PPT盾構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)講稿

盾構(gòu)襯襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)盾構(gòu)構(gòu)構(gòu)造和和分類類，盾盾構(gòu)推推進(jìn)及及襯砌砌拼裝裝;圓形襯襯砌構(gòu)構(gòu)造、、內(nèi)力力計(jì)算算與管管片結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)，，了解解盾構(gòu)構(gòu)隧道道的功功能和和適用用環(huán)境境。圓形襯襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)方方法和和構(gòu)造造要求求。1概述盾構(gòu)（（shield）是一一種鋼制的的活動(dòng)防護(hù)裝裝置或或活動(dòng)動(dòng)支撐撐，是通通過軟軟弱含含水層層，特特別是是河底底、海海底，，以及及城市市居民民區(qū)修修建隧隧道的的一種機(jī)機(jī)械。。頭部可以安安全地地開挖挖地層層,尾部可以裝裝配預(yù)預(yù)制管管片或或砌塊塊，迅迅速地地拼裝裝成隧隧道永永久襯襯砌。。盾構(gòu)推推進(jìn)主要依依靠盾盾構(gòu)內(nèi)內(nèi)部設(shè)設(shè)置的的千斤斤頂。。適用條條件在松軟含含水地地層中中修建隧隧道、、水底底隧道道及地地下鐵鐵道時(shí)時(shí)采用用各種種不同同形式式的盾盾構(gòu)施施工最最有意意義，，特別別是該該施工工方法法屬地地表以以下暗挖施施工，，不受受地面面交通、、河道道、航航運(yùn)、、潮汐汐、季季節(jié)等等條件的影響響，盾構(gòu)隧隧道的的歷史史用盾構(gòu)構(gòu)法修修建隧隧道開始于于1818年，，法國(guó)國(guó)工程程師布布魯諾諾爾；；1825年在英英國(guó)泰泰晤士士河下下首次用用矩形形盾構(gòu)構(gòu)建造隧隧道；；近代，，日本盾盾構(gòu)法法得到了了迅速速發(fā)展展，用用途越越來越越廣，，并研研制了了大量量新型型盾構(gòu)構(gòu)；我國(guó)于于1957年北京下下水道道工程程中首次出現(xiàn)2.6m小盾構(gòu)構(gòu)；；上海市市延安東東路過江道道路隧隧道使用11.0m直徑的的大盾盾構(gòu)；；隧道剖剖面圖圖1-進(jìn)風(fēng)道道；2-進(jìn)風(fēng)口口；3-排風(fēng)口口；4-排風(fēng)道道；5-路面（（下拉拉桿））6-天棚（（上拉拉桿））；7-吊桿；；8-照明燈燈；9-滅火器器；10-消防栓栓；11-電纜；；12-排水管管；13-給水管管；14-縱向螺螺栓；；15-環(huán)向螺螺栓按形狀狀分類類大致有有圓形（（又稱稱半盾盾構(gòu)））、矩矩形、、馬蹄蹄形等幾種種。圓形因其抵抵抗水水土壓壓力較較理想想，襯襯砌拼拼裝簡(jiǎn)簡(jiǎn)便，，構(gòu)件件可以以互換換，較較為通通用，，數(shù)量量最多多。圓形盾盾構(gòu)中中，敞胸盾盾構(gòu)和和閉胸胸盾構(gòu)構(gòu)兩大類類。2盾構(gòu)構(gòu)構(gòu)造和和分類類2.1盾構(gòu)的的基本本構(gòu)造造1-1(切口環(huán)環(huán))；2-2(支承環(huán)環(huán))；3-3(縱剖面面)通常由由盾構(gòu)殼殼體、、推進(jìn)進(jìn)系統(tǒng)統(tǒng)、拼拼裝系系統(tǒng)、、出土土系統(tǒng)統(tǒng)等四大部部分組組成。。1）盾構(gòu)構(gòu)殼體體盾構(gòu)殼殼體由由切口口環(huán)、、支承承環(huán)、、盾尾尾與豎豎直隔隔板、、水平平隔板板組成成，并并由外外殼鋼鋼板連連成整整體。。切口環(huán)環(huán)：開挖挖；；上下下寬度度可以以等值值、也也可以以不等等值，，甚至至是活活動(dòng)的的。