盾構(gòu)項目管片拼裝技術(shù)手冊

1、中國中鐵管片拼裝技術(shù)手冊盾構(gòu)區(qū)間管片拼裝技術(shù)手冊一、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)地鐵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：1、地鐵主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為100年；2、區(qū)間隧道防水等級為二級；3、混凝土允許裂縫開展，管片最大允許裂縫寬度為0.2mm,并不得有貫穿裂縫；4、管片混凝土強度等級C50,抗?jié)B等級為P12。管片設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：襯砌環(huán)構(gòu)造：管片外徑6000mm,內(nèi)徑5400mm。管片幅寬：線路曲線半徑大于等于400mm時，采用1500mm寬管片，線路半徑小于400mm時，采用1200mm的管片。管片厚度300mm。每環(huán)襯砌環(huán)由6塊管片組成，1塊封頂塊，2塊鄰接塊，3塊標(biāo)準(zhǔn)塊。采用直線+左右楔形環(huán)擬合不同曲線。成都地鐵采用的楔形環(huán)為雙面楔形，單

2、面楔形量為19mm，轉(zhuǎn)角為0.1814整環(huán)楔形總量為38mm,轉(zhuǎn)角為0.363°。管片連接：襯砌環(huán)縱、環(huán)縫采用彎螺栓連接，對于1500mm和1200mm管片，每環(huán)縱縫采用12根M27螺栓，每個環(huán)縫采用10根M27螺栓。二、管片選型分析原則:確保管片的走向符合隧道設(shè)計線路，且拼裝后的管片質(zhì)量符合規(guī)范和設(shè)計要求。依據(jù)：1 .線路參數(shù)。2 .盾構(gòu)機姿態(tài)與油缸行程差。3 .盾尾間隙。拼裝點位：管片拼裝點位表示每一環(huán)管片中封頂塊所在的位置。根據(jù)成都地鐵管片設(shè)計構(gòu)造特點，管片拼裝分為10個點位。拼裝點位分布如右圖所示。拼裝點位的選取原則：1 .相鄰環(huán)管片不通縫。2 .楔形環(huán)不同楔形量使用合理，有

3、利于調(diào)整盾尾間隙、油缸行程差和擬合隧道中心線。75拼裝點位選擇:現(xiàn)為了保證隧道的美觀和防水效果，將管片的點位劃分為兩類：上半?yún)^(qū)點位（1點、2點、3點、9點、10點、11點），下半?yún)^(qū)點位（4點、5點、7點、8點）。其中上半?yún)^(qū)點位位于隧道中線以上（含中線），有利于管片拼裝和隧道的防水質(zhì)量，因此上半?yún)^(qū)作為管片點位選擇的主要區(qū)域。豐珂點位1點2點3點£占5點T點8點9點10點11點下環(huán)可選由位£點1點油1點2點1點之點ijk1點4點3點4點3點4點3點q點3點4白3由T良DA7點惠點T點5點T點7點E點.8(5B點g點2點目點X點9點S5g點*點11點1口點口恚2點匚點1C點1】點

4、1口點11離1。點粉紅色標(biāo)記為下部點位管片楔形量：成都地鐵采用的左右轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)為等腰梯型，該類型的管片需要兩次可達(dá)到調(diào)整方向的目的，糾偏量比較小，有利于盾構(gòu)機掘進(jìn)中的方向控制。D3V以左轉(zhuǎn)管片為例，拼裝點位為12點時，楔形量最大的位置為3點鐘方向38mm,最小位置為9點鐘方向0mm。根據(jù)計算，每環(huán)管片理論上調(diào)整盾尾間隙最大為4.75mm,其中楔形量最大處為3點鐘方向盾尾間隙增大4.75mm,楔形量最小處為9點鐘方向盾尾間隙減小4.75mm。1.；一左轉(zhuǎn)曾月一聞陂?；?內(nèi)俄為第一、iF塾信-外麗第二在調(diào)整餐三、影響管片選型的因素1、盾尾間隙盾尾間隙是管片選型的一個重要依據(jù)。如果盾尾間隙過小，則盾

