如何准确的进行管片选型.ppt

2014年11月,浅析转弯段如何对管片正确选型并安装定位,上海建科工程咨询有限公司,引言： 预制混凝土管片做为永久性衬砌用于区间隧道，按其标功能 分为两种，即标准环和转弯环，顾名思义，标准环用于直线 段，转弯环用于曲线段，目前盾构机VTM系统相关参数只能 对当环选型具有指导意义，所以而要选型工程师对下一环 管片的各项参数进行测算，以保证盾构姿态、盾尾间隙、油 缸行程接近标准值，使管片拼装质量持续向好现结合光清 区间的实际情况，谈谈做好管片选型及安装一、管片选型错误带来的负面连锁反应,1、管片连续错台甚至出现超限情况 2、管片破损情况频发 3、降低尾刷密封效果（在注浆压的作用下，水泥浆易渗漏） 4、连续纠偏对地层的扰动大（本区间重大危险缘较多，更应该避免） 5、增大刀盘的扭矩以及盾构机其他系统和工作压力 6、影响盾构掘进速度关于管片有两个方面，一是管片环与环之间的选型要适合隧道设计线路，二是管片与片之间的安装点位适合局部理论参数，两者配合来达到准确选型的效果 （一）、根据隧道设计线路对管片进行排版 根据排版就基本了解这段线路需要多少标准环和转弯环（包括左转、右转），管片排版是根据本区间的相关参数而定。

二、关于管片选型两类因素,,,,,,,管片环于环间不同组合计算对应半径1）根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向， 其中转弯环数量的计算公式如下： =2=2*arctg（/D） 转弯环的偏转角 转弯环的最大楔型量的一半 （成都地铁19mm） D管片直径 根据圆心角的计算公式 =180L/（R） 式中： L段线路中心线的长度 R曲线半径,2、由转弯半径确定直线环与转弯环的组合,（二）管片片与片之间的选型拼装原则,1、盾尾间隙的影响 盾尾间隙是管片选型的一个重要依据如果盾尾间隙过小，则盾构机在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦，增加盾构机向前的阻力和造成管片压坏引起隧道渗漏水，同时使盾尾密封效果减弱造成盾尾漏浆根据施工经验盾尾圆周上任意一点的盾尾间隙量不宜小于45mm，当盾尾间隙在49mm以下时，这个时候管片选型定位主要考虑盾尾间隙，转弯环楔形量最大值应该在问隙最小处附近最小盾尾间隙近低于49mm时，定位块位置参照表,,,,相应该对照图示,环截面楔形量变化趋势图,从这个图上可以看出，管片拼装成环截面在一个平面上，而展开后是是由几段折线构成也就直观的看到转弯环的楔形量是怎么形成的，同时通过本图，还可以知道楔形量一个递增、递减的动态趋势。

让我们对管片构造几何原理有了一个从感性到到理性的认识,图一,图二,图二反映的是标准左转环的情况，假定封顶块在12点时，各点位的楔 形量分布情况，与图一相比，规律一样，只是更细化了些2、根据盾尾间隙和油缸行程差来综合考虑定位,,,,,盾构机是依靠推力油缸顶推在管片上产生的反力向前掘进的，推力油缸按上、下、左、右四个方向分成四组，每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反应了盾构机与管片的平面位置之间的空间关系，可以看出下一个掘过循环盾尾间隙的变化趋势当管片环截面不垂直于盾构机轴线时，各组推进油缸的行程就会有差异，当这个差值过大时，推进油缸的推力就会在管片环的径向产生较大的分力，从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应该拼装转弯环，当相对方向上的油缸行程传感器反映出的油缸行程差值大于40mm时，同时根据光清区的施工经验，油缸行程差在超过40mm是一个预警值,若这个时候的盾尾间隙50-60mm范围,也是一个预警范围，在这种情况下，管片定位对两者因素的考虑各占50%转弯环楔形量的最大值应该在取两者范围内最佳1）推进油缸行程差、绞接行差、盾尾间隙三者间逻辑关系,铰接油缸可以被动收放，有利于曲线段的掘进及盾构机的纠偏。

