近年来,顶管法施工在市政工程、岩土工程等相关领域得到了广泛应用,而在地下过街通道、地下综合管廊等方面,矩形顶管较之于圆形顶管更具优势。矩形顶管施工往往集中在城市繁华地段,而施工会对周围土体和既有地下管线造成扰动,因此对顶管施工引起的土体及管线位移进行相关研究具有一定工程意义。本文依托广州某地下综合管廊项目,分析顶管顶进过程中地层变形及对邻近地下管线的影响,并运用有限元软件建立不同参数的对比工况模型进行分析,主要研究内容如下:1.介绍了大断面矩形顶管下穿大直径引水钢管工程概况,对实际施工过程进行变形监测并整理相关监测数据。采用MIDAS-GTS NX有限元软件建立数值模型,对比模拟结果与实测数据,发现实测结果比模拟结果稍大,但规律基本一致。2.根据实际工程条件建立三维有限元模型,基于建立的数值计算模型,分析顶管顶进过程中土体及地下管线位移规律。结果表明,地表沉降随着顶管顶进距离增加逐渐增大,当机头离开观测面一段距离后达到稳定,基本不再变化。地表沉降最大值出现在顶管轴线上方,符合高斯正态分布规律。顶管上部土体竖向位移随深度增加而变大,但影响范围逐渐减小,呈现窄而深的趋势。3.通过三维数值模拟,分析不同注浆压力、支护压力、土体材料参数等因素对地表变形的影响。结果表明,支护压力增大会导致开挖面前方地表沉降减小。对于开挖面后地表,支护压力过大或过小都会导致地表沉降增大;增大注浆压力有利于减小地表沉降,但可能造成地表冒浆以及产生隆起;此外土体弹性模量和粘聚力越大,顶管施工造成的地表沉降越小。4.通过三维数值模拟,模拟分析不同注浆压力、支护压力、土体材料参数、管线材料参数、顶管与管线相对位置等因素对地下管线的位移影响。结果表明,注浆压力和支护压力对地下管线的影响规律与对地表变形的影响规律相同;管线下卧层土体弹性模量和内摩擦角越大,管线竖向位移和水平位移越小;其他影响因素不变的条件下,矩形截面地下管线竖向位移比圆形截面地下管线竖向位移大,此外管线管壁厚度、管径越大,管线水平和竖向位移量越小;地下管线与顶管相交夹角在0°～90°夹角范围内管线竖向位移随夹角增大而减小,但管线受影响范围逐渐增大,若条件限制必须斜角,建议管隧夹角为40°～70°。