容納各各種專專門的的挖土土設(shè)備備。支承環(huán)環(huán)：承受受荷重重的核核心部部分，，剛性性較好好的圓圓環(huán)結(jié)結(jié)構(gòu)。。水平隔隔板和和豎直直隔板板：增加加盾構(gòu)構(gòu)剛度度，，水平平承受受拉力力，豎豎直承承受壓壓力。。盾尾：掩護(hù)護(hù)工人人在其其內(nèi)部部安裝裝襯砌砌。2）推進(jìn)進(jìn)系統(tǒng)統(tǒng)由盾構(gòu)千千斤頂頂和液液壓設(shè)設(shè)備組成，，上上下左左右活活塞桿桿伸出出長(zhǎng)度度不同同達(dá)到到糾偏偏目的的。盾構(gòu)千千斤頂頂一般般是沿沿支承承環(huán)圓圓周均均勻分分布的的；；3）拼裝裝系統(tǒng)統(tǒng)襯砌拼拼裝器器又稱稱舉重臂臂，是拼拼裝系系統(tǒng)的的主要要設(shè)備備，以以油壓壓系統(tǒng)統(tǒng)為動(dòng)動(dòng)力，，一般般舉重重臂均均安裝在支承承環(huán)上。舉重臂能作作旋轉(zhuǎn)、徑徑向運(yùn)動(dòng)，，還能沿隧隧道中軸線線作往復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)。完成這些運(yùn)運(yùn)動(dòng)的精度度應(yīng)該保證證待裝配的的管片上的的螺栓孔能能和已裝配配好的螺栓栓孔對(duì)齊，，以便螺栓固固定。4）出土系統(tǒng)統(tǒng)出土方式一一般有三種種：（1）有軌運(yùn)輸輸：皮帶運(yùn)運(yùn)輸機(jī)－礦礦車－洞口口－垂直起起吊至地面面。（2）無軌運(yùn)輸輸：自卸卡卡車（3）管道運(yùn)輸輸：混合泥泥漿，壓力力輸出，出出土土連續(xù)化2.2盾構(gòu)分類及及其適用范范圍表6-1。1）人工開掘掘式、半機(jī)機(jī)械式敞胸胸盾構(gòu)全部敞開，隨時(shí)觀察察地層變化化情況，并并配備簡(jiǎn)便便的液壓、、風(fēng)動(dòng)挖掘掘，機(jī)具、、人工挖掘掘，當(dāng)開挖挖面難以保保持穩(wěn)定時(shí)時(shí)可以采用用氣壓等人人工措施及及正面支撐撐、支撐千千斤頂?shù)入S挖隨撐。2擠壓式閉胸胸盾構(gòu)在塑性粘土及及淤泥中采用,盾構(gòu)正面用用胸板密閉閉起來。。厚蘭隧道、、林肯隧道道和打浦路路隧道都采采用過半擠壓及全擠壓推進(jìn)的閉胸胸盾構(gòu)施工工.襯砌結(jié)構(gòu)常常發(fā)生橢圓率的現(xiàn)象，先先襯砌水平平直徑縮小小，豎向直直徑增大，，繼之，盾盾構(gòu)離遠(yuǎn)時(shí)時(shí)，豎向直直徑減小，，水平直徑徑增大。主要是隧道道上方土壤壤結(jié)構(gòu)破壞壞、隆起，，形成一個(gè)個(gè)卸載拱，，而水平壓壓力仍然保保持著初始始數(shù)值之故故。3）機(jī)械式閉閉胸盾構(gòu)（1）局部氣壓壓盾構(gòu)（2）泥水加壓壓式盾構(gòu)(3)土壓平衡式式盾構(gòu)表6-1挖掘方式構(gòu)造類型盾構(gòu)名稱開挖面穩(wěn)定措施適用地層附注人工開挖（手掘式）敞胸普通盾構(gòu)臨時(shí)擋板、支撐千斤頂?shù)刭|(zhì)穩(wěn)定或松軟均可輔以氣壓、人工井點(diǎn)降水及其它地層加固措施棚式盾構(gòu)將開挖面分成幾層，利用砂的安息角和棚的磨擦砂性土網(wǎng)格式盾構(gòu)利用土和鋼制網(wǎng)狀硌柵的磨擦粘土淤泥閉胸半擠壓盾構(gòu)胸板局部開孔依賴盾構(gòu)千斤頂推力土砂自然流入軟可塑的粘性土全擠壓盾構(gòu)胸板無孔、不進(jìn)土淤泥半機(jī)械式敞胸反鏟式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)裝上反鏟挖土機(jī)土質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