【摘 要】
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随着对地下空间利用率的要求日益提升,矩形顶管法逐渐普及,但矩形顶管在施工过程中对周边土体及结构物的影响程度较大,因此研究矩形顶管施工对上覆既有道路及管线沉降变形的影响有重要工程意义。本文以合肥滨湖科学城大连路（青海路-包河大道）道路及综合管廊工程项目顶管下穿包河大道段为依托背景,采用理论分析、数值模拟及原位监测等方法,研究了矩形顶管施工过程中既有道路及管线产生沉降变形的一般规律,并采用灰色关联理论
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随着对地下空间利用率的要求日益提升,矩形顶管法逐渐普及,但矩形顶管在施工过程中对周边土体及结构物的影响程度较大,因此研究矩形顶管施工对上覆既有道路及管线沉降变形的影响有重要工程意义。本文以合肥滨湖科学城大连路（青海路-包河大道）道路及综合管廊工程项目顶管下穿包河大道段为依托背景,采用理论分析、数值模拟及原位监测等方法,研究了矩形顶管施工过程中既有道路及管线产生沉降变形的一般规律,并采用灰色关联理论分析各影响因素对于既有道路及管线沉降变形的贡献程度,主要结论如下:（1）在前人研究的基础上,推导出顶管施工引起地表沉降的计算公式,并结合现有工程案例证明了该公式的适用性。（2）道路沉降随着顶管宽厚比增加而增加,但其影响程度是有限的;道路沉降随着顶管宽高比增加而增加,且当宽高比为1.4～1.8时最有利于施工;道路沉降随着掘进压力-静止土压力比值和注浆压力-上覆土压力比值的增大而减小,综合考虑后掘进压力应该控制在1倍静止土压力左右,注浆压力则应该保持为0.64～0.8倍上覆土压力;顶管穿越段土体的弹性模量以及粘聚力与上覆道路的变形情况均呈负相关关系。（3）管线最大沉降值以及管线差异变形都随着径厚比的减小而减小,在进行管线设计时应当尽量将径厚比控制在40～53.3这个区间内;对于管线材料,随着管土刚度比值增大,管线最大沉降值以及管线差异变形均减小,在进行管线制作时应当尽量少采用PVC和混凝土材料;管线最大沉降值及管线差异变形随着管线竖宽比增大而减小,但是减小的程度始终在减弱;随着管隧夹角增加,管线最大沉降值逐渐减小,管线差异变形逐渐增大,综合分析后认为应当将管线与顶管隧道夹角控制在45°～60°;管线最大沉降值和管线差异变形均随掘进压力-静止土压力比值以及注浆压力-上覆土压力比值的增大而减小。（4）采用灰色关联理论对各影响因素进行分析,得出对于影响上覆道路沉降的因素,贡献程度从大到小依次为:顶管尺寸、注浆压力、覆土厚度、掘进压力、土体弹性模量和土体粘聚力;对于影响既有管线沉降的因素而言,贡献程度从大到小依次为:相对夹角、竖向间距、注浆压力、径厚比、掘进压力和管线材料。（5）确定合适的施工参数,结合现场监测数据,验证了模型的可行性。图 [143] 表 [6] 参 [70]
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