5、構(gòu)機在掘進(jìn)過程中盾尾將會與管片發(fā)生摩擦，增加盾構(gòu)機向前的阻力和造成管片拉壞引起隧道滲漏水。盾尾間隙過大會造成盾尾漏漿等問題。根據(jù)施工經(jīng)驗盾尾圓周上任意一點的盾尾間隙量應(yīng)保證在75mm左右，最小不宜小于55mm,否則可能會造成管片破損。2,推進(jìn)油缸行程和較接油缸行程差對管片的選型的影響盾構(gòu)機是依靠推進(jìn)油缸頂推在管片上產(chǎn)生的反力向前掘進(jìn)的，每一個掘進(jìn)循環(huán)這四組油缸的行程的差值反應(yīng)了盾構(gòu)機與管片的平面位置之間的空間關(guān)系，可以看出下一個掘進(jìn)循環(huán)盾尾間隙的變化趨勢。當(dāng)管片平面不垂直于盾構(gòu)機軸線時各組推進(jìn)油缸的行程就會有差異，當(dāng)這個差值過大時，推進(jìn)油缸的推力就會在管片環(huán)的徑向產(chǎn)生較大的分力，從而影響已拼裝

6、好的隧道管片以及掘進(jìn)姿態(tài)。通常我們以各組油缸行程的差值的大小來判斷是否應(yīng)該拼裝轉(zhuǎn)彎環(huán)，在兩個相反的方向上的行程差值超過40mm時，就應(yīng)該拼裝轉(zhuǎn)彎環(huán)來進(jìn)行糾編。通過轉(zhuǎn)彎環(huán)的調(diào)整左右與上下的油缸行程差值就控制在30mm以內(nèi)，有利于盾構(gòu)掘進(jìn)及保護管片不受破壞。錢接油缸可以被動收放，有利于曲線段的掘進(jìn)及盾構(gòu)機的糾偏。同樣錢接油缸的行程差也影響管片的選型。這時應(yīng)將上下或左右的推進(jìn)油缸行程差值減去上下或左右的較接油缸行程差值，最后的結(jié)果作為管片選型的依據(jù)。3 .設(shè)計線路和糾偏四、管片選型方法1.按設(shè)計線路進(jìn)行管片選型根據(jù)隧道中線的平曲線和豎曲線的走向，管片分為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎三類。直線上選標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，左

7、轉(zhuǎn)曲線上選左轉(zhuǎn)環(huán)，右轉(zhuǎn)曲線上選右轉(zhuǎn)環(huán)。其中轉(zhuǎn)彎環(huán)數(shù)量的計算公式如下：0=2y=2*arctg（S/D）式中：0轉(zhuǎn)彎環(huán)的偏轉(zhuǎn)角5轉(zhuǎn)彎環(huán)的最大楔型量的一半（成都地鐵19mm）D管片直徑根據(jù)圓心角的計算公式%=180L/（兀R）式中：L段線路中心線的長度R曲線半徑而8=%，以400mm的曲線半徑為例，將之代入的到L=2.53m,所以在圓曲線上每隔2.53m一個轉(zhuǎn)彎環(huán)（N=2.53/1.2=2環(huán)，即平均2環(huán)一個轉(zhuǎn)彎環(huán)）。經(jīng)過實際計算，在緩和曲線上，也近似于6.3m一個轉(zhuǎn)彎環(huán)。2 .根據(jù)盾尾間隙和油缸行程差來選擇管片盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，理論盾尾間隙為75mm,施工中一般控制任何一個位置不能小于55mm,如果

