顶管施工对周边环境影响研究现状综述

顶管施工对周边环境影响研究现状综述

综上所述，通过分析顶管隧道的研究现状可知，在施工引起地表沉降的研究中，采用较多的是根据实测数据进行整合的经验公式法和借助计算机软件进行的数值模拟方法，其次是运用力学基础进行理论分析。然而顶管施工引起土体变形具有复杂的时间和空间效应，欲用单一方法将其分析完善是不可能的，每一种方法都有其优缺点：

经验法因其公式中参数少、计算简单方便，而被众多的研究学者广泛应用于顶管隧道地表沉降的计算与预测中。但仍存在一些不足之处：①参数取值的准确性，参数是根据以往施工资料统计得出，其取值的准确性具有概率性，在没有施工经验的地区就显示了经验公式法的局限性；②公式的移植性差，不同地区的工程地质情况存在差异性，同时未考虑施工工艺的影响，需根据实际工况进行适当的修正，方可用于工程的计算和预测分析；③最为关键的是经验公式缺乏理论依据，不具有足够说服力。

理论分析法是针对顶管施工对土体的作用采用数学方法进行理论推导而得出的解析解。理论分析法推导过程比较严谨，具有充分的理论依据，且变形计算量小，精度高，被一些专家学者广泛运用。但对地层条件的合理假定是运用理论分析方法的前提，使得解题范围具有较大的局限性。解析法往往只提供一个合理的理论公式框架，这些理论公式无法考虑复杂的边界条件、多土层、注浆等施工情况，解析解可在初始条件明确和简单的边界条件下求出。

数值模拟法的优势在于为研究人员认知岩土体内部的破坏机理提供了强大的可视化方法。数值仿真技术可以较综合地分析顶管正面顶推力、土压力、土层属性、管节与土体侧摩阻力、管径、管节材质、埋深等影响地表沉降的各主要因素，较为准确地预测隧道施工引起的土体变形。但三维有限元运算数据量大、费事费力，同时建模过程中用到的岩土层

参数及边界条件等选取较困难，使得分析数据存在差异性和不确定性。同时，由于模型建立方式的不同以及建模人员素质的参差不齐，对分析结果的可靠性产生疑问。综合优劣势，数值模拟法能考虑复杂岩土特性，能考虑复杂边界条件，能动态模拟施工过程，能解决复杂隧道问题，毫无疑问数值模拟法是解决岩土体问题的主流研究方法。

顶管法施工引起的地表变形特点具有区域性，不同地区的工程地质和施工工艺的差异对土体的扰动程度存在差异，探讨其中的异同点为施工提供理论支持，目前针对郑州地区采用顶管法施工引起的地表沉降研究较少，并且顶管管型多为圆形。近年来，现代化建设处于高速发展阶段，为促进新老城区交通的联络，正在兴建一些下穿城市主干道矩形顶管隧道。加强矩形顶管隧道施工对周围土体的作用机理、影响范围、影响程度的预测以及变形控制措施的研究，有助于解决城市环境岩土工程问题。