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文檔簡(jiǎn)介

盾構(gòu)施工法管片選型拼裝建設(shè)總部郭永順精選ppt盾構(gòu)施工法管片選型拼裝建設(shè)總部精選ppt1管片選型拼裝內(nèi)容:一、管片選型的意義;二、管片表觀幾何尺寸特性;三、管片選型與隧道軸線;四、管片選型與盾構(gòu)機(jī);五、施工中糾偏修正;六、管片選型原則;七、管片拼裝。精選ppt管片選型拼裝內(nèi)容:精選ppt2一、管片選型的意義隧道工程施工中,盾構(gòu)法隧道不同與礦山法、明挖等工法。它是在一密閉施工機(jī)械內(nèi),采用預(yù)制構(gòu)件,利用機(jī)械臂,按預(yù)定方法、工序?qū)㈩A(yù)制構(gòu)件逐一安裝而形成隧道,使成型的隧道滿足設(shè)計(jì)要求。管片選型的意義:按預(yù)定方法、工序進(jìn)行,符合設(shè)計(jì)預(yù)定要求;管片選型好與差直徑影響工程進(jìn)度、質(zhì)量、投資。精選ppt一、管片選型的意義隧道工程施工中,盾構(gòu)法3二、管片表觀幾何尺寸特性精選ppt二、管片表觀幾何尺寸特性精選ppt4(一)管片外觀尺寸計(jì)算注:a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉(zhuǎn)角度Kt管片頂部寬度最大值:kt=1500+19sinаKb管片底部寬度最大值:kb=1500-19sinаKl管片左端寬度最大值:kl=1500+19cosаKr管片右端寬度最大值:kr=1500-19cosа管片水平、垂直方向?qū)挾瘸叽缬?jì)算精選ppt(一)管片外觀尺寸計(jì)算注:a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉(zhuǎn)角度Kt5(二)管片空間角度、尺寸計(jì)算

封頂塊位置從頂端偏了a°時(shí),楔形環(huán)前面的中心點(diǎn)C,(中心點(diǎn)由C→C,)移動(dòng),其移動(dòng)量為COC=4.75mm。移動(dòng)量分成水平(X)和垂直(Y):水平向:ΔX=38cosa°垂直向:ΔY=-38sina°楔形環(huán)前端斷面的直角方向(C,→C“)和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)—楔形環(huán)管片的連接面與直角方向(中心軸方向)是A—A角2θ,此角度可分成X(水平-θX)與Y(垂直-θY),C,→C“的長(zhǎng)度為L(zhǎng)公式如下:

由于:tan2θ=tan(0.3628°)=6.332×10-3所以:θX=tan-1(0.006332×cosa)θY=-tan-1(0.006332×sina)管片環(huán)空間角度、尺寸變化計(jì)算精選ppt(二)管片空間角度、尺寸計(jì)算封頂塊位置從頂6楔形管片K件在不同位置時(shí)ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大?。篕件位置K件所在圓弧位置a(°)K件旋轉(zhuǎn)角度ΔX(mm)寬度差ΔY(mm)寬度差θX(°)角度變化θY(°)角度變化0(0)0(180)38.0(-38.0)0.0(0.0)0.3628(-0.3628)0.0000(0.0000)1(-1)18(342)36.14(36.14)-11.74(11.74)0.3450(0.3450)-0.1121(0.1121)2(-2)36(324)30.74(30.74)-22.34(22.34)0.2935(0.2935)-0.2132(0.2132)3(-3)54(306)22.34(22.34)-30.74(30.74)0.2132(0.2132)-0.2935(0.2935)4(-4)72(288)11.74(11.74)-36.14(36.14)0.1121(0.1121)-0.3450(0.3450)5(-5)90(270)0.00(0.00)-38.00(38.00)0.0000(0.000)-0.3628(0.3628)右楔形環(huán)管片為例:計(jì)算法則:垂直向Y:下-上水平向X:左-右負(fù)數(shù)(-)代表軸線下降、左轉(zhuǎn)。正數(shù)(+)代表軸線上升、右轉(zhuǎn)。精選ppt楔形管片K件在不同位置時(shí)ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大小7(三)管片空間水平、垂直向角度變化計(jì)算另一方法精選ppt(三)管片空間水平、垂直向角度變化計(jì)算另一方法精選ppt8角度(1,2)的調(diào)整量是從上圖的關(guān)系里按下列公式計(jì)算:垂直方向:1=2v水平方向:2=2h注:6000為管片直徑從推導(dǎo)公式可以顯示為:精選ppt角度(1,2)的調(diào)整量是從上圖的關(guān)系里按下列公式計(jì)算:水9三、管片選型與隧道軸線管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的隧道,對(duì)于軸線的構(gòu)成,是利用每一環(huán)管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的短直線將其相互連接,盡可能地將管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的隧道軸線與設(shè)計(jì)隧道軸線吻合。但仍然存在一定的誤差。精選ppt三、管片選型與隧道軸線管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的隧道10(一)管片擬合的隧道軸線提出一個(gè)問(wèn)題:為什么目前廣州地鐵的大多數(shù)管片環(huán)為寬度1500mm,內(nèi)徑5400mm,管片環(huán)楔變量38mm?1.對(duì)于內(nèi)徑選擇:主要根據(jù)列車(chē)的選型、設(shè)備(限界)、列車(chē)設(shè)計(jì)旅行的速度確定(活塞效應(yīng));2.管片環(huán)的寬度、楔變量:主要根據(jù)設(shè)計(jì)線路平、縱斷面曲線半徑、盾構(gòu)機(jī)內(nèi)空間設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)允許的誤差確定;3.按施工過(guò)程中施工工藝、功效、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益確定。4.管片環(huán)節(jié)形成的隧道軸線關(guān)鍵是盡量減小與隧道設(shè)計(jì)軸線誤差。精選ppt(一)管片擬合的隧道軸線提出一個(gè)問(wèn)題:為什么目前廣州地11(二)管片寬度、楔變量的確定1.管片寬度:管片寬度與設(shè)計(jì)軸線最小誤差(設(shè)計(jì)允許誤差±50mm),建議在10mm范圍內(nèi);2.管片楔變量:在確定管片寬度后,根據(jù)直徑、寬度則可確定管片楔變角度和楔變量;3.確定管片參數(shù)后,盾構(gòu)機(jī)根據(jù)其參數(shù)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)內(nèi)空間設(shè)計(jì)。管片環(huán)楔變角Q=180°-2Q1注:在確定上述的參數(shù)后,須根據(jù)管片拼裝模式(如:封頂塊位置、管片拼裝模式)進(jìn)行驗(yàn)算調(diào)整。精選ppt(二)管片寬度、楔變量的確定1.管片寬度:管片環(huán)楔變角Q=112(三)管片排列管片排列需根據(jù)隧道設(shè)計(jì)線路、管片寬度、管片楔變角、管片拼裝模式確定。1.在隧道設(shè)計(jì)線路圖中,圓曲線一般給出圓形要素:圓曲線半徑R、圓曲線所對(duì)應(yīng)的圓心角度a、圓弧長(zhǎng)度L等。2.根據(jù)圓弧長(zhǎng)公式:L=a.π.R/1803.根據(jù)管片拼裝模式(錯(cuò)縫拼裝、通縫拼裝),封頂塊(K件)所在位置時(shí),管片環(huán)所對(duì)應(yīng)楔變角度。4.則對(duì)于管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)圓弧線的圓心角為:一)管片排列估算精選ppt(三)管片排列管片排列需根據(jù)隧道設(shè)計(jì)線路、管片寬度、管135.K件所在位置所對(duì)應(yīng)的楔變角度與管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心角之比,則得出管片環(huán)所組合模式。如:設(shè)計(jì)線路平面曲線半徑R=450m,平面曲線圓心角57°,管片寬度1.5m,管片環(huán)楔變量最大值38mm,管片采用錯(cuò)縫拼裝,封頂塊(K件)偏轉(zhuǎn)18度安裝。則:平面曲線弧長(zhǎng)L=57×3.14×450÷180=447.45m。管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心角Q=1.5÷447.45×57=0.191度封頂塊偏轉(zhuǎn)18度拼裝,管片環(huán)楔變角為0.345度。0.345÷0.191=1.8環(huán)。即:對(duì)于1.5m的管片環(huán)使用1+1(1直線+1楔形環(huán))楔型環(huán)管片。注:該計(jì)算方法只是粗略計(jì)算,沒(méi)能考慮實(shí)際中工中存在偏差修正問(wèn)題。

