随着城市化进程加快,地下空间开发和利用越来越受到人们重视。作为非开挖施工技术的一种,顶管法在地下工程建设中得到广泛应用,取得了良好的环境与经济效益。鉴于顶管法本身的工艺特点,其施工过程会对周围土体产生扰动,从而导致周围地表产生一定变形。这种变形如果过大,会对道路、周围建筑物、构筑物构成危害,危机其安全。因此,研究顶管施工引起的变形问题具有很重要的意义。本文以采用顶管法施工的郑州新区污水处理厂厂外污水干管工程为背景,首先,根据地层条件与工况,对本顶管工程的各顶进参数进行理论计算。其次,通过理论计算的地表变形值与数值模拟和监测的变形值数据进行对比,得出此类地区顶管施工引起的地表变形规律与影响范围。最后,对减小顶管施工引起的周围环境影响提出了合理的控制措施与建议,为以后类似的顶管工程提供参考依据。本文的主要内容与结论如下:(1)根据WA线35#~36#井区段的地层条件与工况对顶进过程的顶推力、中继间位置与个数等施工参数进行理论计算。(2)考虑土体泊松比及椭圆形非等量径向土体移动模式对地表变形的影响,运用修正后的Sagaseta公式对本工程施工引起的地面横、纵向影响范围进行计算,总结开挖面位置对地表沉降的影响规律。分析不同埋深、不同半径和地层损失率对地表表沉降的影响。(3)利用有限元软件,模拟顶管施工对地表沉降的影响,并分析弹性模量与内摩擦角对沉降的影响。(4)通过理论、有限元模拟计算结果与实测数据对比分析,得出此类地区顶管施工引起地表变形的横向影响范围(以轴线为中心)左右各1.5h(h为管道轴线埋深);开挖面到达不同位置沿轴线纵向影响范围为-2h~2h(负值代表开挖面远离监测断面,正直表示开挖面未到达监测断面),得出此类地层进行顶管施工取η=1.5%的地层损失率对地表沉降进行预测,对实际工程具有一定的参考意义。(5)对减小顶管施工引起的地表变形与环境危害提出有效的控制措施。