)定開挖面能自立輔助措施旋轉(zhuǎn)式盾構(gòu)同上，裝上軟巖掘進(jìn)機(jī)軟巖機(jī)械式敞胸旋轉(zhuǎn)刀盤式盾構(gòu)單刀盤加面板多刀盤加面板軟巖輔助措施閉胸局中氣壓盾構(gòu)面板和隔板間加氣壓多水松軟地層不再另設(shè)輔助措施泥水加壓盾構(gòu)面板和隔板間加壓力泥水含水地層、沖積層、洪積層輔助措施土壓平衡盾構(gòu)（加水式、加泥式）面板和隔板間充滿土砂容積產(chǎn)生的壓力與開挖面處的地層壓力保持平衡淤泥、淤泥混砂輔助措施2.3盾構(gòu)幾何尺尺寸的選定定及盾構(gòu)千千斤頂推力力計(jì)算主要指盾構(gòu)構(gòu)外徑D和盾構(gòu)長(zhǎng)度度L、盾構(gòu)靈敏敏度L/D。最小建筑空空隙值xx=mα=mD=d+2(x+δδ)δ=0.02+0.01（D-4）2）盾構(gòu)長(zhǎng)度度LL=L0+L1+L2+L3L0—盾尾長(zhǎng)度；；L1—支承環(huán)長(zhǎng)度度；L2—切口環(huán)長(zhǎng)度度；L3—前檐長(zhǎng)度。。3）盾構(gòu)靈敏敏度L/D經(jīng)驗(yàn)數(shù)值:小型盾構(gòu)D=2~3m，L/D=1.5中型盾構(gòu)D=3~6m,L/D=1.00大型盾構(gòu)D=6~9m,L/D=0.75特大型盾構(gòu)構(gòu)D＞12m,L/D=0.45~0.754）盾構(gòu)千斤斤頂推力計(jì)計(jì)算阻力包括：盾構(gòu)外表面面與四周地地層的摩阻阻力；盾尾內(nèi)殼與與襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)之間的摩摩阻力；盾構(gòu)切口部部分刃口切切入土層的的阻力；盾構(gòu)切口環(huán)環(huán)切入土層層時(shí)的正面面阻力；開挖面正面面支撐阻力力；以及盾構(gòu)自自重引起的的阻力，糾糾偏時(shí)的阻阻力，局部部氣壓或泥泥水壓力，，阻力板阻阻力等。日本盾構(gòu)總總推力經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式表6-2盾構(gòu)總推力力隧道名稱直徑D(m)長(zhǎng)度L(m)靈敏度L/D重量W(t)盾構(gòu)千斤頂（只數(shù)）(104N)盾殼厚度(mm)附注荷蘭Vehicular9.175.730.6340030600070美國(guó)林肯隧道9.634.710.4930428644063=12.7美Brooklyn-battery9.634.710.4931528644063=12.7美Queen-Midtown9.655.700.59285600比Antwerpen9.505.500.57627532640070Rotherhite9.355.490.586406700原蘇聯(lián)莫斯科地鐵9.504.730.5340363500中國(guó)上海打浦路隧道10.20630.65400408000中國(guó)上海延安東路隧道11.267.800.694804488003盾構(gòu)推進(jìn)及及襯砌拼裝裝3.1盾構(gòu)推進(jìn)已建隧道所所采用過的的大直徑盾盾構(gòu)，大部部分都屬于于手掘式敞胸胸盾構(gòu)或閉閉胸?cái)D壓盾盾構(gòu)，或者是兩兩者兼有的的盾構(gòu)。技術(shù)先進(jìn)的的泥水盾構(gòu)或或土壓平衡衡盾構(gòu)很少采用。。本節(jié)將主要要介紹在松松軟含水地地層中采用手掘式式敞胸盾構(gòu)構(gòu)施工，輔以氣壓壓，人工井井點(diǎn)降水及及其它地層層加固措施施，盾構(gòu)開開挖掘進(jìn)時(shí)時(shí)的幾種施施工方法。。1）人工井點(diǎn)點(diǎn)降水加手手工掘式式敞胸盾構(gòu)構(gòu)施工人工井點(diǎn)降降水，經(jīng)經(jīng)濟(jì)，適用用于漏氣量量大的砂性性土。