精選ppt5.K件所在位置所對(duì)應(yīng)的楔變角度與管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心14二)管片環(huán)修正排列計(jì)算

圓曲線半徑450m,管片環(huán)寬度1.5m。計(jì)算管片環(huán)排列及偏差1.半徑450米所需的軸線偏轉(zhuǎn)角,管片環(huán)K件在±18°(拼裝模式:S(-18°)—R(18°)—S(-18°)—R(18°)….,圓曲線圓心角57°,則弧長(zhǎng)為447.45m以每一環(huán)1.5米進(jìn)行計(jì)算,由平面幾何得:

由于管片環(huán)封頂塊K在±18°,通過(guò)計(jì)算,封頂塊在18°時(shí),其水平方向偏轉(zhuǎn)角為:0.3450°(0.3450°÷2=0.1725°)則:θ1,、θ2,、θ3,=――――θ,θ=0.3450°/2=0.1725°則:每環(huán)管片環(huán)與圓曲線偏差角度:=0.1725-0.1910=-0.0185°表明:每安裝一環(huán)管片,管片環(huán)的軸線偏離圓曲線0.0185°(注:在圓曲線內(nèi)則為正值,外則為負(fù)值)。精選ppt二)管片環(huán)修正排列計(jì)算1.半徑450米所需的軸線偏轉(zhuǎn)角,管片15

在第一環(huán)管片施工中心方向與隧道設(shè)計(jì)中心方向一致情況下,下圖將表示每一環(huán)安裝后的偏差(第1環(huán)),+2=3(第2環(huán)),+2+3=6(第3環(huán))―――,+2+―――+n(第N環(huán)),不斷增大。=1500sin=1500sin(0.0185)=0.48mm

在第N環(huán)的偏差:n=+2+3―――+n=0.5n(n+1)mm;在第N環(huán)的角度偏差:N

=0.0185n

如不作修正,則:弧長(zhǎng)447.45=298環(huán)

N=298×0.0185=5.513°第298環(huán)累計(jì)偏差:(第298環(huán))=0.5×298×(298+1)×0.48=21.312m。

如按上述不作修正,軸線是嚴(yán)重的、災(zāi)難性的偏離。因此需作修正,以滿足設(shè)計(jì)軸線要求。在第N環(huán)修正:Nx=θ÷=0.1725÷0.0185=9環(huán)注:θ:每環(huán)偏差角累計(jì)到達(dá)管片環(huán)修正角度時(shí)修正角度則:在第9環(huán)偏差=0.5n(n+1)=0.5×9×(9+1)×0.48=21.6mm

精選ppt在第一環(huán)管片施工中心方向與隧道設(shè)計(jì)中心方向16由于施工軸線在隧道設(shè)計(jì)軸線外則,對(duì)于21.6mm偏差,雖然在施工誤差范圍內(nèi),但考慮施工軸線隨長(zhǎng)度增加而增加,偏差不斷增大,需將施工偏差調(diào)整在設(shè)計(jì)軸線內(nèi)則,因此必須在施工9環(huán)內(nèi),作出調(diào)整,一般是在計(jì)算第N環(huán)修正,提前N/2修正(如第9環(huán)修正,則提前9÷2=4環(huán)修正),即:在第4環(huán)修正偏差=0.5n(n+1)=0.5×4×(4+1)×0.48=4.8mm即:在開(kāi)始第4環(huán),使用R-R模式,以后每隔9環(huán)使用R-R模式。注意:若通過(guò)管片排列計(jì)算,施工軸線在設(shè)計(jì)隧道軸線內(nèi)則,則修正環(huán)使用S-S(標(biāo)準(zhǔn)環(huán))。精選ppt由于施工軸線在隧道設(shè)計(jì)軸線外則,對(duì)于21.6m17

