盾構(gòu)隧道管片拼裝施工選型與排版總結(jié)

1、盾構(gòu)隧道管片拼裝施工選型與排版總結(jié)區(qū)間盾構(gòu)結(jié)構(gòu)為預(yù)制鋼筋混凝土環(huán)形管片，外徑6200mm,內(nèi)徑 5500mm,厚度350mm,寬度1200mm。在盾構(gòu)施匸開(kāi)工前，應(yīng)對(duì)管片進(jìn) 行預(yù)排版，確定管片類(lèi)型數(shù)量.1) 隧道襯砌環(huán)類(lèi)型為滿(mǎn)足盾構(gòu)隧道在曲線(xiàn)上偏轉(zhuǎn)及蛇形糾偏的需要，應(yīng)設(shè)計(jì)楔形襯 砌環(huán)，目前國(guó)際上通暢采用的襯砌環(huán)類(lèi)型有三種：直線(xiàn)襯砌環(huán)與楔 形襯砌環(huán)的組合；通用型管片；左、右楔形襯砌環(huán)之間相互組合。 國(guó)內(nèi)一般采用第種，項(xiàng)目隧道采用該襯砌環(huán)。直線(xiàn)襯砌環(huán)與楔形襯砌環(huán)組合排版優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)一簡(jiǎn)化施工控 制，減少管片選型工作量；缺點(diǎn)一需要做好管片生產(chǎn)計(jì)劃，增加鋼模 數(shù)量。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，依據(jù)預(yù)排版及當(dāng)前施工誤差

2、，確定下一環(huán)襯砌類(lèi)型。 由于采用襯砌環(huán)類(lèi)型不完全確定性，所以給管片供應(yīng)帶來(lái)一定難度。2) 管片預(yù)排版1、轉(zhuǎn)彎環(huán)設(shè)計(jì)區(qū)間轉(zhuǎn)彎靠楔形環(huán)完成，分三種：標(biāo)準(zhǔn)換、右轉(zhuǎn)彎環(huán)、左轉(zhuǎn)彎環(huán)。 即管片環(huán)向?qū)挾攘鶋K不是同一量，曲線(xiàn)外側(cè)寬，內(nèi)側(cè)窄。管片楔形量確定主要因素有三個(gè)：線(xiàn)路的曲線(xiàn)半徑；管片寬 度；標(biāo)準(zhǔn)環(huán)數(shù)與楔形環(huán)數(shù)之比u值。還有一個(gè)可供參考的因素：楔 形量管模的使用地域。楔形量理論公式如下： =D (m+n) B/nR(D-管片外徑，m:n-標(biāo)準(zhǔn)環(huán)與楔形環(huán)比值，B-環(huán)寬，R-擬合圓曲線(xiàn)半 徑)本次南門(mén)路到團(tuán)結(jié)橋楔形環(huán)設(shè)計(jì)為雙面楔形，楔形量對(duì)稱(chēng)設(shè)置于 楔形環(huán)的兩側(cè)環(huán)面。按最小水平曲線(xiàn)半徑R二300m計(jì)算，楔形量

3、 =37. 2mm,楔形角 B =0.334°。值得注意的是轉(zhuǎn)彎環(huán)設(shè)計(jì)時(shí)，環(huán)寬最大和最小處是固定的，左轉(zhuǎn) 彎以K塊在1點(diǎn)位設(shè)計(jì)，右轉(zhuǎn)彎以K塊在11點(diǎn)位設(shè)計(jì)，即在使用轉(zhuǎn) 彎環(huán)時(shí)，要考慮錯(cuò)縫拼裝和管片位置要求。2、圓曲線(xiàn)預(yù)排版設(shè)需擬合圓曲線(xiàn)半徑為450m(南門(mén)路到團(tuán)結(jié)橋區(qū)間曲線(xiàn)半徑值), 擬合軸線(xiàn)弧長(zhǎng)270m,需用總楔形量計(jì)算如下：B 二L/R二0. 6總二(R+D/2) P- (R-D/2) 3 =3720mm由總計(jì)算出需用楔形環(huán)數(shù)量：nl 二總/二 100標(biāo)準(zhǔn)環(huán)數(shù)量為：n2= (L-nl*B) /B二125標(biāo)準(zhǔn)環(huán)和楔形環(huán)的比值為：u=n2： nl=5:4即在R=450圓曲線(xiàn)上，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)

