盾構(gòu)隧道管片拼裝技術(shù)

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1、2004年度施工論文（技術(shù)總結(jié)）【盾構(gòu)隧道管片拼裝技術(shù)】盾構(gòu)隧道管片拼裝技術(shù)【內(nèi)容提要】通過廣州軌道交通四號線大學(xué)城專線【侖頭～大學(xué)城盾構(gòu)區(qū)間】隧道管片選型的實踐，詳細(xì)的介紹了廣州地鐵施工中的管片拼裝技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】管片拼裝盾構(gòu)姿態(tài)盾尾間隙轉(zhuǎn)彎環(huán)楔形量1、工程概況廣州軌道交通四號線大學(xué)城專線【侖頭～大學(xué)城盾構(gòu)區(qū)間】土建工程，北起侖頭后底崗盾構(gòu)始發(fā)井，經(jīng)侖頭村穿越侖頭海至官洲島，通過官洲站后經(jīng)官洲村、官洲河等地，至大學(xué)城結(jié)束，區(qū)間隧道為單孔雙線隧道，總長為2826.5m，其中盾構(gòu)法區(qū)間隧道為2301.3m，區(qū)間包括7個聯(lián)絡(luò)通道、2

2、個廢水泵房。本區(qū)段共有兩處曲線，第一處曲線半徑R為800m，曲線長度為691.242m，轉(zhuǎn)向角а為43°25′08″；第二處曲線半徑R為450m，曲線長度為259.359m，轉(zhuǎn)向角а為24°06′36″；該區(qū)間曲線總長為950.601m，占盾構(gòu)隧道總長的41.31％。區(qū)間隧道設(shè)計為“V”形坡，其坡度依次為：27.75‰（長540m，下坡）、4.08‰（長350m，上坡）、37‰（長470m，上坡）、24.5‰（長350m，下坡）、5‰（長330m，下坡）、43.3‰（長320m，上坡），變坡處設(shè)有豎曲線，豎曲線半徑R為5000m

3、或3000m。侖大盾構(gòu)區(qū)間盾構(gòu)隧道采用C50預(yù)制鋼筋混凝土管片，管片內(nèi)徑為5400mm，外徑為6000mm，厚度為300mm，寬度為1500mm。管片采用3A＋2B＋1K的分塊方式，即每環(huán)管片分6個單元，3個標(biāo)準(zhǔn)塊，2個鄰接塊和1個封頂塊組成，管片間設(shè)橡膠止水帶，襯砌環(huán)間采用錯縫拼裝。為滿足曲線施工和隧道糾偏的需要，專門設(shè)計了左、右轉(zhuǎn)彎環(huán)。管片的型號分為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)（T）、左彎環(huán)（L）和右彎環(huán)（R），轉(zhuǎn)彎環(huán)為雙面對稱楔形環(huán)，楔形量為38mm。2、管片型號的選擇原則侖大盾構(gòu)區(qū)間隧道采用德國海瑞克公司制造的外徑6250mm土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施

4、工，該盾構(gòu)采用了盾尾鉸接裝置，其目的是為了使盾構(gòu)能夠適應(yīng)曲線段掘進(jìn)。盾殼的鉸接結(jié)構(gòu)將盾構(gòu)分成前后，兩段之間通過鉸接裝置連接，盾尾可偏轉(zhuǎn)，從而使盾構(gòu)機(jī)能沿設(shè)計的曲線掘進(jìn)，在前盾與盾尾發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，由于鉸接裝置的存在，仍可保持盾尾和管片的同軸度，避免盾尾密封刷受損，也防止管片擠壓二碎裂損壞。管片拼裝時，通過轉(zhuǎn)彎環(huán)與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的組合來適應(yīng)不同的曲線要求。管片拼裝時按照以下以下兩個原則：第一，要適合隧道設(shè)計線路；第二，要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。這兩者相輔相成，通過正確的管片選型和選擇正確的拼裝點(diǎn)位，將隧道的實際線路調(diào)整在設(shè)計線路的允許公差±50mm

5、內(nèi)。第6頁共6頁2004年度施工論文（技術(shù)總結(jié)）【盾構(gòu)隧道管片拼裝技術(shù)】2.1管片型號的選擇要適合隧道設(shè)計線路當(dāng)一個盾構(gòu)工程開工之前，就要根據(jù)設(shè)計線路對管片作一個統(tǒng)籌安排，通常把這一步驟叫管片排版。通過管片排版，了解了整條線路需要多少轉(zhuǎn)彎環(huán)（包括左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎），多少標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，以及曲線段上標(biāo)準(zhǔn)環(huán)與轉(zhuǎn)彎環(huán)的布置方式。曲線段施工時，采用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)與轉(zhuǎn)彎環(huán)配合。表1侖大盾構(gòu)區(qū)間管片技術(shù)參數(shù)表　　　　　　　　管片長度1500mm管片內(nèi)徑5400mm管片厚度300mm盾尾內(nèi)徑6150管片外徑6000mm轉(zhuǎn)彎環(huán)截面等腰梯形轉(zhuǎn)彎環(huán)楔形量38mm盾尾

6、間隙盾尾內(nèi)徑減管片外徑依照曲線的圓心角與轉(zhuǎn)彎環(huán)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系，可以計算出區(qū)間線路曲線段的轉(zhuǎn)彎環(huán)與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的布置方式。圖1　標(biāo)準(zhǔn)環(huán)與轉(zhuǎn)彎環(huán)的關(guān)系圖轉(zhuǎn)彎環(huán)偏轉(zhuǎn)角的計算公式：θ=2γ=2arctgδ/D式中：θ―――轉(zhuǎn)彎環(huán)的偏轉(zhuǎn)角δ―――轉(zhuǎn)彎環(huán)的最大楔形量的一半D―――管片直徑將數(shù)據(jù)代入得出θ＝0.3629根據(jù)圓心角的計算公式：α＝180L/πR式中：L―――一段線路中心線的長度R―――曲線半徑，取800m而θ＝α，將之代入，得出L＝5.067m第6頁共6頁2004年度施工論文（技術(shù)總結(jié)）【盾構(gòu)隧道管片拼裝技術(shù)】上式表明，在800m

7、的圓曲線上，每隔5.067m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)，由于管片長度為1.5m，因此，在800m的圓曲線上，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)與轉(zhuǎn)彎環(huán)的拼裝關(guān)系為2環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)＋1環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)。以此類推，可以算出R為450m時，每隔2.85m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)，故為1環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)＋1環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)；R為3000m時，每隔19m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)，故為12環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)＋1環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)；R為5000m時，每隔31.7m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)，故為21環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)＋1環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)。2.2管片選型要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)所謂“盾構(gòu)姿態(tài)”是指盾構(gòu)機(jī)的空間方位和走向、管片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免地受到盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的限制。管片與盾尾的關(guān)

8、系見圖2。圖2　管片與盾尾的關(guān)系圖管片的端面應(yīng)盡量垂直于盾構(gòu)機(jī)軸線，以使盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸能垂直地推在管片上，這樣可以使管片受力均勻，掘進(jìn)時不會使管片破裂。同時也要兼顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時，盾尾鋼絲刷密封與管片發(fā)生干擾而損壞管片。盾構(gòu)機(jī)應(yīng)盡量根據(jù)