管片選型方法含曲線

1、管片選型方法1、引言管片選型的目的就是按照設(shè)計(jì)線路的要求， 選擇適宜的點(diǎn)位將管 片拼裝成型，盡可能得符合設(shè)計(jì)線路。管片選型的基本思路是根據(jù)設(shè) 計(jì)線路和盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，計(jì)算已成型管片與設(shè)計(jì)線路的相對(duì)趨向，選擇 下一環(huán)管片的安裝點(diǎn)位，以擬合成型管片與設(shè)計(jì)線路的相對(duì)誤差， 同 時(shí)管片選型還需兼顧盾尾間隙。2、趨向2.1趨向的定義趨向，實(shí)際是角度，只是代表的含義不同，趨向表示以此角度的 方向上前進(jìn)1米而在該角度上變化多少毫米，故趨向的單位是 mm/m 例如盾構(gòu)機(jī)與設(shè)計(jì)線路的相對(duì)趨向，實(shí)為盾構(gòu)機(jī)軸向與設(shè)計(jì)線路中線 的夾角，若VMT上顯示盾構(gòu)機(jī)的水平趨向?yàn)?,其意義為盾構(gòu)機(jī)按目 前的方向每往前推進(jìn)1米，則盾構(gòu)

2、機(jī)水平方向要偏離設(shè)計(jì)線路中線 +4 毫米。垂直方向上的趨向理解同上。盾構(gòu)機(jī)與設(shè)計(jì)線路的相對(duì)趨向?yàn)?a后續(xù)管片與盾構(gòu)機(jī)的相對(duì)趨向?yàn)锽,則后續(xù)管片與設(shè)計(jì)線路之間相對(duì)趨向?yàn)閍+ B。水平趨向垂直趨向2.2趨向的計(jì)算現(xiàn)以海瑞克盾構(gòu)機(jī)（刀盤6.28米）為例，進(jìn)行趨向的計(jì)算。按常 規(guī)操作規(guī)定水平方向右為正，左為負(fù)；垂直方向上為正，下為負(fù)。海瑞克盾構(gòu)機(jī) VMT測(cè)量系統(tǒng)前點(diǎn)位于切口換處，后點(diǎn)位于中盾 內(nèi)，前點(diǎn)和后點(diǎn)的距離為3.92米，為計(jì)算方便取4米；盾構(gòu)機(jī)推進(jìn) 油缸位置處于中心對(duì)稱半徑為 2.85米的圓上，相鄰油缸距離約4米。根據(jù)VMT測(cè)量系統(tǒng)的顯示能得知盾構(gòu)機(jī)前點(diǎn)為(Xi, yi),后點(diǎn)為 (X2, y2

3、),故盾構(gòu)機(jī)相對(duì)設(shè)計(jì)線路的水平趨向?yàn)閍i= (Xi- x 2) /4 ,垂直趨向?yàn)?a2= (yi- y 2) /4。同理，管片相對(duì)盾構(gòu)機(jī)的趨向可以根據(jù)推進(jìn)油缸的行程計(jì)算得 出。設(shè)四組油缸行程分別為 La、Lb、Lc、LD,根據(jù)推進(jìn)油缸中心對(duì)稱 的原理得知，水平方向油缸行程差為L(zhǎng)a- L d = L b - L c,垂直方向油缸行程差為L(zhǎng)a- Lb= Ld- Lc,故管片相對(duì)盾構(gòu)機(jī)的水平趨向?yàn)?®二(La- Ld) /4，垂直趨向?yàn)闇?La- L b) /4。所以管片與設(shè)計(jì)線路的水平趨向?yàn)閍i+3二(Xi- X2 ) /4+ ( La- Ld)/4，垂直趨向?yàn)?a+ = (yi- y

4、 2) /4+ ( La- L b) /4 ;管片選型的目標(biāo) 是盡量使管片與設(shè)計(jì)線路的趨向接近于零，故下環(huán)管片應(yīng)盡量選取管 片自身水平趨向?yàn)?(ai+3)，垂直趨向?yàn)?(a+隹)的點(diǎn)位。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)時(shí)，| ai+3|、| a2+ 2 |均應(yīng)控制在03之間， 在46之間應(yīng)該調(diào)整，絕對(duì)不允許大于 6。在糾偏線路上，應(yīng)根據(jù)糾 偏線路，| a+創(chuàng)、| a+|可略增加，增加幅度與盾構(gòu)機(jī)實(shí)際糾偏線 路的趨向一致。3、管片選型實(shí)例計(jì)算3.1直線段管片選型在直線段盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，設(shè)計(jì)線路的自身趨向?yàn)?,盾構(gòu)機(jī)相對(duì)設(shè)計(jì)路線的趨向由VMTS示得知，如：后點(diǎn)前點(diǎn)趨向水平251垂直-2 -6 -1貝 y a=1,

5、 a=-1。盾尾內(nèi)管片與盾構(gòu)機(jī)的相對(duì)趨向由推進(jìn)油缸行程差計(jì)算得知，如：A組油缸行程：La =1842mm B組油缸行程：Lb =1810mm C組油缸行程Lc =1799mm D組油缸行程：Ld =1831mm則管片相對(duì)盾構(gòu)機(jī)的水平趨向?yàn)?滬(La- L d) = (1842-1831) / 43,垂直趨向?yàn)?苦(La- Lb) /4= (1842-1810)/ 4=8。因此管片與設(shè)計(jì)線路的水平相對(duì)趨向?yàn)?a+3 =1+3=4,垂直相對(duì) 趨向?yàn)閍+3 =-1+8=7。下環(huán)管片應(yīng)盡量選取管片自身水平趨向?yàn)?4 , 垂直趨向?yàn)?7的點(diǎn)位。下面以廣州常用的左右轉(zhuǎn)環(huán)管片為例選擇點(diǎn)位。該管片為后楔形，楔

