相邻平行顶管推动引起附加荷载的力学分析 1、前言 随着城市经济的进展，越来越多的地下工程需要建造。地铁、越江隧道和合流污水管道等各种市政工程也应运而生，盾构和顶管是其中最常见的两种隧道施工形式。由于城市地下空间的限制及各已存管线的布置，近距离平行双线管道的施工必将成为不可回避的课题。近年来，国内近距离平行双线管道的设计与施工取得了长足的进步。上海市吴泾、闵行地区合流污水外排二期倒虹管工程在穿越黄浦江时采纳了平行顶管顶进技术。为了节约投资，两根顶管施工均采纳一个圆形工作井，设计净间距仅 1.28m,不足 0.5 倍外径。为此，本文基于弹性力学的 Mindlin 理论，考虑两条邻近平行顶管施工引起的附加荷载，讨论顶管正面推动引起的附加荷载对相邻管道的影响，进而有助于近距离顶管的设计与施工。 2、力学模型及假定 双孔管道的相互影响是一个十分复杂的动态三维过程，它受多种因素的制约，其中包括相邻管道推近时附加荷载的增加，管道推过时土体的弹性恢复。附加荷载不仅与土体物理参数有关，而且与管道施工参数关系密切。正面推力过大会使相临管道产生纵向变形，甚至引起裂缝。而正面推力不足则会引起相临管道侧压力系数减小，导致相临管道内弯矩增大。因此，分析正面推力对相临管道的影响有利于管道的设计、施工参数的优化及减小施工中的不确定性。 分析中假设： （1）一条管道已存在，邻近的第二条管道平行该已存管道顶进施工； （2）施工顶进管道的推动面为荷载作用面，不计已有管道本身刚度对荷载传递的影响； （3）土体为均匀的线弹性半无限体； （4）管道的推动仅为空间位置上的变化，与时间无关。 问题的求解目标是：第二条管道的正面推力引起相邻已完工管道的附加荷载。 图 1（a），（b）为计算力学模型。在图 1（b）中，左侧 1#为已存在管道，右侧 2#为第二条顶进管道。其中：D 为管道直径；L 为管道间净距；h 为管道埋深；P 为管道正面附加推力，即管道正面推力超过土体静止土压力的数值。 4、正面推力引起相邻管道附加应力的计算 4、附加荷载的分析 4.1 净距 L 变化时附加荷载的分布规律 由于城市地下空间的限制，平行隧道间的最小净间距 L 日趋减小，因此，讨论不同净距 L 的情况下平行双孔隧道的相互影响尤为重要。附加荷载沿左管道（已完工）轴向的分布见图 2。可以看出：（1）在管道推动面前方，正面推力产生的附加荷载以一定的规律沿推动面间距离即 X 轴变化。根...