通過(guò)上述計(jì)算,可以確定對(duì)曲線半徑450m,弧長(zhǎng)447.45m,圓心角57°的圓曲線,可確定管片排列模式:S-R-S-R-R-S-R-S-R-S-R-S-R-R-S-R……….。(其中管片環(huán)封頂塊旋轉(zhuǎn)安裝角度為:±18°)則:可知弧長(zhǎng)447.45圓曲線,管片環(huán)使用多小環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、多小環(huán)楔型環(huán)。同理:則全區(qū)間的管片環(huán)數(shù)可知,但需根據(jù)施工單位施工水平,排列計(jì)算得出的環(huán)數(shù)后,作楔型管片環(huán)增加,已作日后糾偏使用。對(duì)于圓曲線排列,小結(jié)其計(jì)算步驟:1、通過(guò)圓心角公式,初步估計(jì)管片環(huán)排列模式;2、計(jì)算管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心角度;3、計(jì)算管片環(huán),K件旋轉(zhuǎn)不同角度時(shí),其寬度、修正角度;4、計(jì)算一環(huán)管片環(huán),修正角度與管片環(huán)寬度所對(duì)因的圓心角度差值及偏差量;5、計(jì)算第N環(huán)修正量、第N/2環(huán)修正量及使用修正拼裝模式;6、管片環(huán)排列模式。注:在盾構(gòu)機(jī)實(shí)際施工中,考慮地質(zhì)、操作、機(jī)械問(wèn)題,往往將盾構(gòu)機(jī)施工軸線設(shè)置在圓曲線內(nèi)則施工。精選ppt通過(guò)上述計(jì)算,可以確定對(duì)曲線半徑450m,弧長(zhǎng)18四、管片選型與盾構(gòu)機(jī)管片選型與盾構(gòu)盾尾、盾構(gòu)鉸接、盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂有著重要關(guān)系,特別是盾尾間隙的控制,尤為突出。從理論上,當(dāng)管片安裝后,管片環(huán)外圓面與盾構(gòu)盾尾內(nèi)圓面,其間隙是一致的,但實(shí)際施工中,由于受地層、人工操作、盾構(gòu)蛇行等,造成間隙距離不一。

盾尾間隙確定:由管片寬度、隧道設(shè)計(jì)軸線、注漿工藝、盾尾油脂壓注工藝確定。

精選ppt四、管片選型與盾構(gòu)機(jī)管片選型與盾構(gòu)盾尾、盾構(gòu)鉸19(一)盾尾間隙盾構(gòu)機(jī)盾尾間隙變化三種情況:1、使用楔型環(huán)管片環(huán);2、管片方位角與盾構(gòu)機(jī)方位角不一致,3、盾構(gòu)機(jī)偏移。以上三種情況在實(shí)際施工常常同時(shí)出現(xiàn),是一個(gè)綜合性因素。第二種情況第一種情況第三種情況精選ppt(一)盾尾間隙第二種情況第一種情況第三種情況精選ppt20第一種情況:使用楔型管片a=ABa,=A,B,b=2200-ab,=2200-a,B1=a.tanaB2=-(a’tana)c1=B1+btan(2a+b)c2=-(B2+b’tan(2a+b))注:c1、c2則由于管片環(huán)的組合的不同而不同。精選ppt第一種情況:使用楔型管片a=AB注:c1、c2則由于管片21第二種情況:管片方位角與盾構(gòu)機(jī)方位角不一致δB1'=1500sinθδB2'=-1500sinθδC1'=2500sinθδC2'=-2500sinθ精選ppt第二種情況:管片方位角與盾構(gòu)機(jī)方位角不一致δB1'=150022第三種情況:盾構(gòu)偏移:管片與機(jī)尾的間隙,上(δt)下(δb)左(δl)右(δr)的數(shù)值,在盾構(gòu)機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)盾尾是可以測(cè)量到,在管片中心(θs)與盾構(gòu)機(jī)中心(θt)的偏差δv、δh可以用下公式計(jì)算出來(lái):δt+r+δV=r-δV+δb

δr+r+δh=r-δh+δlδh=(δl-δr)

δmin=精選ppt第三種情況:盾構(gòu)偏移:管片與機(jī)尾的間隙,上(δt)下(δb)23(二)管片選型與盾構(gòu)千斤頂垂直方向水平方向目前盾構(gòu)機(jī)中,在盾構(gòu)機(jī)控制面板均能顯示垂直方向(定部、底部)及水平方向(左側(cè)、右側(cè))千斤頂定行程,將各行程差,則初步反映了目前盾構(gòu)及姿態(tài)(轉(zhuǎn)彎、上坡、下坡?tīng)顟B(tài))。精選ppt(二)管片選型與盾構(gòu)千斤頂垂直方向水平方向目前盾構(gòu)機(jī)中,在盾24通過(guò)管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差,通過(guò)計(jì)算可知,管片環(huán)在盾尾間隙控制最小量。同時(shí)通過(guò)平面曲線、縱向曲線、上下、左右千斤頂距離,可以得知盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)管片寬度距離所需的行程差。根據(jù)圓心角公式:a=2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑)按上述三種情況計(jì)算,可知每安裝不同類(lèi)型管片其盾尾間隙變化。精選ppt通過(guò)管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差,通過(guò)計(jì)算可知,管片環(huán)在盾尾25(三)管片選型盾構(gòu)機(jī)鉸接千斤頂管片選型與盾構(gòu)鉸接千斤頂關(guān)系雖然沒(méi)有直接關(guān)系,如在曲線段,鉸接千斤頂行程確定與盾構(gòu)掘進(jìn)推進(jìn)千斤頂有著重要關(guān)系。因此,管片選型與盾構(gòu)鉸接千斤頂具有間接影響。精選ppt(三)管片選型盾構(gòu)機(jī)鉸接千斤頂管片選型與盾構(gòu)鉸26需注意:盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接和被動(dòng)鉸接,對(duì)管片選型的影響推后體式(主動(dòng)鉸接)推前體式(被動(dòng)鉸接)精選ppt需注意:盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接和被動(dòng)鉸接,對(duì)管片選型的影響推后體式(27五、施工中糾偏修正(一)直線糾偏從設(shè)計(jì)中心偏移(δA)以及尾部偏移(δB)表示在以下公式:δA=(管片寬度+盾尾以外主體長(zhǎng)度)sinΔθ°δB=管片寬度sinΔθ°Δθ的確定:垂直方向:Δθ=(盾構(gòu)機(jī)實(shí)測(cè)俯仰角)-(挖掘設(shè)計(jì)坡度)水平方向:Δθ=(所示方位角值)-(設(shè)計(jì)隧道方位角)注:盾構(gòu)機(jī)垂直方向俯仰角、水平方向方為角,通過(guò)測(cè)量求得。