8、小于55mm需要立即采用轉(zhuǎn)彎環(huán)來調(diào)整管片的盾尾間隙，調(diào)整的方法是將管片楔形量最大的位置放在管片盾尾間隙最小的地方。管片的盾尾間隙絕對不能小于45mm,否則會造成管片破碎和盾構(gòu)機推進(jìn)阻力增大。同樣，當(dāng)相對方向上的油缸行程傳感器反映出的油缸行程差值大于40mm時，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法是將管片楔形量最大的位置盡可能放在油缸行程最大的地方，這樣了縮短兩個相對位置油缸之間的行程差，縮短多少可通過管片楔形量的計算公式進(jìn)行計算。在進(jìn)行管片選型的時候，既考慮盾尾間隙影響時，又要考慮油缸行程差對管片選型的影響。只有盾尾間隙接近警戒值（45mm）時，才根據(jù)盾尾間隙進(jìn)行管片選型。3 .管片選型要適應(yīng)盾構(gòu)機的姿態(tài)管

9、片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免的受到盾構(gòu)機姿態(tài)的制約。管片平面盡量垂直于盾構(gòu)機軸線，讓盾構(gòu)機的推進(jìn)油缸能垂直地推在管片上，這樣使管片受力均勻，掘進(jìn)時不會產(chǎn)生管片破損。同時也要兼顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構(gòu)機與管片發(fā)生碰撞而破損管片。當(dāng)因地質(zhì)不均、推力不均等原因，使盾構(gòu)機偏離線路設(shè)計軸線時，管片的選型要適宜盾構(gòu)機的姿態(tài)。4,根據(jù)現(xiàn)有的管模數(shù)量和類型及生產(chǎn)能力管片的需求量要與管片廠所配備的管模數(shù)量及生產(chǎn)能力進(jìn)行管片型號的選擇。如果計劃的轉(zhuǎn)彎環(huán)數(shù)量比較多可用一套左轉(zhuǎn)環(huán)和一套右轉(zhuǎn)環(huán)來代替兩個標(biāo)準(zhǔn)環(huán)。因此，管片生產(chǎn)時應(yīng)盡可能計劃多點轉(zhuǎn)彎環(huán)。五、管片選型不當(dāng)引起的后果分析除過起填充作用的背后漿液外，管

10、片是隧道唯一襯砌、唯一受力體系。所以管片的正確選型非常重要，當(dāng)管片選型錯誤時，會引起隧道滲水、管片開裂、管片錯臺。由于選型錯誤，盾尾間隙小過45mm(針對海瑞克盾構(gòu)機)，管片和盾殼切在一起，管片的外棱和邊角會被盾殼副裂，導(dǎo)致管片止水條部位的混凝土開裂吊塊，管片拼起來后，止水條部位就會形成漏水通道，造成隧道漏水。選型錯誤，導(dǎo)致油缸行程差過大，油缸作用在管片上的力不均勻，盾構(gòu)機無法糾偏，管片會受到集中應(yīng)力，容易把管片推裂。如果盾構(gòu)機偏離設(shè)計線路，在糾偏過程中不要過急，為了保證盾構(gòu)的較接密封、盾尾鋼絲刷密封工作良好，同時也為了保證管片不受損壞，盾構(gòu)糾偏過程中不能有太大的調(diào)整量，一個掘進(jìn)循環(huán)內(nèi)盾尾間隙的糾偏值宜控制在土5mm內(nèi)，否則轉(zhuǎn)彎環(huán)管片的偏移量跟不上盾構(gòu)機的糾偏幅度，盾尾也會擠壞管片。六、管片拼裝1 .管片拼裝前的檢查工作(1)檢查下井的管片型號是否正確。(2)檢查管片有無破損。(3)檢查管片止水條和傳力襯墊粘帖是否牢靠，粘帖位置和數(shù)量是否正確。(4)管片螺栓和遇水膨脹膠圈型號和數(shù)量是否滿足要求。(5)盾尾積水、淤泥是否清理干凈。2 .管片拼裝過程中的檢查工作(1)檢查拼裝過程中吊裝頭有無松動斷裂。(2)檢查