盾構(gòu)管片選型

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1、管片選型與管片安裝技術(shù)中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司目錄1、管片選型與拼裝的重要性2、管片選型技術(shù)3、管片拼裝控制重點(diǎn)4、盾構(gòu)施工常見問題及原因分析（案例）一、管片選型與安裝的重要性管片作為盾構(gòu)開挖后的一次襯砌，它支撐作用于隧道上的土壓、水壓，防止隧道土體坍塌、變形和滲漏水，是隧道永久性結(jié)構(gòu)，并且為盾構(gòu)推進(jìn)提供反力。1、管片分類按材質(zhì)分：鋼管片、鑄鐵管片、鋼筋混凝土管片按管片適應(yīng)的線性分類：普通楔形管片、通用管片按連接方式分類：螺栓連接和榫槽連接2、管片選型是根據(jù)線路走向，通過管片型號(hào)和拼裝位置的選擇，以達(dá)到符合隧道線路的管片組合。3、管片安裝將已選好的管片按照設(shè)定的點(diǎn)位組裝起來

2、，形成一個(gè)整體的管環(huán)，主要由盾構(gòu)機(jī)管片拼裝機(jī)實(shí)施。4、管片選型與安裝的重要性管片選型正確與否、安裝是否規(guī)范直接關(guān)系到盾構(gòu)隧道是否會(huì)發(fā)生錯(cuò)臺(tái)。并導(dǎo)致滲漏水、管片破損等伴生現(xiàn)象。二、管片選型的技術(shù)原則：確保管片的走向符合線路走向，且拼裝后的管片滿足盾尾間隙的最低要求。依據(jù)：1、線路參數(shù)2、盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)與油缸行程3、盾尾間隙海瑞克盾構(gòu)機(jī)的管片選型線路軸線是已知的，確保管片走向符合線路走向，即使得管片軸線與線路軸線。如何計(jì)算管片軸線方向，需要：1、盾構(gòu)機(jī)的軸線方向（由盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)換算得來）2、油缸行程差。如何由盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)的軸線：海瑞克盾構(gòu)機(jī)設(shè)定有兩個(gè)虛擬參

3、考點(diǎn)：前點(diǎn)、后點(diǎn)。前點(diǎn)在盾構(gòu)機(jī)切口環(huán)處、后點(diǎn)在盾構(gòu)機(jī)中盾與尾盾的連接處。盾構(gòu)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)會(huì)通過測(cè)量計(jì)算出盾構(gòu)前點(diǎn)和后點(diǎn)水平和垂直的偏差。通過偏差我們可以計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)軸線的方向。即為盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。前點(diǎn)O1坐標(biāo):X1,Y1,Z1其中X1是水平偏差、Y1是垂直偏差、Z1是里程后點(diǎn)O2坐標(biāo):X2,Y2,Z2其中X2是水平偏差、Y2是垂直偏差、Z2是里程上述兩坐標(biāo)均由盾構(gòu)機(jī)測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量得出。水平趨向、垂直趨向是角度值，數(shù)值以弧度來表示。水平趨向α1=（X1-X2）/LL為前后點(diǎn)的距離，約為4米。垂直趨向?1=（Y1-Y2）/LL為前后點(diǎn)的距離，約為4米。知道盾構(gòu)機(jī)與設(shè)計(jì)軸線的夾角、管片

