盾构施工法管片选型拼装1

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时间:2018-12-03

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1、盾构施工法管片选型拼装建设总部郭永顺管片选型拼装内容:一、管片选型的意义;二、管片表观几何尺寸特性;三、管片选型与隧道轴线;四、管片选型与盾构机;五、施工中纠偏修正;六、管片选型原则;七、管片拼装。一、管片选型的意义隧道工程施工中,盾构法隧道不同与矿山法、明挖等工法。它是在一密闭施工机械内,采用预制构件,利用机械臂,按预定方法、工序将预制构件逐一安装而形成隧道,使成型的隧道满足设计要求。管片选型的意义:按预定方法、工序进行,符合设计预定要求;管片选型好与差直径影响工程进度、质量、投资。二、管片表观几何尺寸特性(一)

2、管片外观尺寸计算注:a角为管片环封顶块任意旋转角度Kt管片顶部宽度最大值:kt=1500+19sinаKb管片底部宽度最大值:kb=1500-19sinаKl管片左端宽度最大值:kl=1500+19cosаKr管片右端宽度最大值:kr=1500-19cosа管片水平、垂直方向宽度尺寸计算(二)管片空间角度、尺寸计算封顶块位置从顶端偏了a°时,楔形环前面的中心点C,(中心点由C→C,)移动,其移动量为COC=4.75mm。移动量分成水平(X)和垂直(Y):水平向:ΔX=38cosa°垂直向:ΔY=-38sina°楔形

3、环前端断面的直角方向(C,→C“)和标准环—楔形环管片的连接面与直角方向(中心轴方向)是A—A角2θ,此角度可分成X(水平-θX)与Y(垂直-θY),C,→C“的长度为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)管片环空间角度、尺寸变化计算楔形管片K件在不同位置时ΔX、ΔY、θX、θY其值依次的大小:K件位置K件所在圆弧位置a(°)K件旋转角度ΔX(mm)宽度差ΔY(mm)宽度差θX(

4、°)角度变化θY(°)角度变化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)-0.2

5、935(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)右楔形环管片为例:计算法则:垂直向Y:下-上水平向X:左-右负数(-)代表轴线下降、左转。正数(+)代表轴线上升、右转。(三)管片空间水平、垂直向角度变化计算另一方法角度(1,2)的调整量是从上图的关系里按下列公式计算:垂直方向:1=

6、2v水平方向:2=2h注:6000为管片直径从推导公式可以显示为:三、管片选型与隧道轴线管片环节构成的隧道,对于轴线的构成,是利用每一环管片环节构成的短直线将其相互连接,尽可能地将管片环节构成的隧道轴线与设计隧道轴线吻合。但仍然存在一定的误差。(一)管片拟合的隧道轴线提出一个问题:为什么目前广州地铁的大多数管片环为宽度1500mm,内径5400mm,管片环楔变量38mm?1.对于内径选择:主要根据列车的选型、设备(限界)、列车设计旅行的速度确定(活塞效应);2.管片环的宽度、楔变量:主要根据设计线路平、纵断面

7、曲线半径、盾构机内空间设计、设计允许的误差确定;3.按施工过程中施工工艺、功效、质量及经济效益确定。4.管片环节形成的隧道轴线关键是尽量减小与隧道设计轴线误差。(二)管片宽度、楔变量的确定1.管片宽度:管片宽度与设计轴线最小误差(设计允许误差±50mm),建议在10mm范围内;2.管片楔变量:在确定管片宽度后,根据直径、宽度则可确定管片楔变角度和楔变量;3.确定管片参数后,盾构机根据其参数进行盾构机内空间设计。管片环楔变角Q=180°-2Q1注:在确定上述的参数后,须根据管片拼装模式(如:封顶块位置、管片拼装模式)

8、进行验算调整。(三)管片排列管片排列需根据隧道设计线路、管片宽度、管片楔变角、管片拼装模式确定。1.在隧道设计线路图中,圆曲线一般给出圆形要素:圆曲线半径R、圆曲线所对应的圆心角度a、圆弧长度L等。2.根据圆弧长公式:L=a.π.R/1803.根据管片拼装模式(错缝拼装、通缝拼装),封顶块(K件)所在位置时,管片环所对应楔变角度。4.则对于管片环宽度所对应圆

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