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顶管隧道研究现状与发展趋势

顶管隧道；顶推力；地表沉降；摩擦减阻；数值模拟；现场实测

文章从近20年顶管相关文献调研出发，阐述了国内外顶管隧道在顶推力计算方法、地面沉降计算方法、减阻材料及方法、顶进数值模拟及现场实测5个方面的研究现状及发展趋势。研究表明，采用管土全接触方式计算的摩阻力过于保守，当采用“固—液”接触理论计算顶管管道摩阻力时，管道摩阻力与管道沉浮状态及横断面几何特征直接相关；在计算顶管施工引起的地表沉降时，随机介质法可考虑断面形状及收敛形式对地表沉降的影响，较Peck公式有更广的适用范围，魏纲法对施工阶段的沉降预测具有优势；在摩擦减阻方面，关于泥浆配比的研究成果较多，但未形成统一标准且在泥浆配比与地层的适用性方面尚无研究成果，此外，长距离顶管隧道施工时中继间的低效问题未得到解决；在顶进施工数值模拟方面，静态方法不能反映管土界面滑移，动态方法中较少涉及对触变泥浆、管壁粗糙度的考虑；顶管隧道的现场实测研究主要聚焦于管土接触压力、管道内力，而对顶管施工引起的管周土体及建构筑物的扰动研究尚少。未来顶管工程向着大直径、长距离发展是必然趋势，这有赖于泥浆减摩技术及自动化技术的突破，同时顶管施工穿越地下管线、铁道等既有建构筑物的情况无法避免，有必要开展顶管顶进过程中对周边土体及建构筑扰动实测及理论研究。