[发明专利]一种顶管掘进机施工对上覆管线安全性影响预测方法

权利要求书

1.一种顶管掘进机施工对上覆管线安全性影响预测方法，其特征在于，其步骤为：

(1)确定顶管掘进机刀盘直径B₀和掘进机刀盘对土体切削时施加的土压力p₀；

(2)确定掘进机刀盘的等效宽度b₀：

(3)根据顶管中心的施工高程H₁以及管线中心的高程H₂，确定顶管上边缘至管线中心的垂直距离d₀：

d₀＝H₂-H₁-b₀/2

(4)确定计算宽度1的数值b₁和计算长度1的数值l₁：

b₁＝b₀/2，l₁＝b₁+d₀

(6)确定计算宽度2的数值b₂和计算长度2的数值l₂：

b₂＝b₀/2，l₂＝d₀

(7)确定掘进机刀盘切削土压力在管线处产生的水平附加应力表达式p(z)：

其中，z为掘进机刀盘到管线的水平距离，为要求的物理量，即自变量；

(8)确定水平附加应力表达式p(z)的最大值p：

对p(z)取导数p'(z)，令p'(z)＝0，求出其解z₀，将z₀代入到p(z)中，得到p；

(9)确定管线材料的允许抗拉强度[σ_t]、管线外径D、内径d：

根据管线材料和工程指标，确定允许抗拉强度[σ_t]；由管线设计参数，确定出管线外径D、内径d；

(10)确定掘进机刀盘对管线产生的最大弯矩M：

(11)确定管线横截面对中性轴的惯性矩I_z：

(12)确定掘进机刀盘对管线产生的最大拉应力σ_t：

(13)确定掘进机刀盘对管线产生的最大变形量δ：

其中，E为材料的弹性模量，根据材料种类确定；

(14)判定掘进机刀盘对管线的安全性影响：

若σ_t≤[σ_t]且δ≤[δ]，则管线安全；σ_t＞[σ_t]或δ＞[δ]，则管线不安全，其中，[δ]为允许变形量，取1.0cm。