地下水位降降低、疏干干地層，增加土體強(qiáng)強(qiáng)度，以保證開挖挖面穩(wěn)定，，盾構(gòu)在地地下水位以以上通過，，施工場(chǎng)地地較干燥。一般都采用用噴射井點(diǎn)，深度曾用用到27m，使埋深為為25m的隧道能順順利開挖。。具體過程：：（1）先借助盾盾構(gòu)千斤頂頂使盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)，將切口環(huán)環(huán)部分切入入地層，然然后在切口環(huán)保護(hù)護(hù)下進(jìn)行土土體開挖與與運(yùn)輸，這樣對(duì)周周圍地層擾擾動(dòng)較小。。（2）分層開挖挖，施工工工具為普通通手工工具具或手持式式風(fēng)動(dòng)工具具。（3）每環(huán)管片片可分?jǐn)?shù)次次開挖和推推進(jìn)，盾構(gòu)構(gòu)糾偏時(shí)可可以利用超超挖解決。。（4）可借助支支撐千斤頂頂加撐板對(duì)對(duì)開挖面進(jìn)進(jìn)行臨時(shí)支支撐；（5）當(dāng)用網(wǎng)格格式盾構(gòu)時(shí)時(shí)，防止止盾構(gòu)后退退。2）氣壓加手手掘式敞胸胸盾構(gòu)施工工盾構(gòu)施工在在含水松軟軟不穩(wěn)定地地層中采用用氣壓來疏干干和支護(hù)開開挖面，以防止涌涌水、開挖挖面崩坍，，增強(qiáng)地層層強(qiáng)度，是是一種極古古老，且行行之有效的的施工方法法。（1）氣壓大大小及耗耗氣量的的確定理論上，每10m水頭必須須用0.1Mpa的氣壓力力來平衡衡。實(shí)際上，僅為理理論壓力力的50%~60%，空氣量量?jī)H為理理論空氣氣量的10%~50%。。中小型盾盾構(gòu)，壓壓力等于于離盾構(gòu)上上端約D/2處的地下下水壓力力;大直徑盾盾為2/3D處的地下下水壓力力;頂部均超超壓，需需有足夠夠的覆蓋蓋層施工時(shí)為為了防止止空氣泄泄出，盾盾構(gòu)頂部部必須有有足夠厚厚的覆蓋蓋層t即t值過大則則直接影影響到隧隧道埋置置深度，，過小小則覆蓋蓋不足，，往往容容易發(fā)生生噴發(fā)事事故。國(guó)外隧道道規(guī)范規(guī)定；水水底隧道道的最小覆蓋蓋層必須大于于盾構(gòu)直直徑（日日本）或或等于盾構(gòu)直徑徑，覆蓋層層寬度應(yīng)大于或或等于盾構(gòu)直徑徑的6倍。采用經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式計(jì)計(jì)算耗氣氣量：—土質(zhì)系數(shù)數(shù)，當(dāng)壓壓力大于于0.1MPa時(shí)，粘性性土=3.65；砂性土土=7.30。（2）氣壓盾盾構(gòu)施工工氣壓盾構(gòu)構(gòu)施工中中閘墻和氣氣閘作用是將將作業(yè)區(qū)與常壓作業(yè)業(yè)區(qū)隔開。。閘墻必須須有足夠夠的強(qiáng)度與氣密性.氣閘是鋼鋼板鉚接接或焊接接而成的的圓筒形形結(jié)構(gòu)，，分人行閘和外閘兩部分。。人行閘的管理是是氣壓施施工的重重要環(huán)節(jié)節(jié)，要嚴(yán)嚴(yán)格遵守守氣壓作作業(yè)的工工作時(shí)間間及進(jìn)出出氣閘的的變壓時(shí)時(shí)間，以以防減壓病。3）泥水加加壓盾構(gòu)構(gòu)施工用泥水加加壓盾構(gòu)構(gòu)代替上上述氣壓壓盾構(gòu)施施工，克克服了氣氣壓施工工的弊病病。地面沉降降，減壓壓病，覆土深時(shí)時(shí)，氣壓太太高無法法施工，，覆土淺時(shí)，漏氣氣等。。泥水加壓壓盾構(gòu)是是將壓力力為的的泥水水，（（式中H取2m）,壓入盾構(gòu)構(gòu)前部密密封艙內(nèi)內(nèi)，使其其壓力始始終高于于地下水水壓力，，這樣樣就保持持了開挖挖面穩(wěn)定定的基本本條件。。