顶管施工对邻近地下管线的影响预测分析

采用通用Peck公式计算顶管施工引起的地下管线平面处的土体竖向位移。对地下管线的受力模型进行简化,基于Winkler地基模型,得到地下管线由于顶管开挖引起的极限弯矩、理论弯矩以及管线变形的计算方法。通过算例分析,与连续弹性解、Attewell解和王涛解的计算结果进行比较,探讨了土质条件、管线材质、管线埋深、管线管径对地下管线受力的影响。计算结果表明,本方法适用于各种土质,可较好地预估管线所受弯矩,且不会低估管线所受的最大弯矩;在相同条件下,管线埋深越大承受的弯矩也越大,但埋深仅对最大正弯矩和最大负弯矩位置附近处的管线影响较大,对其余部位影响较小;管线抗弯刚度越大,管线承受的极限弯矩和影响范围也越大;管线管径越大,管线承受的弯矩也越大。     

顶管施工对相邻平行地下管线位移影响因素分析

顶管施工引起的管道周围土体移动会对相邻地下管线造成危害。采用三维有限元方法分析了顶管施工引起的相邻平行地下管线的位移,研究了注浆、纠偏、离顶管距离的远近、地下管线埋深、管线与土体弹性模量比及不同管材对地下管线位移的影响。计算结果表明,注浆与纠偏压力越大,地下管线的位移越大;地下管线距离顶管越远,引起的位移越小;地下管线弹性模量越小,产生的位移越大。     

不均匀土体位移引起地下管线弯曲变形研究

隧道开挖和管线置换引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对上覆既有管线产生诸多的不利影响。国内外学者对管-土相互作用开展了大量的研究,但用于预估隧道开挖和管线置换引起既有管线弯曲变形的简单并且有效的设计图表尚未提出。采用ABAQUS商业软件,对隧道-土-管线、管线置换-土-管线间的相互作用开展系统的有限元仿真模拟。通过采用管线不同运动方向下的等效管-土相对刚度,提出了隧道开挖和管线置换引起的管线弯曲变形的设计图表,并采用现场实测数据和离心模型试验结果验证此设计图表的合理性。设计图表中的管线最大弯曲曲率与土体最大曲率的比值和管-土相对刚度具有非常好的相关性。工程师一旦得到隧道开挖或管线置换引起的土体位移、管线尺寸、管线参数和土体参数,此设计图表可用来预测隧道开挖或管线置换引起既有管线的最大弯曲曲率。     

非线性波浪作用下海底管线-海床动力响应分析

确定波浪荷载作用下海底埋置管线和海床的响应是海底管线设计中的关键问题。目前大多数研究只是考虑了管线、海床在线性推进波作用下的响应,并没有考虑管线与海床之间的相互作用效应。采用接触摩擦理论,考虑管线与海床之间的相互作用效应,基于有限元方法研究了非线性波浪作用下海底埋置管线和多孔海床相互作用问题。数值计算结果表明,在计算中如果忽略波浪非线性项,既有可能低估海底管线内应力及管线周围海床中孔隙水压力,也有可能高估海底管线内应力及管线周围海床中孔隙水压力。     

盾构下穿非连续管线变形特性及预测方法研究

城市地下管线采用承插式接口连接,管线结构的连续性与否取决于接口刚度。然而,现有研究大都假定地下管线为连续结构,忽略了接口转角对管线变形的影响。开展土工离心模型试验和两阶段有限元参数分析,系统研究了盾构下穿不同接口刚度管线的变形特性。发现非连续管线的薄弱接口导致其整体抗弯刚度明显小于连续管线,且接口转动导致非连续管线具有更好的与土体协调变形能力。因此,盾构下穿施工引起的非连续管线沉降明显大于连续管线。非连续管的结构连续性假定将大大低估管线沉降。盾构下穿引起的接口转角与地层损失呈线性关系。基于系统的有限元参数分析,建立了区分相对刚性、柔性管线的无量纲组。针对相对刚性、柔性的非连续管线,分别建立了管节相对长度、管-土相对刚度与接口转角的预测方法,利用离心模型试验结果验证了预测方法的合理性。新方法能有效地预测盾构穿越地下管线的接口转角,研究成果可应用于城市地下管网改造工程。     

非一致激励下地下管线振动台试验研究

用于输水、输气及输油等长大地下管线在地震中易发生破坏,且对灾后紧急救援、能源输送等救灾和重建工作影响极大。对于诱发地下长大管线破坏的因素而言,非一致场地波动是最重要的因素之一,如今这一问题已引发众多研究,但受试验设备限制,少有研究者开展非一致激励下管线响应的试验研究。针对长大地下管线受地震波的影响效应,利用独立控制的双台面大型振动台试验设备研究了三维非一致地震激励作用下地下管线的响应,探讨了管线的加速度、应变以及位移等参数的变化规律。试验结果表明:深埋地下管线的存在对管线周围土体和地表的地震响应影响程度不同;在一致和非一致地震激励下,管线的弯曲应变峰值区别较大;规范设计时弱化甚至忽略管线弯曲应变,这种做法难以解释管线弯折破坏。     

