盾構施工法管片選型拼裝課件

盾構施工法管片選型拼裝建設總部郭永順精選ppt盾構施工法管片選型拼裝建設總部精選ppt1管片選型拼裝內容：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、管片選型與盾構機；五、施工中糾偏修正；六、管片選型原則；七、管片拼裝。精選ppt管片選型拼裝內容：精選ppt2一、管片選型的意義隧道工程施工中，盾構法隧道不同與礦山法、明挖等工法。它是在一密閉施工機械內，采用預制構件，利用機械臂，按預定方法、工序將預制構件逐一安裝而形成隧道，使成型的隧道滿足設計要求。管片選型的意義：按預定方法、工序進行，符合設計預定要求；管片選型好與差直徑影響工程進度、質量、投資。精選ppt一、管片選型的意義隧道工程施工中，盾構法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）管片外觀尺寸計算注：a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉角度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、垂直方向寬度尺寸計算精選ppt（一）管片外觀尺寸計算注：a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉角度Kt5（二）管片空間角度、尺寸計算

封頂塊位置從頂端偏了a°時，楔形環(huán)前面的中心點C，（中心點由C→C，）移動，其移動量為COC=4.75mm。移動量分成水平（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“）和標準環(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“的長度為L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、尺寸變化計算精選ppt（二）管片空間角度、尺寸計算封頂塊位置從頂6楔形管片K件在不同位置時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:計算法則：垂直向Y：下－上水平向X：左－右負數（－）代表軸線下降、左轉。正數（＋）代表軸線上升、右轉。精選ppt楔形管片K件在不同位置時ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大小7（三）管片空間水平、垂直向角度變化計算另一方法精選ppt（三）管片空間水平、垂直向角度變化計算另一方法精選ppt8角度（1，2）的調整量是從上圖的關系里按下列公式計算：垂直方向：1＝2v水平方向：2＝2h注：6000為管片直徑從推導公式可以顯示為：精選ppt角度（1，2）的調整量是從上圖的關系里按下列公式計算：水9三、管片選型與隧道軸線管片環(huán)節(jié)構成的隧道，對于軸線的構成，是利用每一環(huán)管片環(huán)節(jié)構成的短直線將其相互連接，盡可能地將管片環(huán)節(jié)構成的隧道軸線與設計隧道軸線吻合。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)構成的隧道10（一）管片擬合的隧道軸線提出一個問題：為什么目前廣州地鐵的大多數管片環(huán)為寬度1500mm，內徑5400mm，管片環(huán)楔變量38mm？1.對于內徑選擇：主要根據列車的選型、設備（限界）、列車設計旅行的速度確定（活塞效應）；2.管片環(huán)的寬度、楔變量：主要根據設計線路平、縱斷面曲線半徑、盾構機內空間設計、設計允許的誤差確定；3.按施工過程中施工工藝、功效、質量及經濟效益確定。4.管片環(huán)節(jié)形成的隧道軸線關鍵是盡量減小與隧道設計軸線誤差。精選ppt（一）管片擬合的隧道軸線提出一個問題：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：管片寬度與設計軸線最小誤差（設計允許誤差±50mm），建議在10mm范圍內；2.管片楔變量：在確定管片寬度后，根據直徑、寬度則可確定管片楔變角度和楔變量;3.確定管片參數后，盾構機根據其參數進行盾構機內空間設計。管片環(huán)楔變角Q=180°－2Q1注：在確定上述的參數后，須根據管片拼裝模式（如：封頂塊位置、管片拼裝模式）進行驗算調整。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隧道設計線路、管片寬度、管片楔變角、管片拼裝模式確定。1.在隧道設計線路圖中，圓曲線一般給出圓形要素：圓曲線半徑R、圓曲線所對應的圓心角度a、圓弧長度L等。2.根據圓弧長公式：L＝a.π.R/1803.根據管片拼裝模式（錯縫拼裝、通縫拼裝），封頂塊（K件）所在位置時，管片環(huán)所對應楔變角度。4.則對于管片環(huán)寬度所對應圓弧線的圓心角為：一）管片排列估算精選ppt（三）管片排列管片排列需根據隧道設計線路、管片寬度、管135.K件所在位置所對應的楔變角度與管片環(huán)寬度所對應的圓心角之比，則得出管片環(huán)所組合模式。如：設計線路平面曲線半徑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，管片采用錯縫拼裝,封頂塊（K件）偏轉18度安裝。則：平面曲線弧長L=57×3.14×450÷180＝447.45m。管片環(huán)寬度所對應的圓心角Q＝1.5÷447.45×57＝0.191度封頂塊偏轉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：該計算方法只是粗略計算，沒能考慮實際中工中存在偏差修正問題。

