管片尺寸確定

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1、3.1管片尺寸確定3.1.1襯砌結(jié)構(gòu)及形式的選擇盾構(gòu)隧道襯砌有預(yù)制裝配式襯砌、雙層襯砌以及擠壓混凝土整體式襯砌三大類。預(yù)制裝配式襯砌是用工廠預(yù)制的構(gòu)件(稱為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成的。雙層襯砌是為防止隧道滲水和襯砌腐蝕，修正隧道施工誤差，減少噪音和振動以及作為內(nèi)部裝飾，在裝配式襯砌內(nèi)部再做一層整體式混凝土或鋼筋混凝土內(nèi)襯。擠壓混凝土襯砌(ExtrudeConcreteLining，簡稱ECL)就是隨著盾構(gòu)向前推進(jìn)，用一套襯砌施工設(shè)備在盾尾同步灌注的混凝土或鋼筋混凝土整體式襯砌。本區(qū)間采用預(yù)制裝配式襯砌。3.1.2管片的形狀尺寸3.1.2.1襯砌截面

2、尺寸的確定采用盾構(gòu)法修建地下鐵道區(qū)間隧道時，無論是直線還是在曲線上，均使用同一臺盾構(gòu)施工，中途無法更換。因此，其橫截面的內(nèi)輪廓尺寸在全線時統(tǒng)一的，故除要根據(jù)建筑限界、施工誤差、道床類型、預(yù)留變形等條件決定外，還要按照線路的最小曲線半徑進(jìn)行驗算，保證列車在最困難的條件下也能安全通過。地鐵圓形隧道限界為φ5200mm的圓。隧道內(nèi)徑的確定應(yīng)綜合考慮限界、施工誤差、測量誤差、線路擬合誤差、不均勻沉降等因素。結(jié)合廣州地鐵的成功經(jīng)驗，隧道的內(nèi)徑定為5400mm。3.1.2.2管片形式及厚度：根據(jù)廣州、上海等地地鐵盾構(gòu)法區(qū)間隧道和國外類似工程的成功經(jīng)驗，表明采用具

3、有一定剛度的單層柔性襯砌是合理的。其襯砌的變形、接縫張開及混凝土裂縫開展等均能控制在預(yù)期的要求內(nèi)，完全能滿足地鐵隧道的設(shè)計要求；且使用單層襯砌，施工工藝簡單、工程實施周期短、投資省。鑒于以上理由，盾構(gòu)隧道采用單層裝配式襯砌，管片形式選擇當(dāng)前常用的平板型鋼筋混凝土管片?？紤]結(jié)構(gòu)100年使用壽命及參照已有工程實例，管片的厚度采用300mm，采用C50混凝土。3.1.2.3管片的寬度襯砌環(huán)環(huán)寬越大，即管片寬度越寬，襯砌環(huán)節(jié)縫越少，因而漏水環(huán)節(jié)、螺栓數(shù)量越少，施工速度越快，費用越省。但盾構(gòu)機(jī)千斤頂?shù)男谐桃螅┕るy度亦有一定提高，在小半徑曲線上，1.5m管片

4、比1.2m、1.0m寬管片的設(shè)計擬合誤差大，但本工程盾構(gòu)隧道最小曲線半徑為1500m，擬合誤差很小。與環(huán)寬1.2m的管片相比，采用環(huán)寬1.5m的管片有以下優(yōu)點：一方面，減少了20%的環(huán)向接縫數(shù)量，降低了接縫漏水的幾率，提高隧道防水質(zhì)量；另一方面，降低了接縫止水材料和連接螺栓的使用量；此外還可減少20%的拼裝時間，提高了施工速度。根據(jù)目前廣州的盾構(gòu)機(jī)機(jī)械情況，綜合考慮管片的制作、運輸、拼裝及曲線施工的需要，決定采用了1.5m的環(huán)寬。3.1.2.4構(gòu)成襯砌環(huán)的管片分塊形式襯砌環(huán)的組成一般有兩種方式：一種是由若干標(biāo)準(zhǔn)管片(A)、兩塊相鄰管片(B)和一塊封頂

5、管片組成(K)組成；另一種是由若干塊A型管片、一塊B型管片和一塊K型管片構(gòu)成，相鄰管片一端帶坡面，封頂管片則兩端或一端帶坡面。從方便施工，提高襯砌環(huán)防水效果角度來看，第一種方式較好。襯砌環(huán)的分塊主要由管片制作、防水、運輸、拼裝、結(jié)構(gòu)受力性能等因素確定。地鐵隧道管片常用分塊數(shù)為六塊和七塊兩種。根據(jù)隧道所處的圍巖條件、荷載情況、構(gòu)造特點、運輸能力、制作拼裝等因素，本隧道襯砌管片采用第一種分塊法，并將襯砌環(huán)分為6塊(標(biāo)準(zhǔn)塊A型3×67.5°，相鄰接塊B型2×68.75°，封頂塊K型1×20°)，根據(jù)廣州地鐵一、二及三號線的成功經(jīng)驗及現(xiàn)有的管片制作精度水平，

6、本工程確定管片拼裝方式采用整體剛度大的錯縫拼裝形式(左右轉(zhuǎn)彎11.25°，縱橫縫不設(shè)凹凸槽)；封頂塊采用縱向插入的拼裝形式，此時封頂塊不易向內(nèi)滑動，受力較好，管片拼裝的順序為先下后上，左右交叉。'圓曲線上需設(shè)置楔形環(huán)，本設(shè)計中楔形環(huán)的楔入量?為30mm，楔入角為17,為了工程上的方便，全程采用同一種楔形環(huán)，在不滿足要求的地方，在標(biāo)準(zhǔn)陳琦環(huán)背向盾構(gòu)千斤頂?shù)沫h(huán)面上，分段覆貼不同厚度的石棉橡膠板，以調(diào)整襯砌環(huán)的擬合精度。3.1.3管片連接襯砌環(huán)內(nèi)管片之間以及各襯砌環(huán)之間的連接方式可分為：①柔性連接：允許相鄰管片間產(chǎn)生微小的轉(zhuǎn)動和壓縮，使襯砌環(huán)能按內(nèi)力分布狀

7、態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，以改善襯砌的受力狀態(tài)。②剛性連接：通過增加連接螺栓的排數(shù)，在構(gòu)造上使接縫處的剛度與管片本身相同。目前較為通用的是柔性連接，常用的有單排螺栓連接、銷釘連接、無連接件連接三種形式。在該隧道中管片采用單排彎螺栓連接，螺栓分為縱向連接螺栓和環(huán)向連接螺栓兩種。在柔性連接中，縱、環(huán)向的連接螺栓布置一排，其中縱向連接螺栓布置為沿圓周等距離分10個布置，環(huán)向連接螺栓分2個布置，螺栓孔的布置不降低管片強(qiáng)度，并方便螺栓緊固作業(yè)。本隧道所采用的螺栓直徑為27mm，螺栓孔的直徑大于螺栓直徑5mm。為了均勻地向襯砌背后進(jìn)行回填注漿，在管片的中心設(shè)置一個內(nèi)徑為

8、50mm注漿孔，兼作為起吊孔使用。