盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu).ppt

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1、第10章盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)本章內(nèi)容襯砌形式和構(gòu)造襯砌圓環(huán)內(nèi)力計(jì)算襯砌斷面設(shè)計(jì)1234隧道防水及其綜合處理盾構(gòu)新型管片襯砌形式簡(jiǎn)介算例56盾構(gòu)隧道簡(jiǎn)介盾構(gòu)（shield）是一種鋼制的活動(dòng)防護(hù)裝置或活動(dòng)支撐，是通過軟弱含水層，特別是河底、海底，以及城市居民區(qū)修建隧道的一種機(jī)械。頭部可以安全地開挖地層,尾部可以裝配預(yù)制管片或砌塊，迅速地拼裝成隧道永久襯砌。盾構(gòu)推進(jìn)主要依靠盾構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的千斤頂。適用條件在松軟含水地層中修建隧道、水底隧道及地下鐵道時(shí)采用各種不同形式的盾構(gòu)施工最有意義，特別是該施工方法屬地表以下暗挖施工，不受地面交通、

2、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)等條件的影響，盾構(gòu)隧道的歷史用盾構(gòu)法修建隧道開始于1818年，法國工程師布魯諾爾；1825年在英國泰晤士河下首次用矩形盾構(gòu)建造隧道；近代，日本盾構(gòu)法得到了迅速發(fā)展，用途越來越廣，并研制了大量新型盾構(gòu)；我國于1957年北京下水道工程中首次出現(xiàn)2.6m小盾構(gòu)；上海市延安東路過江道路隧道使用11.0m直徑的大盾構(gòu)；1-1(切口環(huán))；2-2(支承環(huán))；3-3(縱剖面)通常由盾構(gòu)殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、出土系統(tǒng)等四大部分組成。1）盾構(gòu)殼體盾構(gòu)殼體由切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾與豎直隔板、水平隔板組成，并由外殼鋼板連成整體。

3、切口環(huán)：開挖；上下寬度可以等值、也可以不等值，甚至是活動(dòng)的。容納各種專門的挖土設(shè)備。支承環(huán)：承受荷重的核心部分，剛性較好的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。水平隔板和豎直隔板：增加盾構(gòu)剛度，水平承受拉力，豎直承受壓力。盾尾：掩護(hù)工人在其內(nèi)部安裝襯砌。2）推進(jìn)系統(tǒng)由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成，上下左右活塞桿伸出長(zhǎng)度不同達(dá)到糾偏目的。盾構(gòu)千斤頂一般是沿支承環(huán)圓周均勻分布的；3）拼裝系統(tǒng)襯砌拼裝器又稱舉重臂，是拼裝系統(tǒng)的主要設(shè)備，以油壓系統(tǒng)為動(dòng)力，一般舉重臂均安裝在支承環(huán)上。舉重臂能作旋轉(zhuǎn)、徑向運(yùn)動(dòng)，還能沿隧道中軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。完成這些運(yùn)動(dòng)的精度應(yīng)該保證待裝配

4、的管片上的螺栓孔能和已裝配好的螺栓孔對(duì)齊，以便螺栓固定。4）出土系統(tǒng)出土方式一般有三種：（1）有軌運(yùn)輸：皮帶運(yùn)輸機(jī)－礦車－洞口－垂直起吊至地面。（2）無軌運(yùn)輸：自卸卡車（3）管道運(yùn)輸：混合泥漿，壓力輸出，出土連續(xù)化1.襯砌形式和構(gòu)造一、襯砌結(jié)構(gòu)作用（一）在施工階段中。作為施工臨時(shí)支撐用，并承受盾構(gòu)千斤頂頂力以及其它施工荷重。（二）竣工后，作為隧道永久性支撐結(jié)構(gòu)，支承材砌結(jié)構(gòu)周圍的水、士壓力以及使用階段和某些特殊需要的荷重。（三）防止泥、水滲入，滿足隧道結(jié)構(gòu)的預(yù)期使用要求。1.概述（四）在外層裝配式襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)現(xiàn)澆棍凝土或鋼筋混凝土

