[发明专利]一种多线平行管道施工顶进顺序设计方法

说明书

本发明公开了一种多线平行管道顶进合理施工顺序设计方法，采用数值计算手段，分别计算不同管道覆盖层厚度H、不同管道间夹层宽度D等工况不同顶进顺序下的多线平行管道洞室稳定性安全系数K_ij；比较第i种工况下不同管道顶进次序之间的管道洞室稳定性安全系数K_ij大小，依次选取第i种工况下各管道安全系数的最小值K_ijmin，比较不同工况下的K_ijmin值大小并选取其中的最大值max[K_ijmin]，多线平行管道施工洞室max[K_ijmin]所对应工况下的管道施工顶进顺序即为最优顶进顺序。本发明采用有限元强度折减法求得管道洞室稳定性安全系数，比较工况不同顶进顺序下的洞室稳定性安全系数大小并将安全系数为最大值的管道施工顶进顺序作为该工况下的管道施工合理顶进顺序。

技术领域

本发明涉及地下管道顶进技术领域，具体为一种多线平行管道施工顶进顺序设计方法。

背景技术

随着我国城市建设的快速发展,地面空间已经不能满足城市基础建设，地下空间的开发和利用越来越受到大家的重视。顶管法作为一种非开挖施工技术，由于其具有对周边环境影响小、安全、快捷、高效等诸多优点，在城市基础建设中得到越来越广泛的应用。然而因多线顶管施工的特点,致使在施工过程中不可避免地产生扰动从而引起周围土体变形,若变形过大,则可能对周边河道等建(构)筑物产生危害；同时，多线管道施工之间也存在相互影响，使得管道周边地层应力重分布更加复杂。为了确保下穿河道的施工安全，合理且科学地确定多线顶管施工的施工顺序是十分必要的，进而降低多线管道顶管下穿施工的潜在危险。

目前，在薄覆盖层小净距大直径管道浅埋下穿河道施工方面，主要针对软弱河床进行加固，或针对单个顶管顶进施工参数等进行研究，没有涉及到多个管道之间的合理施工顺序问题。目前，多线管道施工在实际工程中也是越来越多，多线管道不合理施工顺序很容易造成管道施工安全。盲目地遵从单个管道的施工经验，会忽略多线管道之间的相互制约，是一种不合理且不科学的施工方法。因此，需要结合多个管道的横断面空间分布，提出能够科学指导实际施工现场的合理施工顺序，进而保障多线管道下穿河道的安全施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多线平行管道施工顶进顺序设计方法，可以根据不同的工况条件，从多个顶进顺序种类中选择管道洞室稳定性安全系数最大的一种管道顶进顺序进行施工，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多线平行管道施工顶进顺序设计方法，该方法包括如下步骤：

S1、获取多线平行管道基本参数和管道所处地层基本参数，其中多线平行管道基本参数包括管道数量n、管道覆盖层厚度H、管道直径d、管道间夹层宽度D和外荷载q，所述管道所处地层基本参数包括弹性模量E、泊松比μ、重度γ、粘聚力c和内摩擦角

S2、建立多线平行顶管周边地层受力变形特征地层结构的数值模型；

S3、根据S1中获取的参数和S2中多线平行顶管周边地层受力变形特征地层结构数值模型分析计算可得出管道开挖后周围任一点的周边地层应力状态，并记录管道拱顶处竖向位移变形值S₁；

S4、将粘聚力c和内摩擦角进行折减，将折减后的参数重新输入所述数值模型再次进行计算，并记录管道拱顶处竖向位移变形值S₂，折减公式如下：

其中c′为折减后的粘聚力，为折减后的内摩擦角，k′为折减系数；