3.2襯砌拼裝裝隧道襯砌砌是在盾構(gòu)尾部部殼保護(hù)護(hù)下的空間內(nèi)內(nèi)進(jìn)行拼拼裝。組成：鑄鐵、鋼鋼、鋼筋筋混凝土土或鋼與與鋼筋混混凝土的的復(fù)合材材料等制制成的管管片或砌砌塊。結(jié)構(gòu)受力力及使用用要求決決定盾構(gòu)及襯襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)形式并決定其其拼裝方方法。拼裝方法法重臂拼裝裝或拱托托架拼裝裝；通縫拼裝（管管片的縱縱縫環(huán)對(duì)對(duì)齊）或或錯(cuò)縫拼裝；；螺栓聯(lián)結(jié)結(jié)的管片或或無螺栓聯(lián)聯(lián)結(jié)的砌塊等等。按其程序序可分為為“先縱后后環(huán)”和“先環(huán)后后縱”。采用舉重重臂拼裝裝管片的的原則應(yīng)應(yīng)是自下下而上，，左右交交叉，最最后封頂頂成環(huán)。。4裝配式圓圓形襯砌砌構(gòu)造“管片””是建成成隧道后后的永久性支支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)應(yīng)滿足強(qiáng)度要求求、使用用要求；施工階段段須裝配配簡(jiǎn)便、、容易替換換、承受盾構(gòu)千斤斤頂頂力力及其它它施工荷載載。箱形管片片平板形管管片帶肋管片片的材料料長(zhǎng)期以以來多為為鑄鐵（（見圖6-6c）和鋼。。環(huán)寬與厚厚度國(guó)內(nèi)外常常用的環(huán)環(huán)寬是750~1000m；曲線段推推進(jìn)時(shí)設(shè)設(shè)有楔形形管片，，按隧道道曲率半半徑計(jì)算算；管片厚度度一般為為250~600mm。分塊大斷面隧隧道可分分成6~8~10塊，小斷斷面可分分為4~6塊。管片的最最大弧長(zhǎng)長(zhǎng)一般不不超過4m，管片愈愈薄其長(zhǎng)長(zhǎng)度應(yīng)越越短。拼裝型式式一般有通通縫、錯(cuò)錯(cuò)縫拼裝裝兩種。?？v縫環(huán)環(huán)環(huán)對(duì)齊的的稱通縫，適用于于需要拆拆除管片片修建旁旁側(cè)通道道或結(jié)構(gòu)構(gòu)需要比比較柔的的情況下下，以便便于進(jìn)行行結(jié)構(gòu)處處理?？v縫互相相錯(cuò)開，，對(duì)稱錯(cuò)縫，其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于能能加強(qiáng)圓圓環(huán)接縫縫剛度，，使圓形形結(jié)構(gòu)可近似地地按均質(zhì)質(zhì)圓環(huán)等等剛度考考慮，因此使使用較普遍的，缺點(diǎn)點(diǎn)是錯(cuò)縫縫拼裝容容易使管管片頂碎碎。環(huán)、縱向向螺栓環(huán)向螺栓根據(jù)據(jù)接縫內(nèi)內(nèi)力情況況可設(shè)置置成單排排或雙排排。雙排：外外排螺栓栓抵抗負(fù)負(fù)彎矩，，內(nèi)排螺螺栓抵抗抗正彎矩矩?？v向螺栓栓目的是是使隧道道襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)具有有抵抗隧道道縱向變變形的能能力，一塊管管片設(shè)3~4個(gè)螺栓。。螺栓材料料一般采采用高強(qiáng)強(qiáng)度合金金鋼，直直螺栓。。本講要點(diǎn)點(diǎn)掌握氣壓壓大小及及耗氣量量的計(jì)算算；了解圓形形襯砌構(gòu)構(gòu)造;5內(nèi)力計(jì)算算與管片片結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)原則則隧道襯砌砌費(fèi)用占占40%~50%，安全可可靠、經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理理。