5、內(nèi)襯，這對(duì)干隧道防水、防銹蝕，修正隧道施工誤差以及用作隧道內(nèi)部裝飾具有發(fā)揮進(jìn)一步作用。如果在二層襯砌間的連接結(jié)構(gòu)措施得到滿足，則二層襯砌可視作整體性結(jié)構(gòu)而共同抵抗外荷載。襯砌拼裝隧道襯砌是在盾構(gòu)尾部殼保護(hù)下的空間內(nèi)進(jìn)行拼裝。組成：鑄鐵、鋼、鋼筋混凝土或鋼與鋼筋混凝土的復(fù)合材料等制成的管片或砌塊。結(jié)構(gòu)受力及使用要求決定盾構(gòu)及襯砌結(jié)構(gòu)形式并決定其拼裝方法。拼裝方法重臂拼裝或拱托架拼裝；通縫拼裝（管片的縱縫環(huán)對(duì)齊）或錯(cuò)縫拼裝；螺栓聯(lián)結(jié)的管片或無螺栓聯(lián)結(jié)的砌塊等。按其程序可分為“先縱后環(huán)”和“先環(huán)后縱”。采用舉重臂拼裝管片的原則應(yīng)是自下

6、而上，左右交叉，最后封頂成環(huán)。裝配式圓形襯砌構(gòu)造“管片”是建成隧道后的永久性支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足強(qiáng)度要求、使用要求；施工階段須裝配簡(jiǎn)便、容易替換、承受盾構(gòu)千斤頂頂力及其它施工荷載。（一）接材料及形式分類：1．鋼筋混凝土管片1）箱形管片襯砌的分類及其比較2）平板形管片襯砌的分類及其比較2．鑄鐵管片襯砌的分類及其比較3．鋼管片4.復(fù)合管片2.襯砌的分類及其比較（二）按結(jié)構(gòu)型式分類：1．管片適用于不穩(wěn)定地層內(nèi)各種直徑的隧道內(nèi)的，接縫間通過螺栓予以連接。由錯(cuò)縫拼裝的鋼筋混凝土襯砌環(huán)近似地可視為一勻質(zhì)剛性圓環(huán)，接縫由于設(shè)置了一排或二排的螺拴可

7、承受較大的正、負(fù)彎矩。2．砌塊一般適用于含水量較少的穩(wěn)定地層內(nèi)。由于隧道襯砌的分塊要求，使由砌塊拼成的圓環(huán)（超過三塊以上）成為一個(gè)不穩(wěn)定的多鉸圓形結(jié)構(gòu)。襯砌結(jié)構(gòu)在通過變形后（變形量必須予限制）地層介質(zhì)對(duì)襯砌環(huán)的約束使圓環(huán)得以穩(wěn)定。襯砌的分類及其比較（三）按形成方式分類分為裝配式襯砌和擠壓混凝土襯砌。目前我國廣泛使用的是鋼筋混凝土管片或砌塊。襯砌的分類及其比較（四）按構(gòu)造型式分類大致可分為單層及雙層襯砌兩種型式。修建在飽和含水軟土地層內(nèi)的隧道，由子目前對(duì)隧道防水（特別是接縫防水）還沒有得到完善的解決；影響了使用要求，因此較多的還是

8、選擇雙層襯砌結(jié)構(gòu)，外層是裝配式襯砌結(jié)構(gòu)，內(nèi)層是內(nèi)襯混凝土或鋼筋混凝土層。襯砌的分類及其比較10.1.3裝配式鋼筋混凝土管片目前出于國內(nèi)外應(yīng)用裝配式鋼筋混凝土管片較為普遍，這里著重介紹鋼筋混凝土管片的構(gòu)造。（一）環(huán)寬根據(jù)國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，無論是鋼筋混凝土管片或全屬管