6、形量為38mm其中標(biāo)準(zhǔn)塊長(zhǎng)度為1498mm左、右轉(zhuǎn)環(huán)長(zhǎng)邊為1517mm 短邊為 1479mm根據(jù)正弦定律可計(jì)算 K塊拼裝在各個(gè)點(diǎn)位時(shí)的水平和垂直的楔形量，計(jì)算結(jié)果如下表所示：左轉(zhuǎn)環(huán)右轉(zhuǎn)環(huán)安裝點(diǎn)位水平楔形量垂直楔形量安裝點(diǎn)位水平楔形量:垂直楔形量1點(diǎn)-36.1411.741點(diǎn)36.14-11.742點(diǎn)-22.3430.742點(diǎn)22.34-30.743點(diǎn)0383點(diǎn)0-384點(diǎn)22.3430.744點(diǎn)-22.34-30.745占7八、36.14-11.745占7八、-36.14-11.747點(diǎn)36.14-11.747點(diǎn)-36.1411.748點(diǎn)22.34-30.748點(diǎn)-22.3430.749點(diǎn)0-

7、389點(diǎn)03810點(diǎn)-22.34-30.7410點(diǎn)22.3430.7411點(diǎn)-36.14-11.7411點(diǎn)36.1411.74管片外徑為6米，故K塊拼裝在各個(gè)點(diǎn)位時(shí)的水平趨向和垂直趨向?yàn)橄鄳?yīng)的楔形量/ 6米，例如左轉(zhuǎn)1點(diǎn)的水平趨向?yàn)?36.14 /66, 垂直趨向?yàn)?1.74 / 62。上述管片與設(shè)計(jì)線路的水平相對(duì)趨向?yàn)?a+p=4,垂直相對(duì)趨向 為a+及=7。下環(huán)管片應(yīng)盡量選取管片自身水平趨向?yàn)?-4，垂直趨向 為-7的點(diǎn)位。根據(jù)楔形量計(jì)算管片自身趨向得出，左轉(zhuǎn)環(huán) K塊拼裝 在10點(diǎn)或者右轉(zhuǎn)環(huán)K塊拼裝在4點(diǎn)的位置時(shí)水平自身趨向?yàn)?22.34 /6=-3.7mm/m 垂直趨向?yàn)?30.74 /

8、6=-5.1 mm/m 能較好的滿足 擬合趨向的要求。3.2已知半徑曲線段管片選型對(duì)已知曲線半徑的管片選型方法，基本思路跟上述一致，只需多計(jì)算設(shè)計(jì)線路的自身趨勢(shì)，在管片選型時(shí)疊加。例如：已知設(shè)計(jì)線路曲線半徑為右轉(zhuǎn) 400米，每環(huán)轉(zhuǎn)彎楔形量為6000X 1.5 /400=22.5mn,即管片拼裝完成后的平均楔形量為 22.5mm 時(shí)就能滿足設(shè)計(jì)線路為400米的半徑。設(shè)計(jì)線路自身水平趨向?yàn)閅22.5 / 6-4,故管片選型時(shí)應(yīng)選取的管片自身水平趨向?yàn)?(a+®) + 百-(ai+ ® ) +4。設(shè)計(jì)線路在縱向坡度豎曲線修正時(shí)的曲線半徑通常很大，管片選型時(shí)可以忽略豎曲線修正時(shí)的影

9、響。4、考慮盾尾間隙選型在盾尾和管片處于真圓狀態(tài)時(shí)，上下盾尾間隙和左右盾尾間隙之 和分別應(yīng)等于150mm為了管片的受力均勻，管片的走向應(yīng)使盾尾間 隙趨于均等。例如測(cè)得盾尾間隙為上：65mm下：80mm左：60mm右: 90mm則盾尾間隙差為：上-下=65-80=-25mm右-左=90-60=30mm 通過盾尾間隙判斷，下一環(huán)管片走向應(yīng)是右下方，即選擇右轉(zhuǎn)環(huán)11點(diǎn)或10點(diǎn)。盾尾間隙上、下、左、右分別為Z 1、Z 2、Z 3、Z 4,當(dāng)管片即將 拖出盾尾時(shí)，對(duì)應(yīng)盾尾間隙Z 1、Z 2、Z 3、Z 4、其關(guān)系如下：Z 1 = Z 1 +(L3-L1)L/4Z 3 = Z 3+( L_1-L3)L/4Z 2 = Z 2 +(_4-L 2)L/4Z 4 = Z 4 +(L2-L 4)L/4注：L為實(shí)測(cè)管片間隙處距尾刷端部的距離。當(dāng)Z 1、Z 2、Z 3、Z 4、值小于Z時(shí)，管片在脫出盾尾地方受 到該方向盾尾的附加壓力，容易造成管片開裂和變形。差值越大，受 力越大。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)差值大于 30mm時(shí)，管片將會(huì)破損。通常情況下管片選型必須按照設(shè)計(jì)線路和盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)來選擇K 快點(diǎn)位，只有盾尾間隙在三60m m的情況下，才能根據(jù)盾尾間隙來選 型。5、小松盾構(gòu)機(jī)管片選型小松盾構(gòu)機(jī)管片選型的原理與上述原理完全一致， 只是由于盾構(gòu) 機(jī)和測(cè)量系統(tǒng)的自身差異，計(jì)算管片選型時(shí)