5盾构施工法管片选型拼装

盾构施工法管片选型拼装建设总部 郭永顺

管片选型拼装内容： 一、管片选型的意义； 二、管片表观几何尺寸特性； 三、管片选型与隧道轴线； 四、管片选型与盾构机； 五、施工中纠偏修正； 六、管片选型原则； 七、管片拼装。

一、管片选型的意义隧道工程施工中，盾构法隧道不同与矿 山法、明挖等工法。它是在一密闭施工机械 内，采用预制构件，利用机械臂，按预定方 法、工序将预制构件逐一安装而形成隧道， 使成型的隧道满足设计要求。管片选型的意义：按预定方法、工序进行， 符合设计预定要求；管片选型好与差直径影响 工程进度、质量、投资。

二、管片表观几何尺寸特性

(一)管片外观尺寸计算管片水平、垂直方向宽度尺寸计算管片宽度

Kt管片顶部宽度最大值：kt=1500+19sinа Kb管片底部宽度最大值：kb=1500-19sinа管片封顶块旋转后管片 环顶端管片宽度

Kl管片左端宽度最大值：kl=1500+19cosа Kr管片右端宽度最大值：kr=1500-19cosа

管片宽度最小处轴线

O管片宽度最大处

1 (1519 1481 ) 19 1 2 tan tan 1 0.1814 6000 6000

注：a角为管片环封顶块任意旋转角度

(二)管片空间角度、尺寸计算管片环空间角度、尺寸变化计算A'封顶块位置从顶端偏了a°时，楔形环前面的中心 点C,(中心点由C→C,)移动，其移动量为 COC=4.75mm。移动量分成水平(X)和垂直(Y): 水平向：ΔX=38cosa° 垂直向：ΔY=-38sina° 楔形环前端断面的直角方向(C,→C“)和标准环 —楔形环管片的连接面与直角方向(中心轴方向)是 A—A角2θ,此角度可分成X(水平-θX)与Y(垂直θY),C,→C“的长度为L公式如下： A'

X'

a

YY'

X

X

a

aY

A

Co C' 218

Y

C" X

tan X tan Y

X ' l. sin 2 . cos a tan 2 . cos a l. cos 2 l. cos 2

C

Y ' l. sin 2 . cos a tan 2 . cos a l. cos 2 l. cos 2

a由于:tan2θ= tan(0.3628°)=6.332×10-3

A

所以: θX=tan-1(0.006332×cosa)

θY=-tan-1(0.006332×sina)

楔形管片K件在不同位置时ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大小：K件所在圆 a(°) K件旋 弧位置 转角度0 (180) 18 (342) 36 (324) 54 (306) 72 (288) 90 (270)

右楔形环管片为例:

K件 位置 0 (0) 1 (-1) 2 (-2)

ΔX (mm)宽度差 38.0 (-38.0) 36.14 (36.14) 30.74 (30.74) 22.34 (22.34) 11.74 (11.74) 0.00 (0.00)

ΔY (mm)宽度差 0.0 (0.0) -11.74 (11.74) -22.34 (22.34) -30.74 (30.74) -36.14 (36.14) -38.00 (38.00)

θX ( °)角度变化 0.3628 (-0.3628) 0.3450 (0.3450) 0.2935 (0.2935) 0.2132 (0.2132) 0.1121 (0.1121) 0.0000 (0.000)

θY

( °)角度变化 0.0000 (0.0000) -0.1121 (0.1121) -0.2132 (0.2132) -0.2935 (0.2935) -0.3450 (0.3450) -0.3628 (0.3628)

计算法则： 垂直向Y:下-上 水平向X:左-右 负数(-)代表轴线 下降、左转。 正数(+)代表轴线 上升、右转。

3 (-3) 4 (-4) 5 (-5)

(三)管片空间水平、垂直向角度变化计算另 一方法上 左

新方向

旧方向

旧方向

新方向

下

右

竖直方向

水平方向

38.0 sin 2 sin 12000 1

38.0 cos 2 sin 12000 1

角度( 1, 2)的调整量是从上图的关系里按下列公 式计算： 垂直方向： 1=2 v 注：6000为管片直径 1 ( Xb Xt) Xv 2 sin 1 2 2 sin 1 从推导公式可以显示为： 6000 12000

38.0 sin 2 sin 12000 1

2 sin 1

管片宽度最大差( 件在顶部) K sin 2 管片直径

水平方向： 2=2 h 1 ( Xl Xr) 1 2 1 Xh 2 sin 2 sin 6000 12000

2 sin

1

38 .0 cos 12000

2 sin 1

管片最大宽度差( 件在顶部) K cos 2 管片直径

三、管片选型与隧道轴线管片环节构成的隧道，对于轴线的构成，是利 用每一环管片环节构成的短直线将其相互连接，尽 可能地将管片环节构成的隧道轴线与设计隧道轴线 吻合。但仍然存在一定的误差。直线管片 楔形管片 直线管片

管片模拟轴线短直线

允许误差

设计轴线

(一)管片拟合的隧道轴线提出一个问题：为什么目前广州地铁的大多数管片 环为宽度1500mm,内径5400mm,管片环楔变量 38mm?1.对于内径选择：主要根据列车的选型、设备(限界)、 列车设计旅行的速度确定(活塞效应); 2.管片环的宽度、楔变量：主要根据设计线路平、纵断面 曲线半径、盾构机内空间设计、设计允许的误差确定； 3.按施工过程中施工工艺、功效、质量及经济效益确定。 4.管片环节形成的隧道轴线关键是尽量减小与隧道设计轴 线误差。

(二)管片宽度、楔变量的确定管片宽度

1.管片宽度： 管片宽度与设计轴线最小误差(设 计允许误差±50mm),建议在 10mm范围内； 2.管片楔变量：在确定管片宽度后， 根据直径、宽度则可确定管片楔 变角度和楔变量; 3.确定管片参数后，盾构机根据其 参数进行盾构机内空间设计。管片环楔变角Q=180°-2Q1 注：在确定上述的参数后，须 根据管片拼装模式(如：封顶 块位置、管片拼装模式)进行 验算调整。

管片拟合轴线

误差值

曲线 半径

设计轴线

楔变量

管片宽度 X 2. sin cos

1

R C .R R

管片宽 度

宽度 管片

曲线 半径

(三)管片排列一)管片排列估算管片排列需根据隧道设计线路、管片 宽度、管片楔变角、管片

拼装模式确 定。

1. 在隧道设计线路图中，圆曲线一 般给出圆 …… 此处隐藏：2036字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……