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近几十年来,由于城市化步伐的加快,高密度的城市空间利用对地下工程施工工法提出了严峻的挑战。地下非开挖施工机械迅速发展,但主要是盾构或顶管技术。尽管已有长期的工程实践,但由于设备前进反力主要依赖于位于掘进机后方的管片或人工构造物,在工程应用中受到制约,如管片尺寸、施工距离等。此外,施工中转弯半径较大,灵活性差。故在现代非开挖领域中需要一种能够实现急曲线转弯的自行走掘进施工技术和相应设备。本文对一种新型自行走掘进机小型样机的现场试验进行综述,并对该设备施工过程中引起的地表变形进行了研究。
论文介绍了当前非开挖技术以及施工中对地表变形规律的研究现状。针对自行走掘进机施工过程中地表变形数据,分析各施工工艺过程对地表变形的影响,总结自行走掘进机施工中对地表变形的规律。
研究采用现场试验方法,借鉴现有非开挖施工技术,结合自行走掘进机施工原理制定试验方案,配合掘进机的施工过程完成地表变形监测,通过数据处理与理论计算进行对比,研究和探讨自行走掘进机施工对地表变形的规律。
研究得到以下结论:
(1)掘进机实现自行走功能,进洞和富水区段需采取辅助措施；
(2)自行走掘进机行进中土体扰动较大,局部区域出现土体脱落现象,增阻效果随土体含水量的提高而降低；
(3)横向沉降槽曲线不完全符合Peck理论,一倍洞径范围内沉降较大；
(4)施工引起的沉降量随隧道埋深增大而减小；
(5)横向沉降曲线用三次多项式拟合较好,地层损失率为4.2-7.6％；
(6)纵向变形曲线与施工进度平行；
(7)实测沉降量大于理论计算值；
(8)增阻装置动作引起地表微量变形；
(9)随压力增大,增阻装置对地表变形影响加大。