基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法

探地雷达是探测地下结构及其分布规律的一种重要的浅层地球物理探测方法,具有分辨率高、无损、抗干扰能力强、结果直观等优点,在工程物探领域被广泛应用。为提高对地下管线雷达图像特征的认识,确定管线异常体的位置,提高地质雷达的解释精度,利用时域有限差分法(FDTD)对地下管线进行精细化探测,包括对管线埋深、材质、管线内充填物、管线病害等影响因素的数值模拟,以此建立地下管线正演模拟合成图库,进而指导探地雷达实际探测图像的解释工作。现场管线探测结果表明:探地雷达可准确探测出地下管线的埋设位置及运行状态,为今后的维修养护提供了依据。     

浙江嵊州某小区管线综合设计分析与探讨

<正>城市小区内铺设有给水、消防、雨水、污水、电力、电信、燃气和热力等管线，管线综合设计需要在各专业密切配合下，采集小区及其周边范围内各管线的规划设计资料，并结合这些资料以及现有工程管线的材料、性能、规范要求和小区内地形走势，合理确定各种管线的平面位置及竖向位置，使各种管线与道路上大市政管线平稳衔接，管线合理布设、避免交叉打架，管线与建筑物之间满足合理距离要求，从而避免工程中各种问题的发生，提升小区的生活品质。城市小区埋地管线与居民生活息息相关，各种管线的设计以及管线综合设计都有相应的规范要求，本文着重从设计初期资料收集、管线的平面布置、管线的高程控制、     

城市管网共同沟的设计探讨

本文主要探讨管线如何利用地下空间问题,把电力、通讯、燃气、供排水等市政管线放在一起综合考虑,建设统一的共同沟(也叫综合管沟或管线走廊),避免管线层层埋设,大大节省城市地下空间。     

复杂条件下的地下管线探测模拟

近间距、非金属地下管线的探测是当今管线探测的两大难题,再加上复杂的层状介质及干扰因素的影响,使得管线探测的难度增加,雷达剖面上目标体异常的判断比较困难。为了定位目标管线,提高解释的精度,针对两大探测难题及干扰因素,运用探地雷达模拟软件Gpr Max,结合Matlab语言建立复杂层状条件下的管线模型进行模拟研究。模拟结果表明:250 MHz天线频率下埋深1 m的管线横向分辨率为50 cm,金属管线和非金属管线的雷达反射波图像不同,可根据非金属管线的雷达剖面图像判断出管线充填物质和管径大小。模拟结果对实际复杂地下管线探测可起到指导作用。     

地下管线探测工程的资料自动化整理

地下管线探测工程一般分为野外探测和室内资料整理两阶段。内业整理包括成果表的编制、管线综合分布平面图和管线数据库。由于管线探测工程数据多,为了充分利用外业探测成果,应用Visual Basic 6.0(VB6)开发了一套地下管线管理信息系统(UTMIS),该系统实现了地下管线探测工程内业整理的自动化,极大地提高了工作效率数据精确度。     

地下近间距并行管线的电磁异常特征

用电磁管线探测仪对地下近间距并行管线探测时,往往受到旁侧管线的干扰,使异常形态畸变,因此不能简单地利用异常有几个峰值来判断有几条管线。电流方向对异常曲线形态影响较大,对地下多条近间距并行管线的定位和定深,只能采用没有受干扰或干扰较小的半边异常为根据。了解地下近间距并行管线的电磁异常特征,是消除或减少旁侧管线干扰、使探测结果达到精度要求的重要保证。     

非开挖管线移除技术（TPR）

在过去的几十年内,非开挖铺管技术发展迅猛,而我们也应该重视那些达到服务年限管线的移除技术。非开挖管线移除（简称TPR）是针对某些无法使用明挖法移除的管线（如带排水沟的渠道、主要道路、环境保护区等）中采用非开挖移除方法。这种方法有多个优点使得管线的业主对TPR技术产生了浓厚的兴趣,例如：完全移除管线,避免了管线停用和管线填充工序,彻底终止管线通行能力和相关责任义务。TPR在整个要移除的管道上采用水射流切割管壁。TPR设备定位在钻杆上,位于需要移除管线的一端,设备将插入地下管线中并通过钻杆驱动到管内。TPR切割头设有喷嘴,在操作过程中通过喷嘴的回转和移动,在管线的整个长度获得螺旋形切口。在TPR施工全过程中管线仍保持一定的结构强度。在最后阶段,取出切割头并且利用HDD钻机可以将有螺旋切割口的管线取出来,同时在孔内填充了粘土浆。TPR的设计已经完成并且该系统的第一台样机已经组装好,现场测试取得了很好的结果。     