Δθ也可以通過(guò)千斤頂行程差計(jì)算精選ppt五、施工中糾偏修正(一)直線糾偏從設(shè)計(jì)中心偏移(δA)以及尾28(二)曲線段修正根據(jù)圓心角公式:a=2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑),每推進(jìn)1環(huán)管片,盾構(gòu)機(jī)必須偏移角度(如:半徑為300米時(shí)盾構(gòu)轉(zhuǎn)0.2292°)

如果偏向曲線外不加以修正,就會(huì)與設(shè)計(jì)曲線越偏越遠(yuǎn);如果偏向曲線內(nèi)不加以修正,就會(huì)以較大的角度沖向設(shè)計(jì)曲線,難以修正。精選ppt(二)曲線段修正根據(jù)圓心角公式:如果偏向曲線外不加以修正,就29根據(jù)上述,為了保持盾構(gòu)在設(shè)計(jì)曲線上,盡可能地將盾構(gòu)機(jī)控制在設(shè)計(jì)的曲線內(nèi)側(cè)。另外,用推進(jìn)器長(zhǎng)度差來(lái)管理時(shí),推進(jìn)1環(huán)以上時(shí),盾構(gòu)機(jī)會(huì)向曲線外偏一點(diǎn),其偏差角度為Δθ=tan-1(δ/R)在半徑300米的區(qū)間δ=50mm時(shí),Δθ=0.01°,對(duì)盾構(gòu)機(jī)施工軸線也不會(huì)產(chǎn)生不可控制偏離。在曲線糾偏中:關(guān)鍵是控制盾構(gòu)機(jī)偏差角的控制,不能以大角度糾偏,否則,管片選型、軸線控制就會(huì)完全失控。精選ppt根據(jù)上述,為了保持盾構(gòu)在設(shè)計(jì)曲線上,盡可能地將30假設(shè):水平方向在設(shè)計(jì)中心線內(nèi),但垂直方向比設(shè)計(jì)中心線低50mm,垂直方向的方位角也向前傾0.4°。

如果繼續(xù)安裝標(biāo)準(zhǔn)管片,每推進(jìn)一環(huán),施工中心線就會(huì)比設(shè)計(jì)中心線多偏離10.5mm,如果再推進(jìn)N環(huán)(如:6環(huán)),側(cè)偏離值d=50+10.5×6=113mm,此時(shí)已超出100mm的容許值(其中:10.5=1500×sin0.4°)。

精選ppt假設(shè):水平方向在設(shè)計(jì)中心線內(nèi),但垂直方向比設(shè)計(jì)中心線低50m31K件位置a(°)K件旋轉(zhuǎn)角度ΔX(mm)寬度差ΔY(mm)寬度差θX(°)角度變化θY(°)角度變化0(0)0(180)38.0(-38.0)0.0(0.0)0.3628(-0.3628)0.0000(0.0000)1(-1)18(342)36.14(36.14)-11.74(11.74)0.3450(0.3450)-0.1121(0.1121)2(-2)36(324)30.74(30.74)-22.34(22.34)0.2935(0.2935)-0.2132(0.2132)3(-3)54(306)22.34(22.34)-30.74(30.74)0.2132(0.2132)-0.2935(0.2935)4(-4)72(288)11.74(11.74)-36.14(36.14)0.1121(0.1121)-0.3450(0.3450)5(-5)90(270)0.00(0.00)-38.00(38.00)0.0000(0.000)-0.3628(0.3628)精選ppta(°)ΔXΔYθXθY0038.00.00.36280.032要修正管片施工中心線的方法有多種,即是0.2935°,但水平方向卻在設(shè)計(jì)中心線上,有必要用2環(huán)錐形管片消除水平方向的偏差。因此,2次使用0.02935°錐型環(huán)管片,垂直向仰角是0.2935°×2=0.5870°已向上修正了。為了修正向上0.2935°的仰角,從施工方面考慮選用,其方法是RT-(-54),LT-(-54),則水平方向消除安裝第一環(huán)楔型環(huán)產(chǎn)生的0.2132°,需注意:在這兩環(huán)楔型環(huán)管片之間需加上2環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)管片(主要時(shí)考慮錯(cuò)縫拼裝)。

根據(jù)上述分析糾偏量計(jì)算如下:第1環(huán):dv1=50mm垂直偏差角Φ=0.4°第2環(huán):dv2=dv1+1500sinФv1-1500sin(0.2935÷2)=56.6mm,第3環(huán):dv3=dv2+1500sinФv3=59+1500sin(0.4-0.2935)=61.8mm,第4環(huán):dv4=dv3+1500sinФv4=61.5+1500sin(0.4-0.2935)=64.6mm,第5環(huán):dv5=dv4+1500sinФv4-1500sin(0.2935÷2)=63.5+2.8-3.8=62.5mm第6環(huán):dv6=dv5+1500sinФv6=62.5+1500sin(0.4-0.5870)=62.5-4.9=57.6mm第6環(huán)以后:每推進(jìn)1環(huán),偏差量將每環(huán)減小1500sin(-0.1870°)=4.9mm的偏差;在計(jì)算公式上,57.6÷4.9=12環(huán),則是從第6環(huán)以后,推進(jìn)完畢第12環(huán)后施工中心線與設(shè)計(jì)中心線正好在交合處,從這以后每推進(jìn)1環(huán),則相反地向上偏移4.9mm。精選ppt要修正管片施工中心線的方法有多種,即是0.2935°,但水平33充分注意:

在糾偏過(guò)程中,在一段距離內(nèi)施工軸線仍然與設(shè)計(jì)軸線發(fā)生偏差加大情況;當(dāng)設(shè)計(jì)軸線與施工軸線偏差角較大時(shí),施工軸線就可能超出±100mm施工允許范圍,因而對(duì)偏差角必須加以控制。在管片糾偏中,需考慮安裝糾偏環(huán)管片前,考慮前一環(huán)管片封頂塊位置,根據(jù)管片環(huán)幾何尺寸,同時(shí)需錯(cuò)縫拼裝,選擇糾偏環(huán)管片封頂塊安裝位置及楔型環(huán)管片類(lèi)型。在管片選型計(jì)算中,注意管片楔型環(huán)管片楔變角(全角或是半角),即管片環(huán)是否是等腰梯形或是直角梯形。管片環(huán)糾偏修正排列如下:如:糾偏環(huán)安裝前的前一環(huán)K件位置在+18,則S-18—LT-54—S-18—S-(-18)——RT-(-54)—S-(-18)…………….如:糾偏環(huán)安裝前的前一環(huán)K件位置在-18,則S-(-18)—RT-(-54)—S-(-18)—S-18—LT-54—S-18…………….精選ppt充分注意:管片環(huán)糾偏修正排列如下:精選ppt34要訣:測(cè)量檢查不可少;幾何尺寸作參考;管盾關(guān)系最重要。六、管片選型原則第一:管片選型適合隧道設(shè)計(jì)軸線;第二:管片選型適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)、空間要求;第三:管片選型適合盾構(gòu)千斤頂行程;第四:建立掘進(jìn)管理表格。精選ppt要訣:六、管片選型原則第一:管片選型適合隧道設(shè)計(jì)軸線;精選p35七、管片拼裝精選ppt七、管片拼裝精選ppt36謝謝各位!精選ppt謝謝各位!精選ppt37盾構(gòu)施工法管片選型拼裝建設(shè)總部郭永順精選ppt盾構(gòu)施工法管片選型拼裝建設(shè)總部精選ppt38管片選型拼裝內(nèi)容:一、管片選型的意義;二、管片表觀幾何尺寸特性;三、管片選型與隧道軸線;四、管片選型與盾構(gòu)機(jī);五、施工中糾偏修正;六、管片選型原則;七、管片拼裝。精選ppt管片選型拼裝內(nèi)容:精選ppt39一、管片選型的意義隧道工程施工中,盾構(gòu)法隧道不同與礦山法、明挖等工法。它是在一密閉施工機(jī)械內(nèi),采用預(yù)制構(gòu)件,利用機(jī)械臂,按預(yù)定方法、工序?qū)㈩A(yù)制構(gòu)件逐一安裝而形成隧道,使成型的隧道滿足設(shè)計(jì)要求。管片選型的意義:按預(yù)定方法、工序進(jìn)行,符合設(shè)計(jì)預(yù)定要求;管片選型好與差直徑影響工程進(jìn)度、質(zhì)量、投資。精選ppt一、管片選型的意義隧道工程施工中,盾構(gòu)法40二、管片表觀幾何尺寸特性精選ppt二、管片表觀幾何尺寸特性精選ppt41(一)管片外觀尺寸計(jì)算注:a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉(zhuǎn)角度Kt管片頂部寬度最大值:kt=1500+19sinаKb管片底部寬度最大值:kb=1500-19sinаKl管片左端寬度最大值:kl=1500+19cosаKr管片右端寬度最大值:kr=1500-19cosа管片水平、垂直方向?qū)挾瘸叽缬?jì)算精選ppt(一)管片外觀尺寸計(jì)算注:a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉(zhuǎn)角度Kt42(二)管片空間角度、尺寸計(jì)算

封頂塊位置從頂端偏了a°時(shí),楔形環(huán)前面的中心點(diǎn)C,(中心點(diǎn)由C→C,)移動(dòng),其移動(dòng)量為COC=4.75mm。移動(dòng)量分成水平(X)和垂直(Y):水平向:ΔX=38cosa°垂直向:ΔY=-38sina°楔形環(huán)前端斷面的直角方向(C,→C“)和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)—楔形環(huán)管片的連接面與直角方向(中心軸方向)是A—A角2θ,此角度可分成X(水平-θX)與Y(垂直-θY),C,→C“的長(zhǎng)度為L(zhǎng)公式如下:

由于:tan2θ=tan(0.3628°)=6.332×10-3所以:θX=tan-1(0.006332×cosa)θY=-tan-1(0.006332×sina)管片環(huán)空間角度、尺寸變化計(jì)算精選ppt(二)管片空間角度、尺寸計(jì)算封頂塊位置從頂43楔形管片K件在不同位置時(shí)ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大?。篕件位置K件所在圓弧位置a(°)K件旋轉(zhuǎn)角度ΔX(mm)寬度差ΔY(mm)寬度差θX(°)角度變化θY(°)角度變化0(0)0(180)38.0(-38.0)0.0(0.0)0.3628(-0.3628)0.0000(0.0000)1(-1)18(342)36.14(36.14)-11.74(11.74)0.3450(0.3450)-0.1121(0.1121)2(-2)36(324)30.74(30.74)-22.34(22.34)0.2935(0.2935)-0.2132(0.2132)3(-3)54(306)22.34(22.34)-30.74(30.74)0.2132(0.2132)-0.2935(0.2935)4(-4)72(288)11.74(11.74)-36.14(36.14)0.1121(0.1121)-0.3450(0.3450)5(-5)90(270)0.00(0.00)-38.00(38.00)0.0000(0.000)-0.3628(0.3628)右楔形環(huán)管片為例:計(jì)算法則:垂直向Y:下-上水平向X:左-右負(fù)數(shù)(-)代表軸線下降、左轉(zhuǎn)。正數(shù)(+)代表軸線上升、右轉(zhuǎn)。精選ppt楔形管片K件在不同位置時(shí)ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大小44(三)管片空間水平、垂直向角度變化計(jì)算另一方法精選ppt(三)管片空間水平、垂直向角度變化計(jì)算另一方法精選ppt45角度(1,2)的調(diào)整量是從上圖的關(guān)系里按下列公式計(jì)算:垂直方向:1=2v水平方向:2=2h注:6000為管片直徑從推導(dǎo)公式可以顯示為:精選ppt角度(1,2)的調(diào)整量是從上圖的關(guān)系里按下列公式計(jì)算:水46三、管片選型與隧道軸線管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的隧道,對(duì)于軸線的構(gòu)成,是利用每一環(huán)管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的短直線將其相互連接,盡可能地將管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的隧道軸線與設(shè)計(jì)隧道軸線吻合。但仍然存在一定的誤差。精選ppt三、管片選型與隧道軸線管片環(huán)節(jié)構(gòu)成的隧道47(一)管片擬合的隧道軸線提出一個(gè)問(wèn)題:為什么目前廣州地鐵的大多數(shù)管片環(huán)為寬度1500mm,內(nèi)徑5400mm,管片環(huán)楔變量38mm?1.對(duì)于內(nèi)徑選擇:主要根據(jù)列車(chē)的選型、設(shè)備(限界)、列車(chē)設(shè)計(jì)旅行的速度確定(活塞效應(yīng));2.管片環(huán)的寬度、楔變量:主要根據(jù)設(shè)計(jì)線路平、縱斷面曲線半徑、盾構(gòu)機(jī)內(nèi)空間設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)允許的誤差確定;3.按施工過(guò)程中施工工藝、功效、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益確定。4.管片環(huán)節(jié)形成的隧道軸線關(guān)鍵是盡量減小與隧道設(shè)計(jì)軸線誤差。精選ppt(一)管片擬合的隧道軸線提出一個(gè)問(wèn)題:為什么目前廣州地48(二)管片寬度、楔變量的確定1.管片寬度:管片寬度與設(shè)計(jì)軸線最小誤差(設(shè)計(jì)允許誤差±50mm),建議在10mm范圍內(nèi);2.管片楔變量:在確定管片寬度后,根據(jù)直徑、寬度則可確定管片楔變角度和楔變量;3.確定管片參數(shù)后,盾構(gòu)機(jī)根據(jù)其參數(shù)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)內(nèi)空間設(shè)計(jì)。管片環(huán)楔變角Q=180°-2Q1注:在確定上述的參數(shù)后,須根據(jù)管片拼裝模式(如:封頂塊位置、管片拼裝模式)進(jìn)行驗(yàn)算調(diào)整。精選ppt(二)管片寬度、楔變量的確定1.管片寬度:管片環(huán)楔變角Q=149(三)管片排列管片排列需根據(jù)隧道設(shè)計(jì)線路、管片寬度、管片楔變角、管片拼裝模式確定。1.在隧道設(shè)計(jì)線路圖中,圓曲線一般給出圓形要素:圓曲線半徑R、圓曲線所對(duì)應(yīng)的圓心角度a、圓弧長(zhǎng)度L等。2.根據(jù)圓弧長(zhǎng)公式:L=a.π.R/1803.根據(jù)管片拼裝模式(錯(cuò)縫拼裝、通縫拼裝),封頂塊(K件)所在位置時(shí),管片環(huán)所對(duì)應(yīng)楔變角度。4.則對(duì)于管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)圓弧線的圓心角為:一)管片排列估算精選ppt(三)管片排列管片排列需根據(jù)隧道設(shè)計(jì)線路、管片寬度、管505.K件所在位置所對(duì)應(yīng)的楔變角度與管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心角之比,則得出管片環(huán)所組合模式。如:設(shè)計(jì)線路平面曲線半徑R=450m,平面曲線圓心角57°,管片寬度1.5m,管片環(huán)楔變量最大值38mm,管片采用錯(cuò)縫拼裝,封頂塊(K件)偏轉(zhuǎn)18度安裝。則:平面曲線弧長(zhǎng)L=57×3.14×450÷180=447.45m。管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心角Q=1.5÷447.45×57=0.191度封頂塊偏轉(zhuǎn)18度拼裝,管片環(huán)楔變角為0.345度。0.345÷0.191=1.8環(huán)。即:對(duì)于1.5m的管片環(huán)使用1+1(1直線+1楔形環(huán))楔型環(huán)管片。注:該計(jì)算方法只是粗略計(jì)算,沒(méi)能考慮實(shí)際中工中存在偏差修正問(wèn)題。

精選ppt5.K件所在位置所對(duì)應(yīng)的楔變角度與管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心51二)管片環(huán)修正排列計(jì)算

圓曲線半徑450m,管片環(huán)寬度1.5m。計(jì)算管片環(huán)排列及偏差1.半徑450米所需的軸線偏轉(zhuǎn)角,管片環(huán)K件在±18°(拼裝模式:S(-18°)—R(18°)—S(-18°)—R(18°)….,圓曲線圓心角57°,則弧長(zhǎng)為447.45m以每一環(huán)1.5米進(jìn)行計(jì)算,由平面幾何得:

由于管片環(huán)封頂塊K在±18°,通過(guò)計(jì)算,封頂塊在18°時(shí),其水平方向偏轉(zhuǎn)角為:0.3450°(0.3450°÷2=0.1725°)則:θ1,、θ2,、θ3,=――――θ,θ=0.3450°/2=0.1725°則:每環(huán)管片環(huán)與圓曲線偏差角度:=0.1725-0.1910=-0.0185°表明:每安裝一環(huán)管片,管片環(huán)的軸線偏離圓曲線0.0185°(注:在圓曲線內(nèi)則為正值,外則為負(fù)值)。精選ppt二)管片環(huán)修正排列計(jì)算1.半徑450米所需的軸線偏轉(zhuǎn)角,管片52