本節(jié)重點(diǎn)點(diǎn)介紹裝裝配式鋼鋼筋混凝凝土管片片。1.滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)的強(qiáng)度度和剛度度：土土層壓力力、水壓壓力以及及特殊荷荷載，按按梁式模型型計(jì)算埋在在土中圓圓環(huán)的內(nèi)力和位位移，以及管管片（如如鋼筋混混凝土管管片）的的裂縫寬度度限制等。。覆土最深深、頂壓壓與側(cè)壓壓相差最大處：：按施工工階段和和使用階階段荷載載最不利組組合情況下計(jì)算，同時(shí)按使用階階段與特特殊荷載載階段組組合情況況下的管管片強(qiáng)度度驗(yàn)算。覆土最淺處：斷面僅進(jìn)行使用階段段和特殊荷載載階段組合合情況下下的管強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算算。不同點(diǎn)2.滿足所提提出的安全質(zhì)量量指標(biāo)要求：裂裂縫開展展寬度，，接縫變變形和直直徑變形形的允許許量，隧隧道抗?jié)B滲防漏指指標(biāo)，結(jié)結(jié)構(gòu)安全全度，襯襯砌內(nèi)表表面平整整度要求求，滿足使用用要求的工工作環(huán)境境，保持持隧道內(nèi)內(nèi)部的干干燥和潔潔凈。5.2內(nèi)力計(jì)算算法飽和含水水地層中中，因因內(nèi)擦角角φ值很小，，主動(dòng)與與被動(dòng)土土壓力幾幾乎是相相等，結(jié)構(gòu)變形形不能產(chǎn)產(chǎn)生很大大抗力。假定：結(jié)構(gòu)可以以自由變變形，不受地地層約束束，認(rèn)為為圓環(huán)只只是處在在外部荷荷載及與與之平衡衡的底部部地層反反力作用用下工作作.剛度折減減采用錯(cuò)縫拼裝裝和通縫拼裝裝，接縫處處的剛度度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小小于斷面面部分的的剛度，，與整體式等等剛度圓圓形襯砌砌差異更大大。日本資料料，接頭頭剛度折折減速系系數(shù)η，對(duì)鑄鐵鐵管片η=0.9~1.0；鋼筋混混凝土管管片η=0.5~0.7?？傮w上，在在飽和含水水地層中按按整體式自由由變形勻質(zhì)質(zhì)圓環(huán)的計(jì)算方法法誤差可以以接受。特殊情況下下：當(dāng)土層較好好，襯砌變變形后能提提供相應(yīng)的的地層抗力力，則可按有彈性抗抗力的整體體式勻質(zhì)圓圓環(huán)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)計(jì)算。常用的有日日本的和蘇蘇聯(lián)的假定定抗力法等等。多鉸圓環(huán)方方法將接縫看作作為一個(gè)““鉸”，整整個(gè)圓環(huán)變變成一個(gè)多多鉸圓環(huán)。?；冢哼B接方法由由剛性連接向柔柔性連接過過渡。雖屬不穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)，但但因有外圍圍土層提供供的附加約束和多鉸圓環(huán)環(huán)的變形而而提供了相相應(yīng)的地層抗力，促使多鉸鉸圓環(huán)仍處處于穩(wěn)定狀狀態(tài)。多鉸圓環(huán)計(jì)計(jì)算圖式5.3荷載計(jì)算基本荷載（（基本使用用階段）、、臨時(shí)荷載載（施工階階段）和特特殊荷載。。1）基本荷載載：（1）土層壓力力：垂直土壓力力、水平土土壓力、（2）水壓力：：（3）襯砌自重重豎向土壓拱背土壓(104N/m)地面超載q3=1(104N/m)（日本資料））（當(dāng)隧道埋埋深較淺時(shí)時(shí)）拱背土壓水平荷重：即地層側(cè)側(cè)向主動(dòng)土土壓，由均均勻土壓p1和三角形土土壓p2組成:水壓力:頂部垂直向向下水壓力力底部垂直向向上壓力側(cè)向水平水水壓力水壓力的疊疊加襯砌自重(104N/m)勻布底部豎豎向力平均后的拱拱被壓力抵消后的平平均水壓力力平均后的豎豎向土壓力力平均后的自自重壓力2）施工階段段臨時(shí)荷載載(1)自重引起的的臨時(shí)荷載載臨時(shí)荷載隨隨盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)所產(chǎn)生，，一般來自自千斤頂頂力力和壁后注漿壓壓力。