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管幕预筑法是新兴的地下施工工艺，可以形成任意形状的隧道断面，同时也适用各种地质条件，为城市地下大空间“支护-结构一体化”建筑提供了更多的选择。在复杂地质条件或者环境要求较高的地下工程中有着较高的应用前景，具有安全、工期短、地表沉降小、周边环境影响小等优点。管幕预筑法施工工序多，并且各个工序环环相扣，尤其是钢管顶进，该环节作为管幕预筑法的第一道也是最重要的工序，对整个工法的影响非常重要。在充分借鉴前人优秀的研究成果及相关基础上，通过采用理论分析、数值模拟、监控量测、现场试验相结合的综合研究方法，依托太原市迎泽大街下穿火车站通道工程，研究钢管顶进轴力、钢管顶进顺序、钢管布设间隔对上覆地表土体竖向变形影响，并基于上述规律进一步优化管幕预筑法钢管顶进体系。结论如下：
（1）从多个因素研究钢管顶进过程中地表变形产生机理。通过对管幕预筑法钢管顶进体系基本理论的研究，阐述了管幕预筑法钢管顶进在下穿通道工程中的作用，得到管幕预筑法在下穿通道工程中的优势。从钢管顶推力、钢管布设间距、钢管顶进顺序三方面分析钢管顶进过程对上覆地表土体的变形影响，为进一步的研究提供理论支撑。
（2）通过理论计算和现场顶进实验，分析钢管不同顶推力顶进时对土体沉降的影响。通过监测结果发现，不同钢管顶推力顶进完成后的整体沉降变化均不相同。其数据变化曲线与模拟结果相类似，在管幕预筑法钢管顶进过程中，实测的地表横向沉降变化曲线形状基本与Peck正态分布曲线相同。当钢管与土体的表面摩擦阻力不变的情况下，顶管机迎面阻力与顶管机土仓压力不平衡时，对土体扰动破坏情况不一样。顶管机土仓压力过小，顶进速度则会过慢，上覆土体沉降较大；当顶管机土仓压力过大，顶管机前方土体受到扰动的区域就会增大，上覆土体竖向沉降值将会过大。
（3）通过理论计算和数值模拟，分析钢管不同间距对土体沉降的影响。当两根钢管在同一水平断面的时候，随着两根钢管之间距离缩短，会导致土体最大沉降量增加。通过模拟验证，两根钢管之间距离较小时地面沉降曲线符合正态分布规律，随着钢管之间距离逐步增大，地表形成“V”形状沉降槽逐步变化为“W”形状或者双“V”形状的沉降槽。并且，竖向钢管顶进或者上下两排钢管顶进时，由于顶排钢管的“支护作用”，因此，地面沉降的发展是相对缓慢，并且不同的支挡角度所产生的影线范围也不同。
（4）结合太原市迎泽大街下穿火车站通道工程，通过弹性理论计算、ABAQUS数值软件模拟得出：钢管顶进顺序不同，对上覆地表土层变形造成了不同程度的影响，多层顶管上下两排先后情况对上覆地表土层竖向位移影响最大，其次是顶管施工连续形式，影响最小的是顶管施工方向形式。对于不同的顶进顺序形式的组合，上覆地表土层竖向位移影响程度也不同，在实际施工中要根据施工现场场地情况，选取最合适的顶进顺序，合理的施工顺序不仅能有效保证施工质量，还能节约时间及资金。
（5）通过对钢管顶推力、钢管布设间距、钢管顶进顺序三方面对管幕预筑法顶管施工期间上覆地表土体竖向变形影响，对管幕预筑法钢管顶进系统进行优化研究，根据前期的理论和模拟分析，提出钢管顶推力采用的1.1倍设计顶力顶进，钢管顶进顺序变更为上下同时施工，但是从不同方向作为起始点，同时采取间隔交替顶进形式，并辅加线路扣轨加固、注浆加固及管棚加固对管幕预筑法钢管顶进进行优化。通过优化数据结果，验证了管幕预筑法钢管顶进优化方案应用于太原市迎泽大街下穿火车站通道工程的有效性和可行性，为类似基础工程提供了指导和借鉴。
（1）从多个因素研究钢管顶进过程中地表变形产生机理。通过对管幕预筑法钢管顶进体系基本理论的研究，阐述了管幕预筑法钢管顶进在下穿通道工程中的作用，得到管幕预筑法在下穿通道工程中的优势。从钢管顶推力、钢管布设间距、钢管顶进顺序三方面分析钢管顶进过程对上覆地表土体的变形影响，为进一步的研究提供理论支撑。
（2）通过理论计算和现场顶进实验，分析钢管不同顶推力顶进时对土体沉降的影响。通过监测结果发现，不同钢管顶推力顶进完成后的整体沉降变化均不相同。其数据变化曲线与模拟结果相类似，在管幕预筑法钢管顶进过程中，实测的地表横向沉降变化曲线形状基本与Peck正态分布曲线相同。当钢管与土体的表面摩擦阻力不变的情况下，顶管机迎面阻力与顶管机土仓压力不平衡时，对土体扰动破坏情况不一样。顶管机土仓压力过小，顶进速度则会过慢，上覆土体沉降较大；当顶管机土仓压力过大，顶管机前方土体受到扰动的区域就会增大，上覆土体竖向沉降值将会过大。
（3）通过理论计算和数值模拟，分析钢管不同间距对土体沉降的影响。当两根钢管在同一水平断面的时候，随着两根钢管之间距离缩短，会导致土体最大沉降量增加。通过模拟验证，两根钢管之间距离较小时地面沉降曲线符合正态分布规律，随着钢管之间距离逐步增大，地表形成“V”形状沉降槽逐步变化为“W”形状或者双“V”形状的沉降槽。并且，竖向钢管顶进或者上下两排钢管顶进时，由于顶排钢管的“支护作用”，因此，地面沉降的发展是相对缓慢，并且不同的支挡角度所产生的影线范围也不同。
（4）结合太原市迎泽大街下穿火车站通道工程，通过弹性理论计算、ABAQUS数值软件模拟得出：钢管顶进顺序不同，对上覆地表土层变形造成了不同程度的影响，多层顶管上下两排先后情况对上覆地表土层竖向位移影响最大，其次是顶管施工连续形式，影响最小的是顶管施工方向形式。对于不同的顶进顺序形式的组合，上覆地表土层竖向位移影响程度也不同，在实际施工中要根据施工现场场地情况，选取最合适的顶进顺序，合理的施工顺序不仅能有效保证施工质量，还能节约时间及资金。
（5）通过对钢管顶推力、钢管布设间距、钢管顶进顺序三方面对管幕预筑法顶管施工期间上覆地表土体竖向变形影响，对管幕预筑法钢管顶进系统进行优化研究，根据前期的理论和模拟分析，提出钢管顶推力采用的1.1倍设计顶力顶进，钢管顶进顺序变更为上下同时施工，但是从不同方向作为起始点，同时采取间隔交替顶进形式，并辅加线路扣轨加固、注浆加固及管棚加固对管幕预筑法钢管顶进进行优化。通过优化数据结果，验证了管幕预筑法钢管顶进优化方案应用于太原市迎泽大街下穿火车站通道工程的有效性和可行性，为类似基础工程提供了指导和借鉴。