精選ppt5.K件所在位置所對應的楔變角度與管片環(huán)寬度所對應的圓心14二）管片環(huán)修正排列計算

圓曲線半徑450m，管片環(huán)寬度1.5m。計算管片環(huán)排列及偏差1.半徑450米所需的軸線偏轉角，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°，則弧長為447.45m以每一環(huán)1.5米進行計算，由平面幾何得：

由于管片環(huán)封頂塊K在±18°，通過計算，封頂塊在18°時，其水平方向偏轉角為：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：在圓曲線內則為正值，外則為負值）。精選ppt二）管片環(huán)修正排列計算1.半徑450米所需的軸線偏轉角，管片15

在第一環(huán)管片施工中心方向與隧道設計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447.45＝298環(huán)

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

如按上述不作修正，軸線是嚴重的、災難性的偏離。因此需作修正，以滿足設計軸線要求。在第N環(huán)修正：Nx＝θ÷＝0.1725÷0.0185＝9環(huán)注：θ：每環(huán)偏差角累計到達管片環(huán)修正角度時修正角度則：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計中心方向16由于施工軸線在隧道設計軸線外則，對于21.6mm偏差，雖然在施工誤差范圍內，但考慮施工軸線隨長度增加而增加，偏差不斷增大，需將施工偏差調整在設計軸線內則，因此必須在施工9環(huán)內，作出調整，一般是在計算第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：若通過管片排列計算，施工軸線在設計隧道軸線內則，則修正環(huán)使用S-S（標準環(huán)）。精選ppt由于施工軸線在隧道設計軸線外則，對于21.6m17

通過上述計算，可以確定對曲線半徑450m，弧長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)封頂塊旋轉安裝角度為：±18°）則：可知弧長447.45圓曲線，管片環(huán)使用多小環(huán)標準環(huán)、多小環(huán)楔型環(huán)。同理：則全區(qū)間的管片環(huán)數可知，但需根據施工單位施工水平，排列計算得出的環(huán)數后，作楔型管片環(huán)增加，已作日后糾偏使用。對于圓曲線排列，小結其計算步驟：1、通過圓心角公式，初步估計管片環(huán)排列模式；2、計算管片環(huán)寬度所對應的圓心角度；3、計算管片環(huán)，K件旋轉不同角度時，其寬度、修正角度；4、計算一環(huán)管片環(huán)，修正角度與管片環(huán)寬度所對因的圓心角度差值及偏差量；5、計算第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：在盾構機實際施工中，考慮地質、操作、機械問題，往往將盾構機施工軸線設置在圓曲線內則施工。精選ppt通過上述計算，可以確定對曲線半徑450m，弧長18四、管片選型與盾構機管片選型與盾構盾尾、盾構鉸接、盾構推進千斤頂有著重要關系，特別是盾尾間隙的控制，尤為突出。從理論上，當管片安裝后，管片環(huán)外圓面與盾構盾尾內圓面，其間隙是一致的，但實際施工中，由于受地層、人工操作、盾構蛇行等，造成間隙距離不一。

盾尾間隙確定：由管片寬度、隧道設計軸線、注漿工藝、盾尾油脂壓注工藝確定。

精選ppt四、管片選型與盾構機管片選型與盾構盾尾、盾構鉸19（一）盾尾間隙盾構機盾尾間隙變化三種情況：1、使用楔型環(huán)管片環(huán)；2、管片方位角與盾構機方位角不一致，3、盾構機偏移。以上三種情況在實際施工常常同時出現，是一個綜合性因素。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：管片方位角與盾構機方位角不一致δB1'＝1500sinθδB2'＝-1500sinθδC1'＝2500sinθδC2'＝-2500sinθ精選ppt第二種情況：管片方位角與盾構機方位角不一致δB1'＝150022第三種情況：盾構偏移：管片與機尾的間隙，上（δt）下（δb）左（δl）右（δr）的數值，在盾構機施工現場通過盾尾是可以測量到，在管片中心（θs）與盾構機中心（θt）的偏差δv、δh可以用下公式計算出來：δt＋r＋δV＝r－δV＋δb

δr＋r＋δh＝r－δh＋δlδh＝(δl－δr)