同样铰接油缸的行程差也影响管片的选型这时应将上下或左右的推进油缸行程差值减去上下或左右的铰接油缸行程差值，同时参照盾尾间隙差值最后的结果作为管片选型依据，,举例：当相对方向上的油缸行程传感器反映出的油缸行程差值大于近 预警值时，应进行调整调整的方法是将管片楔形较大量的位置放在油缸行程大盾尾间隙较小的地方，这样就缩短两个相对位置油缸之间的行程差，缩短多少可通过管片楔形量的计算公式进行计算上图表数据两油缸的行程差之差为正，表示盾构姿态与管片方面一致，若为负， 则出现鳖角的情况，可以看出下一环的纠偏方向是右向下，查表可得,图示,,（3）主要考虑油缸行程差的情况,当油缸行程差接近80mm,这个时候主要以其为管片安装选点的主要影响因素，管片的最大楔形量最大值在行程最大的千斤顶位置，这个时候也说明盾构姿态必须调整，否刚将影响下一环管片拼装，,三管片拼装质量定点的一般规律,管片点位的划分是以管片的分块形式和螺栓孔的位置为依据，合适的点位才能确保两环之间所有的纵向螺栓孔的位置能够重合在成都地铁盾构隧道管片采用错缝拼装，拼环时点位尽量优先选用ABA（1点、10点）形式，其中第一环的封顶块管片从正上方右偏18，第二环的封顶块管片从正上方左偏18。

根据相邻两环管片不能通缝的原则，对每一环管片的点位进行选择，并优选合理的点位来拟合隧道的线形与盾构机的纠偏管片的拼装点位有一定的规律性，现为了保证隧道的美观和防水效果，将管片的点位划分为两类：上半区点位（1点、2点、3点、8点、9点、10点），下半区点位（4点、5点、6点、7点）其中上半区点位位于隧道中线以上（含中线），有利于管片拼装和隧道的防水质量，因此上半区作为管片点位选择的主要区域从管片拼装点位的位置模拟看出成都地铁的管片点位可分位奇数和偶数点位相邻的两环管片不能为同类型的点位即，如果上一环封顶块的位置在奇数点位上，则下一环管片选择时只能选择封顶块位置在偶数点位上，只有这样才可确保拼装的相邻管片不通缝；反之，如果上一环封顶块的位置在偶数点位上，则下一环管片选择时只能选择封顶块位置在奇数点位上例如：上一环选择3点，则下 环就可优先选择2点、8点、10点四、管片方向、盾构机姿态及盾尾间隙的调整的一般规律,通过对成都地铁管片双面楔形的特点分析，对于油缸的行程调整是通过一次完成的，对于管片方向、盾构机姿态及盾尾间隙的调整是通过两次调整完成的 根据楔形环的特点，总结出盾尾间隙变化量的计算如下： （1）1.5m管片第一次调整（直线+转弯模式）： 转弯环楔形量最大处盾尾间隙变化量：1=SIN（Q）（1500+19（1- COS(B)））=sin（arctg（19/6000））1519=4.81mm （增大） 转弯环楔形量最小处盾尾间隙变化量：1=SIN（Q）（1500-19（1- COS(B)））=sin（arctg（19/6000））1481=4.69mm （减小） 鉴于两者相差较小，便于计算在图中两者均取为4.81mm。

（2）1.5m管片第二次调整（转弯+直线模式）： 转弯环+直线环拼装完成后，上一环转弯环楔形量最大和最小所对应的直线环位置处盾尾间隙变化量：2=1500SIN（Q）=1500sin（arctg（19/6000））=4.75mm 楔形量最大处盾尾间隙增大4.75mm，楔形量最小处盾尾间隙减小4.75mm图例,通过本图，一环转弯环加一个直线环的纠偏量，在盾尾间隙最小处也就是3点的位置，盾尾问隙隙增大9.56MM,对应9点位置，原盾尾间隙大处减小9.56MM,这样我们就使两个方向的盾尾间隙驱近于标准值通过以上的了解，我们在盾构管片选型及安装控制中，主要几关注几个参数，盾尾间隙，油缸行程差，（因为两油缸的行程差形成的偏转角也就代表了盾构姿态），我们只要控制好盾构机在蛇形掘进中的偏转角，将偏转角所对应的楔行量用管片的准确选 型定位，是可以在允许值范围内抵消的，这们我们就能在拼好一 环管片后保证下一环管片的拼装质量，避免很多不利因素五、小结,结束语,今天关于盾构管片定位选型及定位的一些内容 就谈到这里，还有很多相关知识有待深入，不足 之处还请各位提出宝贵意见谢谢大家,。