在第一環(huán)管片施工中心方向與隧道設(shè)計(jì)中心方向一致情況下,下圖將表示每一環(huán)安裝后的偏差(第1環(huán)),+2=3(第2環(huán)),+2+3=6(第3環(huán))―――,+2+―――+n(第N環(huán)),不斷增大。=1500sin=1500sin(0.0185)=0.48mm

在第N環(huán)的偏差:n=+2+3―――+n=0.5n(n+1)mm;在第N環(huán)的角度偏差:N

=0.0185n

如不作修正,則:弧長(zhǎng)447.45=298環(huán)

N=298×0.0185=5.513°第298環(huán)累計(jì)偏差:(第298環(huán))=0.5×298×(298+1)×0.48=21.312m。

如按上述不作修正,軸線是嚴(yán)重的、災(zāi)難性的偏離。因此需作修正,以滿足設(shè)計(jì)軸線要求。在第N環(huán)修正:Nx=θ÷=0.1725÷0.0185=9環(huán)注:θ:每環(huán)偏差角累計(jì)到達(dá)管片環(huán)修正角度時(shí)修正角度則:在第9環(huán)偏差=0.5n(n+1)=0.5×9×(9+1)×0.48=21.6mm

精選ppt在第一環(huán)管片施工中心方向與隧道設(shè)計(jì)中心方向53由于施工軸線在隧道設(shè)計(jì)軸線外則,對(duì)于21.6mm偏差,雖然在施工誤差范圍內(nèi),但考慮施工軸線隨長(zhǎng)度增加而增加,偏差不斷增大,需將施工偏差調(diào)整在設(shè)計(jì)軸線內(nèi)則,因此必須在施工9環(huán)內(nèi),作出調(diào)整,一般是在計(jì)算第N環(huán)修正,提前N/2修正(如第9環(huán)修正,則提前9÷2=4環(huán)修正),即:在第4環(huán)修正偏差=0.5n(n+1)=0.5×4×(4+1)×0.48=4.8mm即:在開(kāi)始第4環(huán),使用R-R模式,以后每隔9環(huán)使用R-R模式。注意:若通過(guò)管片排列計(jì)算,施工軸線在設(shè)計(jì)隧道軸線內(nèi)則,則修正環(huán)使用S-S(標(biāo)準(zhǔn)環(huán))。精選ppt由于施工軸線在隧道設(shè)計(jì)軸線外則,對(duì)于21.6m54

通過(guò)上述計(jì)算,可以確定對(duì)曲線半徑450m,弧長(zhǎng)447.45m,圓心角57°的圓曲線,可確定管片排列模式:S-R-S-R-R-S-R-S-R-S-R-S-R-R-S-R……….。(其中管片環(huán)封頂塊旋轉(zhuǎn)安裝角度為:±18°)則:可知弧長(zhǎng)447.45圓曲線,管片環(huán)使用多小環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、多小環(huán)楔型環(huán)。同理:則全區(qū)間的管片環(huán)數(shù)可知,但需根據(jù)施工單位施工水平,排列計(jì)算得出的環(huán)數(shù)后,作楔型管片環(huán)增加,已作日后糾偏使用。對(duì)于圓曲線排列,小結(jié)其計(jì)算步驟:1、通過(guò)圓心角公式,初步估計(jì)管片環(huán)排列模式;2、計(jì)算管片環(huán)寬度所對(duì)應(yīng)的圓心角度;3、計(jì)算管片環(huán),K件旋轉(zhuǎn)不同角度時(shí),其寬度、修正角度;4、計(jì)算一環(huán)管片環(huán),修正角度與管片環(huán)寬度所對(duì)因的圓心角度差值及偏差量;5、計(jì)算第N環(huán)修正量、第N/2環(huán)修正量及使用修正拼裝模式;6、管片環(huán)排列模式。注:在盾構(gòu)機(jī)實(shí)際施工中,考慮地質(zhì)、操作、機(jī)械問(wèn)題,往往將盾構(gòu)機(jī)施工軸線設(shè)置在圓曲線內(nèi)則施工。精選ppt通過(guò)上述計(jì)算,可以確定對(duì)曲線半徑450m,弧長(zhǎng)55四、管片選型與盾構(gòu)機(jī)管片選型與盾構(gòu)盾尾、盾構(gòu)鉸接、盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂有著重要關(guān)系,特別是盾尾間隙的控制,尤為突出。從理論上,當(dāng)管片安裝后,管片環(huán)外圓面與盾構(gòu)盾尾內(nèi)圓面,其間隙是一致的,但實(shí)際施工中,由于受地層、人工操作、盾構(gòu)蛇行等,造成間隙距離不一。

盾尾間隙確定:由管片寬度、隧道設(shè)計(jì)軸線、注漿工藝、盾尾油脂壓注工藝確定。

精選ppt四、管片選型與盾構(gòu)機(jī)管片選型與盾構(gòu)盾尾、盾構(gòu)鉸56(一)盾尾間隙盾構(gòu)機(jī)盾尾間隙變化三種情況:1、使用楔型環(huán)管片環(huán);2、管片方位角與盾構(gòu)機(jī)方位角不一致,3、盾構(gòu)機(jī)偏移。以上三種情況在實(shí)際施工常常同時(shí)出現(xiàn),是一個(gè)綜合性因素。第二種情況第一種情況第三種情況精選ppt(一)盾尾間隙第二種情況第一種情況第三種情況精選ppt57第一種情況:使用楔型管片a=ABa,=A,B,b=2200-ab,=2200-a,B1=a.tanaB2=-(a’tana)c1=B1+btan(2a+b)c2=-(B2+b’tan(2a+b))注:c1、c2則由于管片環(huán)的組合的不同而不同。精選ppt第一種情況:使用楔型管片a=AB注:c1、c2則由于管片58第二種情況:管片方位角與盾構(gòu)機(jī)方位角不一致δB1'=1500sinθδB2'=-1500sinθδC1'=2500sinθδC2'=-2500sinθ精選ppt第二種情況:管片方位角與盾構(gòu)機(jī)方位角不一致δB1'=150059第三種情況:盾構(gòu)偏移:管片與機(jī)尾的間隙,上(δt)下(δb)左(δl)右(δr)的數(shù)值,在盾構(gòu)機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)盾尾是可以測(cè)量到,在管片中心(θs)與盾構(gòu)機(jī)中心(θt)的偏差δv、δh可以用下公式計(jì)算出來(lái):δt+r+δV=r-δV+δb

