上海市基础工程集团有限公司 上海 200002

1 曲线顶管管节分析

相比直线顶管，曲线顶管的受力条件更为复杂[1]，如图1所示，顶管工具管进入曲线段后管道之间推进力传递面逐渐靠向曲线内侧，管道受到单边荷载作用，内弧侧偏心受力。由于各个管节顶力方向不一致，存在指向曲线外侧的径向分力，从而产生转动力矩。受工具管取土扰动影响，周围土体反力能够提供的最大抵抗力矩小于转动力矩时，工具管将无法维持在设计曲线路径上[2-4]。这也是工具管在曲线段内纠偏张角大于理论张角的原因之一。但这种情况对于跟进管节来说有着很大的不同，跟进管节与外部土体之间有着更为复杂的联系。这个现象在直线入曲线点最为突出[5]。在入曲线点的跟进管节会有这样一个过程（图2）。

（a）第一阶段。顶管直线段管节间隙相同，进入曲线的那一刻外弧侧被拉出了张缝，对于这条管节接口来说，体积增大了。这造成了外弧侧的表面积大于内弧侧的表面积，从而使得跟进管节获得了指向内弧侧的径向分力。与此同时，跟进管内弧侧会持续扰动与其接触的土体，这种持续的扰动会产生“带土”效应，即管节将与其接触的土体向顶进方向牵引。这种扰动会使得管节的入曲线段有“变直”的趋势。

图1 工具管进入曲线

图2 跟进管管节形态

（b）第二阶段。对于入曲线点这个位置的后续跟进管节来说，顶管向前顶进距离越长，该处管节所传递的顶力越大。由于入曲线点夹角的存在，会使得跟进管节受到外弧侧径向分力的影响也越来越大。……