δmin＝精選ppt第三種情況：盾構偏移：管片與機尾的間隙，上（δt）下（δb）23（二）管片選型與盾構千斤頂垂直方向水平方向目前盾構機中，在盾構機控制面板均能顯示垂直方向（定部、底部）及水平方向（左側、右側）千斤頂定行程，將各行程差，則初步反映了目前盾構及姿態(tài)（轉彎、上坡、下坡狀態(tài)）。精選ppt（二）管片選型與盾構千斤頂垂直方向水平方向目前盾構機中，在盾24通過管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差，通過計算可知，管片環(huán)在盾尾間隙控制最小量。同時通過平面曲線、縱向曲線、上下、左右千斤頂距離，可以得知盾構每推進一環(huán)管片寬度距離所需的行程差。根據圓心角公式：a＝2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑)按上述三種情況計算，可知每安裝不同類型管片其盾尾間隙變化。精選ppt通過管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差，通過計算可知，管片環(huán)在盾尾25（三）管片選型盾構機鉸接千斤頂管片選型與盾構鉸接千斤頂關系雖然沒有直接關系，如在曲線段，鉸接千斤頂行程確定與盾構掘進推進千斤頂有著重要關系。因此，管片選型與盾構鉸接千斤頂具有間接影響。精選ppt（三）管片選型盾構機鉸接千斤頂管片選型與盾構鉸26需注意：盾構機主動鉸接和被動鉸接，對管片選型的影響推后體式（主動鉸接）推前體式（被動鉸接）精選ppt需注意：盾構機主動鉸接和被動鉸接，對管片選型的影響推后體式（27五、施工中糾偏修正（一）直線糾偏從設計中心偏移（δA）以及尾部偏移（δB）表示在以下公式：δA＝（管片寬度＋盾尾以外主體長度）sinΔθ°δB＝管片寬度sinΔθ°Δθ的確定：垂直方向：Δθ＝（盾構機實測俯仰角）－（挖掘設計坡度）水平方向：Δθ＝（所示方位角值）－（設計隧道方位角）注：盾構機垂直方向俯仰角、水平方向方為角，通過測量求得。

Δθ也可以通過千斤頂行程差計算精選ppt五、施工中糾偏修正（一）直線糾偏從設計中心偏移（δA）以及尾28（二）曲線段修正根據圓心角公式：a＝2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑)，每推進1環(huán)管片，盾構機必須偏移角度（如：半徑為300米時盾構轉0.2292°）

如果偏向曲線外不加以修正，就會與設計曲線越偏越遠；如果偏向曲線內不加以修正，就會以較大的角度沖向設計曲線，難以修正。精選ppt（二）曲線段修正根據圓心角公式：如果偏向曲線外不加以修正，就29根據上述，為了保持盾構在設計曲線上，盡可能地將盾構機控制在設計的曲線內側。另外，用推進器長度差來管理時，推進1環(huán)以上時，盾構機會向曲線外偏一點，其偏差角度為Δθ＝tan-1(δ/R)在半徑300米的區(qū)間δ＝50mm時，Δθ＝0.01°，對盾構機施工軸線也不會產生不可控制偏離。在曲線糾偏中：關鍵是控制盾構機偏差角的控制，不能以大角度糾偏，否則，管片選型、軸線控制就會完全失控。精選ppt根據上述，為了保持盾構在設計曲線上，盡可能地將30假設：水平方向在設計中心線內，但垂直方向比設計中心線低50mm，垂直方向的方位角也向前傾0.4°。

如果繼續(xù)安裝標準管片，每推進一環(huán)，施工中心線就會比設計中心線多偏離10.5mm，如果再推進N環(huán)（如：6環(huán)），側偏離值d＝50＋10.5×6＝113mm，此時已超出100mm的容許值（其中：10.5=1500×sin0.4°）。

精選ppt假設：水平方向在設計中心線內，但垂直方向比設計中心線低50m31K件位置a（°）K件旋轉角度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°，但水平方向卻在設計中心線上，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)標準環(huán)管片（主要時考慮錯縫拼裝）。

根據上述分析糾偏量計算如下：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1環(huán)，偏差量將每環(huán)減小1500sin(-0.1870°)=4.9mm的偏差；在計算公式上，57.6÷4.9＝12環(huán)，則是從第6環(huán)以后，推進完畢第12環(huán)后施工中心線與設計中心線正好在交合處，從這以后每推進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：

