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362楔形量计算法盾构管片选型楔形量计算法作为盾构管片选型的一种方法，是一种相对简单而有效的方法。
在盾构施工中，楔形量是指盾构管片在施工过程中对地层的扰动程度，它与盾构施工的顺利进行和管片的选型有着密切的关联。
通过计算楔形量，可以选择适合施工地层条件的管片类型，从而保证盾构施工的质量和安全。
楔形量的计算方法主要包括体积法和位移法两种。
下面将分别介绍这两种方法的计算原理和步骤。
1.体积法：体积法是通过计算管片中位于土体中的楔形体积来确定楔形量的大小。
计算的步骤如下：(1)将土体按照盾构施工的步骤划分为一系列薄片，计算每个薄片的楔形体积。
(2)将每个薄片的楔形体积相加，得到总体的楔形体积。
(3)根据管片类型和楔形体积，选择合适的管片类型。
2.位移法：位移法是通过计算盾构推进时地层位移的大小来确定楔形量的大小。
计算的步骤如下：(1)分析盾构推进过程中地层的位移规律。
(2)根据地层位移与盾构推进距离的关系，计算出盾构推进过程中地层的总位移。
(3)根据总位移和管片类型，确定合适的管片类型。
在进行楔形量计算时，需要考虑以下因素：1.地层性质：地层的力学性质和稳定性是选择管片类型的重要依据。
常见的地层类型包括软土、弱固结土、黏性土等，每种地层类型对盾构推进的影响是不同的。
2.盾构机参数：盾构机的推进力、盾构机的外径等参数也会对楔形量的计算结果产生影响。
因此，在进行计算时需要准确测量和掌握这些参数。
3.管片类型：不同类型的管片具有不同的楔形体积和位移特征。
因此，选择合适的管片类型也是确定楔形量的重要因素。
通过楔形量的计算，可以根据施工地层的情况选择合适的管片类型。
合理选择管片类型可以保证盾构施工的安全和质量，提高施工效率。
同时，楔形量的计算方法也可以作为盾构施工设计和监测的参考依据，为工程的顺利进行提供支持。
第三章盾构隧道断面、线形和管片选型一.盾构隧道断面1. 通常盾构隧道按其端面来分有圆形隧道、半圆形隧道、双圆搭接形隧道、三圆搭接形隧道、矩形隧道、马蹄形隧道、椭圆形隧道等多种隧道。
（1）圆形断面圆形隧道是使用得最多的断面形状，因此，人们通常把圆形断面称为标准断面。
本书以后若无其他说明，一般提到的隧道均指圆形断面的盾构隧道。
圆形隧道有以下几个优点：①由于圆形断面的拱作用，故管环上作用的外压小（相对非圆断面而言），管环受损小，寿命长，即隧道的耐久性好、安全性好。
②圆形盾构断面盾构机掘削机理简单，掘削系统（刀盘，力、扭矩的传递结构）容易制作、造价底。
③管片的制作简单容易，拼装方便。
④圆形断面隧道的内空（直径）可大可小。
内空利用率底，存在浪费。
（2）矩形断面矩形断面的优点是内空利用率高，与圆形断面相比构筑时可以减少３０％的土体切削和排放。
利于成本降低。
另外，矩形断面地中占位小，地下空间利用率高。
缺点是管环上的作用大，不适于大尺寸隧道的构筑；管片设计、施工复杂；盾构机制作复杂、价格偏高。
双圆搭接端面这种多用于铁路、公路往返复线的情形。
地中占地面积小、空间利用率高。
盾构机制作复杂、造价高，管片设计、组装、施工复杂。
（3）三圆搭接断面三圆搭接断面可以说是为构筑地铁车站而设计的盾构断面形状。
优点是空间利用率高，使地铁车站的构筑施工完全转入地下，此工法的造价底。
缺点是盾构机、管片的设计、制作和施工均比较复杂。
二.盾构隧道的线形1. 平面线形平面线形可以分为平曲线和竖曲线，平曲线和竖曲线在盾构隧道的线形中有直线、缓和曲线、圆曲线几种形式。
从盾构工法自身的施工性来方面来看，盾构隧道最好选用直线和大曲率半径的平面线形。
但多数的施工对象是城市市区的地下工程，因都市地区的地下构筑物密集，加上地价昂贵，所以线形的确定受地层条件、地表条件、地下障碍物及用地条件的制约。
也就是说，线形为直线和大曲率半径的条件通常不易得以满足，而多数情况会出现小曲率半径的急转弯，所以小曲率半径的设计、施工是平面线形讨论的重点。
