模拟过程（1）边界条件和初始条件：三维数值模型的前后左右以及底部边界为法向约束限制位移，地表为自由面。施工计算前，土体在自重应力的作用下，达到初始应力平衡状态。因为在施工前，土体经过长时间的作用已经处于稳定状态，不经过施工扰动不会发生地表沉降。如图3所示，在自重应力作用下土体沉降量自上而下逐渐增大，地表的沉降量比较大可达到72mm，在模量顶管施工前要将所有的位移沉降清零。开挖：在模拟中，管道沿着X轴方向推进，厦门DN3200球墨管顶管施工工程，模拟完全按照管长4m的步长进行。每步开挖后，管道和土体之间都留有间隙，间隙按照有注浆进行数值模拟，分析其地表沉降量。在有注浆时，由于边顶进边注浆，厦门DN3200球墨管顶管施工工程，厦门DN3200球墨管顶管施工工程，因此开挖后应将开挖间隙立刻按照触变泥浆的力学参数回填，待全部管道顶进完毕后，再将触变泥浆的力学参数换成凝固体力学参数进行计算，比较终使其达到平衡状态；在无注浆数值模拟计算时，管道和土体之间的间隙按空模型计算，直至达到平衡状态。厦门常达管业临时水准点的设置应与观测点靠近，不应设置在现场堆料或构筑物施工开挖处。厦门DN3200球墨管顶管施工工程

顶管坑的开挖应根据施工方案和具体环境进行。坑的长度和宽度应取决于土壤质量、顶管段的直径和长度、机器和设备、管道铺设和挖掘方法。工作坑除了安装顶管机具的背部、导轨和顶管接头外，还有利于坑外开挖和操作人员的操作。一般来说，工作坑顶边到路缘石的距离≥2m，管段敷设后每侧应有1m的工作面。管段后侧和千斤顶之间的空间应有利于挖掘。在水环境中，应设置水坑和排水设施。工作坑壁的坡度系数应根据土质情况满足要求，坑底应夯实。后背是否牢固直接影响顶管施工的效果。因此，背部的能力必须能够满足比较大顶力的需要。背部由背桩、背梁和背桩后压实的土组成。后桩一般用钢轨代替，埋在坑底以下1.5m左右。桩后填土分层夯实，后桩平面垂直于顶进方向轴线，钢背梁置于桩前导轨上。顶部和背部的其他组件是毛石砌体和预制钢筋混凝土块。厦门DN3200球墨管顶管施工工程开工前，由项目技术负责人组织全方面的技术交底。

注浆和泥浆的处理在钻杆回拉扩径的过程中，必须通过钻杆注入膨润土浆，以减少摩擦，降低回转扭矩和回拉阻力，同时膨润土浆还有固壁防止孔洞塌土、冷却钻头的作用。更重要的是通过旋转回扩头切削下来的泥土，会溶融在膨润土浆里，形成泥浆，流到出口工作坑的集浆坑里。集浆坑里放设泥浆泵，把泥浆抽到泥浆池。3.8回拉敷设管道扩孔成功到600mm后，可以进行回来管道工序。在回拖前要进行管线连接的工序，用电焊法将钢管连接成与成孔长度相当的管道。准备好后，将管道与扩孔器相连，回拉将管道牵引进孔洞内。

数值模拟计算模型本项目共设有7处顶管，顶管总长540m，各处顶管长度以及管道上比较大覆土厚度见表1。表1顶管长度及覆盖土厚度统计表序号顶管长度/m覆土厚度/m1725.72685.33565.64725.15685.461645.87405.7图2三维数值计算模型选取比较长一段顶管施工距离，建立数值模拟的物理模型，即顶管为164m，上覆土层5.79m，顶管道与上覆土层之间的间隙按20mm计算，管道内径为3m，壁厚为0.3m，单管节长度为4m。模型尺寸X*Y*Z为164*24*18m，浅蓝色表示管道与土体之间的间隙、绿色表示管壁厚度、红色表示管体中的土体、浅绿色表示管道周围的土体。模型包含56437个节点，324071个单元。在管道中心上方地表设置监测点，两侧间隔2m分别设置15个监测点，在管道上方到地表设置5个监测点。明确质量、安全、节约措施和工作目标。

钻进技术方案定向钻机的主要部件为：轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等，对照安装使用规范进行安装。钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机如果锚固不稳，将会发生功率损失或者功率作用在机器身上，造成机器和人的伤害。钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的，安放钻机前应先平整场地，根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。定向钻进原理：钻机的钻头的一侧为斜面的鸭舌形状，钻头通入高压水射流切割土体，若钻头旋转和加压钻进同时进行，由于四周受力方向均一，钻头呈直线钻进；若只加压钻进而钻头不旋转，由于受到斜面的反作用力，钻头则朝斜面法线反方向钻进，实现造斜钻进。车辆进出听从现场指挥，粘土必须清洁后方可外运确保市容整洁。厦门DN3200球墨管顶管施工工程

严格遵守“建筑工地安全生产六大纪律”，进入人员一律戴好安全帽。厦门DN3200球墨管顶管施工工程

泥水推进工法有如下特点：⑴通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力；⑵采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；⑶无需地基改良或降水处理，施工后地表沉降小。泥水式推进工法所采用的掘进机常用的有刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机和偏心破碎泥水平衡掘进机。刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机如需穿越建筑物、构造物、埋设物等对地面沉降要求很小的情况下，可采用刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机，此种机头的刀盘是一个直径比掘进机前壳体略小的具有一定刚度的圆盘。圆盘中还嵌有切削刀和刀架。刀盘和切削刀架之间可以同步伸缩，也可以单独伸缩。厦门DN3200球墨管顶管施工工程

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