在糾偏過程中，在一段距離內施工軸線仍然與設計軸線發(fā)生偏差加大情況；當設計軸線與施工軸線偏差角較大時，施工軸線就可能超出±100mm施工允許范圍，因而對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，根據管片環(huán)幾何尺寸，同時需錯縫拼裝，選擇糾偏環(huán)管片封頂塊安裝位置及楔型環(huán)管片類型。在管片選型計算中，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：測量檢查不可少；幾何尺寸作參考；管盾關系最重要。六、管片選型原則第一：管片選型適合隧道設計軸線；第二：管片選型適應盾構機的姿態(tài)、空間要求；第三：管片選型適合盾構千斤頂行程;第四：建立掘進管理表格。精選ppt要訣：六、管片選型原則第一：管片選型適合隧道設計軸線；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盾構施工法管片選型拼裝建設總部郭永順精選ppt盾構施工法管片選型拼裝建設總部精選ppt38管片選型拼裝內容：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、管片選型與盾構機；五、施工中糾偏修正；六、管片選型原則；七、管片拼裝。精選ppt管片選型拼裝內容：精選ppt39一、管片選型的意義隧道工程施工中，盾構法隧道不同與礦山法、明挖等工法。它是在一密閉施工機械內，采用預制構件，利用機械臂，按預定方法、工序將預制構件逐一安裝而形成隧道，使成型的隧道滿足設計要求。管片選型的意義：按預定方法、工序進行，符合設計預定要求；管片選型好與差直徑影響工程進度、質量、投資。精選ppt一、管片選型的意義隧道工程施工中，盾構法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）管片外觀尺寸計算注：a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉角度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、垂直方向寬度尺寸計算精選ppt（一）管片外觀尺寸計算注：a角為管片環(huán)封頂塊任意旋轉角度Kt42（二）管片空間角度、尺寸計算

封頂塊位置從頂端偏了a°時，楔形環(huán)前面的中心點C，（中心點由C→C，）移動，其移動量為COC=4.75mm。移動量分成水平（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“）和標準環(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“的長度為L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、尺寸變化計算精選ppt（二）管片空間角度、尺寸計算封頂塊位置從頂43楔形管片K件在不同位置時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:計算法則：垂直向Y：下－上水平向X：左－右負數（－）代表軸線下降、左轉。正數（＋）代表軸線上升、右轉。精選ppt楔形管片K件在不同位置時ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大小44（三）管片空間水平、垂直向角度變化計算另一方法精選ppt（三）管片空間水平、垂直向角度變化計算另一方法精選ppt45角度（1，2）的調整量是從上圖的關系里按下列公式計算：垂直方向：1＝2v水平方向：2＝2h注：6000為管片直徑從推導公式可以顯示為：精選ppt角度（1，2）的調整量是從上圖的關系里按下列公式計算：水46三、管片選型與隧道軸線管片環(huán)節(jié)構成的隧道，對于軸線的構成，是利用每一環(huán)管片環(huán)節(jié)構成的短直線將其相互連接，盡可能地將管片環(huán)節(jié)構成的隧道軸線與設計隧道軸線吻合。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)構成的隧道47（一）管片擬合的隧道軸線提出一個問題：為什么目前廣州地鐵的大多數管片環(huán)為寬度1500mm，內徑5400mm，管片環(huán)楔變量38mm？1.對于內徑選擇：主要根據列車的選型、設備（限界）、列車設計旅行的速度確定（活塞效應）；2.管片環(huán)的寬度、楔變量：主要根據設計線路平、縱斷面曲線半徑、盾構機內空間設計、設計允許的誤差確定；3.按施工過程中施工工藝、功效、質量及經濟效益確定。4.管片環(huán)節(jié)形成的隧道軸線關鍵是盡量減小與隧道設計軸線誤差。精選ppt（一）管片擬合的隧道軸線提出一個問題：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：管片寬度與設計軸線最小誤差（設計允許誤差±50mm），建議在10mm范圍內；2.管片楔變量：在確定管片寬度后，根據直徑、寬度則可確定管片楔變角度和楔變量;3.確定管片參數后，盾構機根據其參數進行盾構機內空間設計。管片環(huán)楔變角Q=180°－2Q1注：在確定上述的參數后，須根據管片拼裝模式（如：封頂塊位置、管片拼裝模式）進行驗算調整。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隧道設計線路、管片寬度、管片楔變角、管片拼裝模式確定。1.在隧道設計線路圖中，圓曲線一般給出圓形要素：圓曲線半徑R、圓曲線所對應的圓心角度a、圓弧長度L等。2.根據圓弧長公式：L＝a.π.R/1803.根據管片拼裝模式（錯縫拼裝、通縫拼裝），封頂塊（K件）所在位置時，管片環(huán)所對應楔變角度。4.則對于管片環(huán)寬度所對應圓弧線的圓心角為：一）管片排列估算精選ppt（三）管片排列管片排列需根據隧道設計線路、管片寬度、管505.K件所在位置所對應的楔變角度與管片環(huán)寬度所對應的圓心角之比，則得出管片環(huán)所組合模式。如：設計線路平面曲線半徑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，管片采用錯縫拼裝,封頂塊（K件）偏轉18度安裝。則：平面曲線弧長L=57×3.14×450÷180＝447.45m。管片環(huán)寬度所對應的圓心角Q＝1.5÷447.45×57＝0.191度封頂塊偏轉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：該計算方法只是粗略計算，沒能考慮實際中工中存在偏差修正問題。