4、和楔形環(huán)比例為5:4,根據(jù)曲線(xiàn)弧 長(zhǎng)計(jì)算管片數(shù)量，確定出各類(lèi)型管片具體數(shù)量，出現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)環(huán) 數(shù)量減1,轉(zhuǎn)彎環(huán)加1。3) 管片實(shí)際拼裝位置排版管片拼裝采用錯(cuò)縫拼裝。1、管片點(diǎn)位整體排版由于管片拼裝的規(guī)律性，所以盾構(gòu)施工前必須對(duì)隧道管片做好排 序，并根據(jù)設(shè)計(jì)，模擬出聯(lián)絡(luò)通道和泵房位置，管片拼到聯(lián)絡(luò)通道處 時(shí)，點(diǎn)位要正好和設(shè)計(jì)點(diǎn)位符合，否則聯(lián)絡(luò)通道位置會(huì)被改變。比如 某區(qū)間，第325、326環(huán)是聯(lián)絡(luò)通道，此處拼裝點(diǎn)位是11點(diǎn)，將標(biāo)準(zhǔn) 塊A3塊拼到洞門(mén)位置。盾構(gòu)始發(fā)時(shí)負(fù)環(huán)是6環(huán)，1環(huán)零環(huán)。從負(fù)環(huán) 到325環(huán)共332環(huán)，第325環(huán)是11點(diǎn)，相當(dāng)于第332環(huán)是11點(diǎn)，那 么負(fù)環(huán)第一環(huán)點(diǎn)位應(yīng)該是1點(diǎn)2、

5、根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)選用管片盾構(gòu)機(jī)是依靠推力油缸頂推在管片上產(chǎn)生的反力向前掘進(jìn)的，推 力油缸按上、下、左、右四個(gè)方向分成四組，每一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)這四組 油缸的行程的差值反應(yīng)了盾構(gòu)機(jī)與管片的平而位置之間的空間關(guān)系， 可以看出下一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)盾尾間隙的變化趨勢(shì)。當(dāng)管片平面不垂直于 盾構(gòu)機(jī)軸線(xiàn)時(shí)，各組推進(jìn)油缸的行程就會(huì)有差異，當(dāng)這個(gè)差值過(guò)大時(shí), 推進(jìn)油缸的推力就會(huì)在管片環(huán)的徑向產(chǎn)生較大的分力，從而影響己拼 裝好的隧道管片以及掘進(jìn)姿態(tài)。通常我們以各組油缸行程的差值的大 小來(lái)判斷是否應(yīng)該拼裝轉(zhuǎn)彎環(huán)，在兩個(gè)相反的方向上的行程差值超過(guò) 4mm時(shí)，就應(yīng)該拼裝轉(zhuǎn)彎環(huán)來(lái)進(jìn)行糾編。通過(guò)轉(zhuǎn)彎環(huán)的調(diào)整左右與上 下的油缸行程差值就控制

6、在3mm以?xún)?nèi)，有利于盾構(gòu)掘進(jìn)及保護(hù)管片不 受破壞。管片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免的受到盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的約束。 管片要盡量垂直于盾構(gòu)機(jī)軸線(xiàn)，讓盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸能垂直地推在管 片上，這樣使管片受力均勻，掘進(jìn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生管片破損。同時(shí)也要兼 顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構(gòu)機(jī)與管片發(fā)生碰撞而破損管片。 當(dāng)因地質(zhì)不均、推力不均等原因，使盾構(gòu)機(jī)偏離線(xiàn)路設(shè)計(jì)軸線(xiàn)時(shí)，管 片的選型要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)選管片的計(jì)算方法如下：假定推進(jìn)油缸行程：上：1850 mm下：1830 mm左：1820 mm 右：1840 mm餃接油缸行程上：80 mm下：70 mm左：62 mm 右：75 mm盾尾間隙：上：65