圓形隧道襯襯砌在到達(dá)基本本使用階段段前，它保保留著裝配配中由其自重作用所產(chǎn)生的受受力狀態(tài)，，它與基本階段所產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力之和，，不能超過容容許值。由下向上裝裝配的襯砌砌環(huán)，拱頂截面產(chǎn)生內(nèi)力最最大：?支承弧面所所對(duì)應(yīng)的中中心角1米寬襯砌自自重襯砌內(nèi)徑（2）管片拼裝及盾構(gòu)推進(jìn)引起的臨時(shí)時(shí)集中荷載載拼裝成環(huán)時(shí)時(shí)，管片制作精精度不高，端面面不平，擰擰緊螺栓時(shí)時(shí)往往使管管片局部產(chǎn)產(chǎn)生較大的的應(yīng)力，導(dǎo)致管片開開裂?；蛞蚱囱b管片誤誤差累計(jì)，當(dāng)盾盾構(gòu)千斤頂頂施加在環(huán)環(huán)縫面上，，特別是偏心作用時(shí)，也會(huì)使使管片頂裂裂、頂碎。。鑄鐵管片，較薄的外外殼厚度加加肋逐步變變到突緣處處，承受約106N的盾構(gòu)千斤斤頂頂力。。改善的方法法是合理選選擇管片型型式，提高鋼模制制作精度和和管片混凝凝土強(qiáng)度。。在拼裝管片片時(shí)提高拼拼裝質(zhì)量。。采用錯(cuò)縫拼裝也是較好的的辦法。管片壓漿因因局部凝集在一個(gè)區(qū)域域內(nèi)所造成成的圓環(huán)變變形和集中中荷載。。荷載大小難以確確定，只能通過過采用附加安安全系數(shù)，以保證襯襯砌結(jié)構(gòu)的的安全度。。3）特殊荷載載階段特殊荷載是是一種瞬時(shí)時(shí)性的，作作用時(shí)間短短的動(dòng)力荷荷載，往往往是控制制襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)關(guān)鍵，在在某些地區(qū)區(qū)還要考慮慮地震力作作用。結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)計(jì)算一般可可用等靜載法，按彈性或或彈塑性工工作階段進(jìn)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法與只承受靜靜載的結(jié)構(gòu)構(gòu)相同。并可適當(dāng)提高高材料強(qiáng)度度和降低強(qiáng)強(qiáng)度安全系系數(shù)。本講要點(diǎn)理解盾構(gòu)計(jì)計(jì)算的原則則；掌握盾構(gòu)的的荷載計(jì)算算方法。5.4襯砌內(nèi)力計(jì)計(jì)算1）自由變形的的勻質(zhì)圓環(huán)環(huán)計(jì)算彈性中心法法計(jì)算由于結(jié)構(gòu)及及荷載對(duì)稱稱，拱頂剪剪力等于零零，屬二次超靜定定結(jié)構(gòu)。力法方程為為：推導(dǎo)過程圓環(huán)中任意意截面上的的內(nèi)力可由由下式得到到：設(shè)計(jì)時(shí)可直直接利用這這些公式，，也可詳見見表6-3，2）考慮土層產(chǎn)生側(cè)側(cè)向彈性抗抗力的勻質(zhì)質(zhì)圓環(huán)計(jì)算算當(dāng)外荷作用用在隧道襯襯砌上，一一部分襯砌砌向地層方方向變形，，使地層產(chǎn)產(chǎn)生彈性抗力。彈性抗力的的分布規(guī)律律很難確定定，采用假定彈性抗抗力分布規(guī)規(guī)律法，如日本的三角角形分布，原蘇聯(lián)O·E