精選ppt5.K件所在位置所對應的楔變角度與管片環(huán)寬度所對應的圓心51二）管片環(huán)修正排列計算

圓曲線半徑450m，管片環(huán)寬度1.5m。計算管片環(huán)排列及偏差1.半徑450米所需的軸線偏轉角，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°，則弧長為447.45m以每一環(huán)1.5米進行計算，由平面幾何得：

由于管片環(huán)封頂塊K在±18°，通過計算，封頂塊在18°時，其水平方向偏轉角為：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：在圓曲線內則為正值，外則為負值）。精選ppt二）管片環(huán)修正排列計算1.半徑450米所需的軸線偏轉角，管片52

在第一環(huán)管片施工中心方向與隧道設計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447.45＝298環(huán)

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

如按上述不作修正，軸線是嚴重的、災難性的偏離。因此需作修正，以滿足設計軸線要求。在第N環(huán)修正：Nx＝θ÷＝0.1725÷0.0185＝9環(huán)注：θ：每環(huán)偏差角累計到達管片環(huán)修正角度時修正角度則：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計中心方向53由于施工軸線在隧道設計軸線外則，對于21.6mm偏差，雖然在施工誤差范圍內，但考慮施工軸線隨長度增加而增加，偏差不斷增大，需將施工偏差調整在設計軸線內則，因此必須在施工9環(huán)內，作出調整，一般是在計算第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：若通過管片排列計算，施工軸線在設計隧道軸線內則，則修正環(huán)使用S-S（標準環(huán)）。精選ppt由于施工軸線在隧道設計軸線外則，對于21.6m54

通過上述計算，可以確定對曲線半徑450m，弧長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)封頂塊旋轉安裝角度為：±18°）則：可知弧長447.45圓曲線，管片環(huán)使用多小環(huán)標準環(huán)、多小環(huán)楔型環(huán)。同理：則全區(qū)間的管片環(huán)數可知，但需根據施工單位施工水平，排列計算得出的環(huán)數后，作楔型管片環(huán)增加，已作日后糾偏使用。對于圓曲線排列，小結其計算步驟：1、通過圓心角公式，初步估計管片環(huán)排列模式；2、計算管片環(huán)寬度所對應的圓心角度；3、計算管片環(huán)，K件旋轉不同角度時，其寬度、修正角度；4、計算一環(huán)管片環(huán)，修正角度與管片環(huán)寬度所對因的圓心角度差值及偏差量；5、計算第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：在盾構機實際施工中，考慮地質、操作、機械問題，往往將盾構機施工軸線設置在圓曲線內則施工。精選ppt通過上述計算，可以確定對曲線半徑450m，弧長55四、管片選型與盾構機管片選型與盾構盾尾、盾構鉸接、盾構推進千斤頂有著重要關系，特別是盾尾間隙的控制，尤為突出。從理論上，當管片安裝后，管片環(huán)外圓面與盾構盾尾內圓面，其間隙是一致的，但實際施工中，由于受地層、人工操作、盾構蛇行等，造成間隙距離不一。

盾尾間隙確定：由管片寬度、隧道設計軸線、注漿工藝、盾尾油脂壓注工藝確定。

精選ppt四、管片選型與盾構機管片選型與盾構盾尾、盾構鉸56（一）盾尾間隙盾構機盾尾間隙變化三種情況：1、使用楔型環(huán)管片環(huán)；2、管片方位角與盾構機方位角不一致，3、盾構機偏移。以上三種情況在實際施工常常同時出現，是一個綜合性因素。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：管片方位角與盾構機方位角不一致δB1'＝1500sinθδB2'＝-1500sinθδC1'＝2500sinθδC2'＝-2500sinθ精選ppt第二種情況：管片方位角與盾構機方位角不一致δB1'＝150059第三種情況：盾構偏移：管片與機尾的間隙，上（δt）下（δb）左（δl）右（δr）的數值，在盾構機施工現場通過盾尾是可以測量到，在管片中心（θs）與盾構機中心（θt）的偏差δv、δh可以用下公式計算出來：δt＋r＋δV＝r－δV＋δb