7、 mm下：80 mm左：60 mm右：90 mm因推進(jìn)油缸、較接油缸安裝在中盾上，反力支座在同一部位，所 以推進(jìn)油缸的行程差減去較接油缸的行程差是管片要校正的偏移量。上下(上減下)：(1850-1830) - (80-70) =+10mm右左(右減左)：(1840-1820) - (75-62) =+7mm盾構(gòu)機(jī)油缸的行程差大于5mm時(shí)，需要選楔型環(huán)，下一環(huán)所選楔 型環(huán)管片的最大楔形量應(yīng)處于右上方，管片走向應(yīng)左向下，即要選左 轉(zhuǎn)環(huán)10點(diǎn)或右轉(zhuǎn)環(huán)4點(diǎn)。如果盾尾和管片都處于真圓狀態(tài)，上下盾尾間隙之和、及左右盾 尾間隙之和分別等于150mm。所選管走向應(yīng)使盾尾間隙趨于均等。盾尾間隙差：上下(上減下)

8、：65-80二-25mm右左（右減左）：90-60=+30mm通過(guò)盾尾間隙判斷，下一環(huán)管片走向應(yīng)該是右下方，即選右轉(zhuǎn)環(huán) 11點(diǎn)或10點(diǎn)。但行程差判斷下一環(huán)管片走向應(yīng)是左下方。綜合考 慮油缸行程差和盾尾間隙，管片應(yīng)拼向下，或向右下方，那么只能從 右轉(zhuǎn)11點(diǎn)和10點(diǎn)兩個(gè)里面選一個(gè)不通縫的點(diǎn)位。在進(jìn)行管片選型的時(shí)候，只有盾尾間隙接近警戒值（60mm）時(shí)， 才根據(jù)盾尾間隙選擇管片。3、VMT系統(tǒng)選管片根據(jù)VMT系統(tǒng)程序中對(duì)各種相關(guān)因素的預(yù)先設(shè)定，程序會(huì)給所有 后續(xù)管片進(jìn)行評(píng)估，其中不利因素最少的一環(huán)會(huì)被選中。程序會(huì)沿已 經(jīng)計(jì)算好的糾偏曲線(xiàn)進(jìn)行下一次模擬計(jì)算，預(yù)測(cè)第二環(huán)管片選型，即 程序把預(yù)測(cè)的上一管環(huán)

9、作為參考管環(huán)，進(jìn)行下一管環(huán)順序的計(jì)算。以下為VMT系統(tǒng)程序管片選擇步驟：在一環(huán)掘進(jìn)當(dāng)中，主千頂?shù)男谐踢_(dá)到1700mm左右時(shí)，手動(dòng)測(cè)量 上一環(huán)管環(huán)的盾尾間隙。當(dāng)掘進(jìn)結(jié)束，推進(jìn)油缸未收縮前，按相應(yīng)格 式把測(cè)的盾尾間隙輸入程序，VMT系統(tǒng)就開(kāi)始計(jì)算管片拼裝點(diǎn)位。當(dāng) 計(jì)算結(jié)果出來(lái)后，接著操作人員應(yīng)當(dāng)檢查上一環(huán)管片選型是否正確。 如果其前而的操作無(wú)誤，則此類(lèi)管片應(yīng)當(dāng)是正確的。VMT系統(tǒng)會(huì)計(jì)算的結(jié)果顯示在屏幕的中央。如果對(duì)建議的管環(huán)滿(mǎn) 意,則可選擇按鍵“Build”，進(jìn)行管片拼裝。如果對(duì)建議的管環(huán)類(lèi)型不滿(mǎn)意，或現(xiàn)有管片的類(lèi)型限制，則可對(duì) 其進(jìn)行更換。首先選擇屏幕中央要被替換的管環(huán)，接著從右欄中選定 希望用的管片類(lèi)型。利用屏幕上的箭頭執(zhí)行替換操作。如果一個(gè)管環(huán)是通過(guò)這種方式手動(dòng)