不同埋深盾构双隧道及开挖顺序对临近管线的影响研究

以不同埋深双隧道、不同开挖顺序对临近地埋管线的影响为研究目的,在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,并采用考虑土体非线性小应变特性的HP(Hypoplasticity亚塑性)模型和基于地层损失比的位移控制法进行有限元模拟分析。研究结果表明,不同埋深双隧道、不同开挖顺序对地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变的影响较大。双隧道开挖完成后管线下凸区(管线底部受拉区)分布范围为-2.5D_T~1.5D_T(DT为隧道外径),且管线下凸区最大弯曲应变约为管线上凸区(管线底部受压区)最大弯曲应变的2倍。不应简单采用叠加原理对不同埋深先后开挖双隧道所致地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变进行预测,应合理考虑后继隧道开挖所致土体的累积剪切应变及管-土相对刚度对预测结果的影响。     

提高管线探测水平分辨率的技术方法

在平顶山矿工路路面改造工程中,使用GX-2型及RD-4000型地下管线探测仪探测地下管网布设情况。根据地下管线种类、管线布设方位、埋置深度、探测难度大小进行了多次试验,在此基础上确定了电磁探测技术与方法：利用直连法提高被测管线中的交变电流,压制邻近平行管线和地下介质中的异常反映;在多管并存、且间距较小的情况下,应选择“梯度法”对磁场水平分量垂直梯度ΔHx进行观测,以得到最大清晰异常;另外,还应根据具体情况,合理选择诸如压制旁侧管线法、选择发射法、偏移感应法、动源发射法等发射方式,保证目标管线中有较强异常呈现。在管线密集区,应尽可能地降低工作频率,以减小旁侧管线中产生的二次电流及二次磁场;为防止信噪比下降,可适当减小收发距,以提高接收机的灵敏度。     

盾构施工对不同位置地下管线变形的影响模拟试验研究

基于室内盾构模拟试验,研究管隧垂直、斜交和平行工况下盾构开挖对管线变形的影响。以合肥在建地铁为工程背景,主要对管线的沉降、变形和相对转角等规律进行模拟试验研究。研究结果表明,二次扰动更容易使土体产生沉降,对土体中的地下管线的位移影响更大;隧道在开挖过程中沿隧道轴向的管线变形与沿隧道环向的影响范围不同,隧道开挖对地下管线产生的环向变形影响大于轴向变形影响;隧道开挖使管线下方土压力发生变化,中间段管线下方产生荷载临空区域,土压力逐渐减小,两边缘端产生附加应力逐渐增大。研究成果可为盾构施工对地下管线变形影响的预测提供相应的控制破坏依据。     

地下管线普查项目的实施与质量控制

快速获取精度高、标准统一、质量可靠、现势性高的地下管线数据,有利于保障服务地下管线数据库和信息管理系统的建设,能够满足城市规划、建设、运行和应急防灾的需要和促进动态更新机制的有效建立,实现地下管线信息管理系统与数字城市和智慧城市的融合,提高城市管理水平,保证城市可持续发展和人民群众的生命财产安全。通过达州市某区地下管线普查项目实施过程,多年从事项目生产管理的经验,就地下管线普查项目的实施过程和质量控制交流一些经验做法,为地下管线普查项目的顺利开展提供借鉴和参考。     

钎探法探测部分非金属管线中心位置和埋深的探讨

城市地下空间规划中,地下管线的新建和维护是很重要的环节,这都需要知道地下管线的准确位置,因此管线探测必不可少。在管线探测中,非金属管线的探测是比较困难的。论述了使用钎探法探测硬质大管径非金属管线,快速准确确定管线中心位置及中心顶部埋深的方法,推导出计算公式并编写了相应的软件,在实际工程中取得应用,快速而有效地解决了硬质大管径非金属管线探测的问题。     

地铁深基坑施工扰动下邻近管线安全评价及保护措施

为研究深基坑施工对邻近管线影响程度,判断其安全度,并提出保护措施,以厦门地铁1号线某车站深基坑为依托,考虑土体小应变、地层不均匀分布及土-管线刚度差异等特性,建立三维有限元模型,并以管线沉降的实测值与计算值进行对比,验证计算方法的合理性,在此基础上,分别研究不同材质、直径的管线在基坑开挖过程的变形及内力,对不安全的管线提出不同保护方案,通过数值模拟选择最优保护方案。研究表明:管线的变形和轴力变化受基坑施工三维时空效应的影响显著,最大变形部位与地形最大变形区域一致;以管线允许转角、最大拉力的安全控制标准值为依据,判断DN1000的混凝土给水管处于不安全状态,最后采用的保护方案为:全长管线四周进行2 m×2 m的注浆加固,同时在主要沉降段的管线两侧打入各两排预制管桩。     

AutoCAD.NET技术在地下管线三维建模与碰撞检测中的应用

随着城市的快速发展,地下管线探测工作变得越来越重要,在地下管线普查数据录入后,为保证数据准确性,需要对管线的交叉、管径异常等问题进行质量检查。基于此,本文介绍了一种基于AutoCAD.net技术的三维地下管线建模和碰撞检测的方法。该方法可以根据管线数据对地下管线普查数据进行三维建模,并对三维模型进行碰撞检查。