长距离曲线岩石顶管技术用于供水管道建设

发布时间：2025-07-18 23:05

　　 长距离供水管道受地形和选线的限制,必要时需穿越地质条件复杂的山体,增加了工程建设的难度和风险。近年来,曲线岩石顶管技术逐渐被用于供水管道的铺设,并获得了部分成功案例和工程经验,但在理论研究和施工工艺等方面仍有不足。结合某市长距离引水工程实例、围岩压力理论研究以及三维有限元数值模拟,按照管道埋深界限划分,提出并验证了适用于岩石地层顶管的围岩压力计算公式。基于现有规范和计算方法,给出了管浆理想接触条件下的岩石顶管摩阻力估算方法。分析了曲线顶进时顶管的轴向应力分布情况,总结出管节偏心度、截面核与顶管最大允许顶力之间的关系。

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【部分图文】：

图1 管道模型和泥浆模型

管道采用实体单元，划分为16220个单元、7215个节点;泥浆采用板单元，划分为2400个四面体单元、2440个节点;土体采用实体单元，划分为48143个单元、30836个节点。管道和泥浆模型见图1。设定顶管施工过程分为16个开挖步:第1个开挖步为施加初始地应力，使原....

图2 开挖部分岩体后的模型

设定顶管施工过程分为16个开挖步:第1个开挖步为施加初始地应力，使原始岩体内部地应力平衡;第2～16个开挖步分别开挖岩体、生成管道和泥浆。模拟顶进过程为岩体开挖，顶管机、管道和泥浆层不断向前移动直至顶进完成。开挖部分岩体后的模型如图2所示。2.3.2有限元模拟结果

图3 管道顶部、侧向围岩压力等值线云图

考虑到管顶压力的分布均匀性，可取15根管节中的前8根进行分析，第9根管节由于正处于掌子面开挖过程中没有显示，管道顶部、侧向围岩压力等值线云图如图3所示。结果显示，管道顶管压力分布大致呈横幅状，等值线的大小为101.01kPa，可认为管道顶部受到的围岩压力值在此值附近;管道侧向....

本文编号：4057572