δr+r+δh=r-δh+δlδh=(δl-δr)

δmin=精選ppt第三種情況:盾構(gòu)偏移:管片與機(jī)尾的間隙,上(δt)下(δb)60(二)管片選型與盾構(gòu)千斤頂垂直方向水平方向目前盾構(gòu)機(jī)中,在盾構(gòu)機(jī)控制面板均能顯示垂直方向(定部、底部)及水平方向(左側(cè)、右側(cè))千斤頂定行程,將各行程差,則初步反映了目前盾構(gòu)及姿態(tài)(轉(zhuǎn)彎、上坡、下坡?tīng)顟B(tài))。精選ppt(二)管片選型與盾構(gòu)千斤頂垂直方向水平方向目前盾構(gòu)機(jī)中,在盾61通過(guò)管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差,通過(guò)計(jì)算可知,管片環(huán)在盾尾間隙控制最小量。同時(shí)通過(guò)平面曲線、縱向曲線、上下、左右千斤頂距離,可以得知盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)管片寬度距離所需的行程差。根據(jù)圓心角公式:a=2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑)按上述三種情況計(jì)算,可知每安裝不同類(lèi)型管片其盾尾間隙變化。精選ppt通過(guò)管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差,通過(guò)計(jì)算可知,管片環(huán)在盾尾62(三)管片選型盾構(gòu)機(jī)鉸接千斤頂管片選型與盾構(gòu)鉸接千斤頂關(guān)系雖然沒(méi)有直接關(guān)系,如在曲線段,鉸接千斤頂行程確定與盾構(gòu)掘進(jìn)推進(jìn)千斤頂有著重要關(guān)系。因此,管片選型與盾構(gòu)鉸接千斤頂具有間接影響。精選ppt(三)管片選型盾構(gòu)機(jī)鉸接千斤頂管片選型與盾構(gòu)鉸63需注意:盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接和被動(dòng)鉸接,對(duì)管片選型的影響推后體式(主動(dòng)鉸接)推前體式(被動(dòng)鉸接)精選ppt需注意:盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接和被動(dòng)鉸接,對(duì)管片選型的影響推后體式(64五、施工中糾偏修正(一)直線糾偏從設(shè)計(jì)中心偏移(δA)以及尾部偏移(δB)表示在以下公式:δA=(管片寬度+盾尾以外主體長(zhǎng)度)sinΔθ°δB=管片寬度sinΔθ°Δθ的確定:垂直方向:Δθ=(盾構(gòu)機(jī)實(shí)測(cè)俯仰角)-(挖掘設(shè)計(jì)坡度)水平方向:Δθ=(所示方位角值)-(設(shè)計(jì)隧道方位角)注:盾構(gòu)機(jī)垂直方向俯仰角、水平方向方為角,通過(guò)測(cè)量求得。

Δθ也可以通過(guò)千斤頂行程差計(jì)算精選ppt五、施工中糾偏修正(一)直線糾偏從設(shè)計(jì)中心偏移(δA)以及尾65(二)曲線段修正根據(jù)圓心角公式:a=2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑),每推進(jìn)1環(huán)管片,盾構(gòu)機(jī)必須偏移角度(如:半徑為300米時(shí)盾構(gòu)轉(zhuǎn)0.2292°)

如果偏向曲線外不加以修正,就會(huì)與設(shè)計(jì)曲線越偏越遠(yuǎn);如果偏向曲線內(nèi)不加以修正,就會(huì)以較大的角度沖向設(shè)計(jì)曲線,難以修正。精選ppt(二)曲線段修正根據(jù)圓心角公式:如果偏向曲線外不加以修正,就66根據(jù)上述,為了保持盾構(gòu)在設(shè)計(jì)曲線上,盡可能地將盾構(gòu)機(jī)控制在設(shè)計(jì)的曲線內(nèi)側(cè)。另外,用推進(jìn)器長(zhǎng)度差來(lái)管理時(shí),推進(jìn)1環(huán)以上時(shí),盾構(gòu)機(jī)會(huì)向曲線外偏一點(diǎn),其偏差角度為Δθ=tan-1(δ/R)在半徑300米的區(qū)間δ=50mm時(shí),Δθ=0.01°,對(duì)盾構(gòu)機(jī)施工軸線也不會(huì)產(chǎn)生不可控制偏離。在曲線糾偏中:關(guān)鍵是控制盾構(gòu)機(jī)偏差角的控制,不能以大角度糾偏,否則,管片選型、軸線控制就會(huì)完全失控。精選ppt根據(jù)上述,為了保持盾構(gòu)在設(shè)計(jì)曲線上,盡可能地將67假設(shè):水平方向在設(shè)計(jì)中心線內(nèi),但垂直方向比設(shè)計(jì)中心線低50mm,垂直方向的方位角也向前傾0.4°。

如果繼續(xù)安裝標(biāo)準(zhǔn)管片,每推進(jìn)一環(huán),施工中心線就會(huì)比設(shè)計(jì)中心線多偏離10.5mm,如果再推進(jìn)N環(huán)(如:6環(huán)),側(cè)偏離值d=50+10.5×6=113mm,此時(shí)已超出100mm的容許值(其中:10.5=1500×sin0.4°)。

精選ppt假設(shè):水平方向在設(shè)計(jì)中心線內(nèi),但垂直方向比設(shè)計(jì)中心線低50m68K件位置a(°)K件旋轉(zhuǎn)角度ΔX(mm)寬度差ΔY(mm)寬度差θX

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