4、與盾構(gòu)機(jī)的夾角，則可計(jì)算出管片與設(shè)計(jì)軸線夾角。管片與設(shè)計(jì)軸線水平夾角α2=α1+α管片與設(shè)計(jì)軸線垂直夾角?2=?1+?管片選型就是要通過選擇管片的型號(hào)和點(diǎn)位來使管片與設(shè)計(jì)軸線水平夾角α2、管片與設(shè)計(jì)軸線垂直夾角?2向零靠近。盾尾間隙在盾構(gòu)管片中所起到的作用：盾尾間隙即指管片外壁與盾尾內(nèi)壁之間的空隙，海瑞克盾構(gòu)機(jī)盾尾間隙理論最佳值為75mm。海瑞克盾構(gòu)機(jī)在盾尾上有一處加強(qiáng)環(huán)，高度超過盾尾40mm，加強(qiáng)環(huán)的主要作用是確保盾尾的環(huán)向剛度，使盾尾不易變形，其次是保護(hù)尾刷。如果盾尾間隙如果過小，會(huì)導(dǎo)致管片受加強(qiáng)環(huán)的擠壓而造成破碎。所以在盾構(gòu)管片選型過程中盾尾間隙要作為考慮的對(duì)象。一般只有

5、當(dāng)盾尾間隙很小的情況下，盾尾間隙才作為選型的最重要的因素考慮。我公司一般以49mm為臨界參數(shù)，當(dāng)盾尾間隙低于該值時(shí)，必須以盾尾間隙為要因進(jìn)行選型。49mm~58mm為中間參數(shù)，管片選型時(shí)，兩者重要性各占50%，可綜合兩重因素考慮。當(dāng)盾尾間隙大于58mm時(shí)，選型以管片軸線作為最重要因素考慮，可不考慮盾尾間隙。舉例：VMT系統(tǒng)顯示盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)：前點(diǎn)：水平偏差25垂直偏差-21后點(diǎn)：水平偏差11垂直偏差-39油缸行程：P1行程傳感器：1788mmP2行程傳感器：1767mmP3行程傳感器：1760mmP4行程傳感器：1739mm盾構(gòu)機(jī)軸向：水平趨向：α1=（25-11）/4=3.5垂直

6、趨向：?1=（-21+39）/4=4.25管片軸向與盾構(gòu)軸向偏差：水平夾角：α=(P2-P1)/4=(1767-1788)/4=-垂直夾角：?=（P1-P3)/4=(1788-1760)/4=7管片軸向與設(shè)計(jì)軸線水平夾角：α2=α1+α=-1.75管片軸向與設(shè)計(jì)軸線垂直夾角?2=?1+?=11.25管片型號(hào)與點(diǎn)位的選擇：廣州地鐵、深圳地鐵的管片為六分塊，共10個(gè)點(diǎn)位，36度一個(gè)點(diǎn)位。以封頂塊所在位置，參考時(shí)鐘進(jìn)行點(diǎn)位編號(hào)，分別為1、2、3、4、5、7、8、9、10、11。普通楔形管片分三種，左轉(zhuǎn)彎環(huán)、右轉(zhuǎn)彎環(huán)、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)。其中標(biāo)準(zhǔn)彎環(huán)不具備擬合曲線和糾偏能力。左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎環(huán)是將封

7、頂塊置于頂部的時(shí)候，管片所能擬合的曲線進(jìn)行命名的。當(dāng)拼裝左轉(zhuǎn)1點(diǎn)管片后，原管環(huán)軸線與新管環(huán)軸線水平夾角=ΔL/6=-6.02mm/m當(dāng)拼裝左轉(zhuǎn)1點(diǎn)管片后，原管環(huán)軸線與新管環(huán)軸線垂直夾角=ΔL/6=1.96mm/m根據(jù)上述計(jì)算管片軸向，則表明管片水平軸向與設(shè)計(jì)軸線基本相近，下一環(huán)的調(diào)節(jié)重點(diǎn)是減小管片軸向與設(shè)計(jì)軸線的垂直夾角。所以，我們選擇右轉(zhuǎn)2點(diǎn)位或左轉(zhuǎn)8點(diǎn)位的管片，能最好的調(diào)節(jié)管片軸向。原管環(huán)軸線與新管環(huán)軸線水平夾角=ΔL/6=3.72mm/m原管環(huán)軸線與新管環(huán)軸線垂直夾角=ΔL/6=5.1