施工过程中顶管对周围土体的扰动

　　顶管安全措施：

　　1、施工前先与铁路、公路及市政的有关部门进行协调，施工方案经有关管理部门同意后方可施工。尤其是铁路路基下进行施工时，要随时和铁路部门联系，掌握过往列车的情况，线路上有列车通过时严禁挖土和顶进；

　　2、挖土和顶进时洞内照明使用低压行灯变压器，洞内不准用明火；

　　3、顶进时停止挖土，传力柱上和两侧不准站人，所有传力柱必须摆放顺直；

　　4、吊装时坑内人员要做好防护措施，并有专人指挥。

　　5、顶管长此76m时应设给风设施，防止缺氧。

顶管施工过程中产生地面变形的根本原因是顶管施工对周围土体的扰动，地面变形由一下五个部分组成:

    (1)掘进机到达前的地面变形

    当掘进机离测点较远时，由于刀盘的切削搅拌、振动，会对土体产生扰动。土体颗粒之间存在孔隙(孔隙中含有水和空气)，在扰动作用下，孔隙中的水和气体被排出，土体颗粒相对移动，土体产生一定的压缩，地面会出现微小的沉降。

    (2)掘进机到达时的地面变形 

    当掘进机距离很近时，位于掘进机正前方的土体，受到千斤顶推力的挤压、刀盘的切削剪切力以及振动荷载的作用，应力状态十分复杂。 

    (3)掘进机通过时的地面变形

    当掘进机通过时，掘进机外壳与土层间会形成剪切滑动面，剪切滑动面附近的土层内产生剪切应力，剪切应力引起地面变形。推进速度越快，剪切应力越大，周围土体位移也越大。 

    (4)掘进机通过后的地面变形 

    为减小摩擦阻力，后续管节的直径比掘进机的直径要小2-5cm。所以，当掘进机尾部通过后，管道周围的土体要向管壁移动，以填补后续管节外围的间隙，这样就会引起土体移动。为保持土层稳定及减小摩阻力，施工过程中必须在管节外周注浆，并保持适当的注浆压力。因此，这部分土层位移与间隙的大小、注浆压力、注浆方法等因素有关。

    （5)受扰动土体再固结引起的地面变形

    顶管管道周围土体受施工扰动后，将形成超静孔隙水压力区。在掘进机离开该区后，超孔隙水压力下降，孔隙水消散，土体发生固结作用，引起地面沉降。这部分为主固结沉降，随后，土体仍会产生蠕变，发生次固结沉降。