成巨大损失。

开展顶管施工参数的地层适应性问题研究，并建立一套合理的顶管施工与地层相适应的理论和方法。从而优化顶管设计，提高顶管施工安全性、可靠性和顶管施工效率，在顶管施工技术广泛应用的今天，是值得深入研究的理论与应用课题。本文针对这一课题开展的工作如下：

(1) 针对顶管施工的主要工艺环节，探讨了土层位移的主要原因。重点分析了扰动区应力状态的变化、扰动区土体性质的变化、地层移动原因及地层移动规律。

(2) 分析了土体-顶管相互作用原理、土压平衡顶管施工的主要参数。研究了顶管所受摩阻力、土仓压力与土性、顶管埋深的关系；顶速与推力的关系；刀盘扭矩与土仓压力、刀盘扭矩与开口率之间的关系。

(3) 分析了泥水平衡顶管施工主要参数。通过分析现场实测数据，探讨了长距离顶管施工中中继间、触变泥浆以及纠偏对顶力的影响，研究了顶进速度及排土效率对地面变形的影响。

(4) 分析了顶管施工几个重要参数（包括土性、覆土深度、泥水压力、开挖管径、管壁厚度）对地表扰动的灵敏度。采用FLAC-3D程序模拟了顶管施工对地表沉降的影响，对影响地表沉降的主要参数因素进行分析，提出了顶管施工中减少地表沉降的控制措施。

 

关键词：顶管施工；数值模拟；土体扰动；施工参数；适应性

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