δr＋r＋δh＝r－δh＋δlδh＝(δl－δr)

δmin＝精選ppt第三種情況：盾構偏移：管片與機尾的間隙，上（δt）下（δb）60（二）管片選型與盾構千斤頂垂直方向水平方向目前盾構機中，在盾構機控制面板均能顯示垂直方向（定部、底部）及水平方向（左側、右側）千斤頂定行程，將各行程差，則初步反映了目前盾構及姿態(tài)（轉彎、上坡、下坡狀態(tài)）。精選ppt（二）管片選型與盾構千斤頂垂直方向水平方向目前盾構機中，在盾61通過管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差，通過計算可知，管片環(huán)在盾尾間隙控制最小量。同時通過平面曲線、縱向曲線、上下、左右千斤頂距離，可以得知盾構每推進一環(huán)管片寬度距離所需的行程差。根據圓心角公式：a＝2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑)按上述三種情況計算，可知每安裝不同類型管片其盾尾間隙變化。精選ppt通過管片環(huán)修正角度及千斤頂行程差，通過計算可知，管片環(huán)在盾尾62（三）管片選型盾構機鉸接千斤頂管片選型與盾構鉸接千斤頂關系雖然沒有直接關系，如在曲線段，鉸接千斤頂行程確定與盾構掘進推進千斤頂有著重要關系。因此，管片選型與盾構鉸接千斤頂具有間接影響。精選ppt（三）管片選型盾構機鉸接千斤頂管片選型與盾構鉸63需注意：盾構機主動鉸接和被動鉸接，對管片選型的影響推后體式（主動鉸接）推前體式（被動鉸接）精選ppt需注意：盾構機主動鉸接和被動鉸接，對管片選型的影響推后體式（64五、施工中糾偏修正（一）直線糾偏從設計中心偏移（δA）以及尾部偏移（δB）表示在以下公式：δA＝（管片寬度＋盾尾以外主體長度）sinΔθ°δB＝管片寬度sinΔθ°Δθ的確定：垂直方向：Δθ＝（盾構機實測俯仰角）－（挖掘設計坡度）水平方向：Δθ＝（所示方位角值）－（設計隧道方位角）注：盾構機垂直方向俯仰角、水平方向方為角，通過測量求得。

Δθ也可以通過千斤頂行程差計算精選ppt五、施工中糾偏修正（一）直線糾偏從設計中心偏移（δA）以及尾65（二）曲線段修正根據圓心角公式：a＝2×sin-1(管片寬度一半÷曲線半徑)，每推進1環(huán)管片，盾構機必須偏移角度（如：半徑為300米時盾構轉0.2292°）

如果偏向曲線外不加以修正，就會與設計曲線越偏越遠；如果偏向曲線內不加以修正，就會以較大的角度沖向設計曲線，難以修正。精選ppt（二）曲線段修正根據圓心角公式：如果偏向曲線外不加以修正，就66根據上述，為了保持盾構在設計曲線上，盡可能地將盾構機控制在設計的曲線內側。另外，用推進器長度差來管理時，推進1環(huán)以上時，盾構機會向曲線外偏一點，其偏差角度為Δθ＝tan-1(δ/R)在半徑300米的區(qū)間δ＝50mm時，Δθ＝0.01°，對盾構機施工軸線也不會產生不可控制偏離。在曲線糾偏中：關鍵是控制盾構機偏差角的控制，不能以大角度糾偏，否則，管片選型、軸線控制就會完全失控。精選ppt根據上述，為了保持盾構在設計曲線上，盡可能地將67假設：水平方向在設計中心線內，但垂直方向比設計中心線低50mm，垂直方向的方位角也向前傾0.4°。

如果繼續(xù)安裝標準管片，每推進一環(huán)，施工中心線就會比設計中心線多偏離10.5mm，如果再推進N環(huán)（如：6環(huán)），側偏離值d＝50＋10.5×6＝113mm，此時已超出100mm的容許值（其中：10.5=1500×sin0.4°）。

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