包头综合管廊矩形顶管施工地表变形机理及主要影响因素

内蒙古包头新建综合管廊的断面尺寸为6.7m×5.4m，该管廊穿越城市主干道，穿越段的长度为93m。由于车流量大，采用分幅明挖并结合交通导流仍不能满足交通需求。因此，综合考虑采用矩形顶管隧道模具施工。地层以填土、黏土、中砂、砾砂等软弱土层为主，地下水位较高，在地面下1m。

矩形顶管隧道模具施工引起地表变形的机理十分复杂，其主要因素一般有以下3个。

1.土体损失。指的是顶管隧道模具施工时，开挖的土体体积大于设计开挖的土体。

2.顶管隧道模具推力。顶管隧道模具施工时，开挖面前顶管隧道模具的推力控制不均匀，可能会导致底层变形。

3.管道外壁摩阻力。管道顶进施工时，管道与土体间会产生摩擦力，导致土体变形破坏。

实际施工中，上述3个因素并不是相互独立的，而是互相影响的，且它们的相对大小并不是一成不变的；其中，管道外壁摩阻力相对比较稳定，而顶管隧道模具推力和土体损失则是动态变化的，它们的大小与现场施工情况紧密相关。