管片的选型和拼装一、管片的选型原则1、管片选型符合隧道设计线路；2、管片选型要适合盾构机的姿态；3、管片选型尽量采用ABA的拼装型式；说明：1、管片选型如何符合隧道设计线路根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向，管片分为标准环、左转弯、右转弯三类。
直线上选标准环，左转曲线上选左转环，右转曲线上选右转环。
其中转弯环数量的计算公式如下：θ=2γ=2*arctg（δ/D）式中：θ——转弯环的偏转角δ——转弯环的最大楔型量的一半D——管片直径每条曲线上的转弯环个数为N=（α0+β）/θ式中：α0——曲线上切线的转角β——缓和曲线偏角经计算本标段所需左转弯环131环，右转弯环131环。
根据圆心角的计算公式α=180L/（πR）式中：L——段线路中心线的长度R——曲线半径而θ=α，将之代入的到L=6.33m，所以在圆曲线上每隔6.33m一个转弯环（N=6.33/1.5=4.2环，即平均4.2环一个转弯环）。
经过实际计算，在缓和曲线上，也近似于6m一个转弯环。
2、管片选型要符合盾构机的姿态管片是在盾尾内拼装，所以不可避免的受到盾构机姿态的约制。
管片平面尽量垂直于盾构机轴线，让盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。
同时也要兼顾管片与盾尾之间的间隙，避免盾构机与管片发生碰撞而破损管片。
当因地质不均、推力不均等原因，使盾构机偏离线路设计轴线时，管片的选型要适宜盾构机的姿态，尤其在曲线段掘进时更要注意。
3、根据现有的管模数量和类型，及生产能力现有管模四套，两套标准环管模，一套左转环管模，一套右转环管模，每套管模每天能生产两环管片。
为了满足每天掘进8~9环的进度要求，用转弯环代替标准环，例如用一套左转环和一套右转环来代替两个标准环。
二、影响管片选型的因素1、盾构机的盾尾间隙的影响盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。
盾尾间隙是管片选型的一个重要的一个重要依据。
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。
第三章盾构隧道断面、线形和管片选型一.盾构隧道断面1.通常盾构隧道按其端面来分有圆形隧道、半圆形隧道、双圆搭接形隧道、三圆搭接形隧道、矩形隧道、马蹄形隧道、椭圆形隧道等多种隧道。
（1）圆形断面圆形隧道是使用得最多的断面外形，因此，人们通常把圆形断面称为标准断面。
本书以后若无其他说明，一般提到的隧道均指圆形断面的盾构隧道。
圆形隧道有以下几个优点：①由于圆形断面的拱作用，故管环上作用的外压小（相对非圆断面而言），管环受损小，寿命长，即隧道的耐久性好、平安性好。
②圆形盾构断面盾构机掘削机理简洁，掘削系统（刀盘，力、扭矩的传递结构）简洁制作、造价底。
③管片的制作简洁简洁，拼装便利。
④圆形断面隧道的内空（直径）可大可小。
内空采用率底，存在铺张。
（2）矩形断面矩形断面的优点是内空采用率高，与圆形断面相比构筑时可以削减3 O %的土体切削和排放。
利于成本降低。
此外，矩形断面地中占位小，地下空间采用率高。
缺点是管环上的作用大，不适于大尺寸隧道的构筑；管片设计、施工简单；盾构机制作简单、价格偏高。
双圆搭接端面这种多用于铁路、大路来回复线的情形。
地中占地面积小、空间采用率高。
盾构机制作简单、造价高，管片设计、组装、施工简单。
（3）三圆搭接断面三圆搭接断面可以说是为构筑地铁车站而设计的盾构断面外形。
优点是空间采用率高，使地铁车站的构筑施工完全转入地下，此工法的造价底。
缺点是盾构机、管片的设计、制作和施工均比较简单。
二.盾构隧道的线形1.平面线形平面线形可以分为平曲线和竖曲线，平曲线和竖曲线在盾构隧道的线形中有直线、缓和曲线、圆曲线几种形式。
从盾构工法自身的施工性来方面来看，盾构隧道最好选用直线和大曲率半径的平面线形。
但多数的施工对象是城市市区的地下工程，因都市地区的地下构筑物密集，加上地价昂贵，所以线形的确定受地层条件、地表条件、地下障碍物及用地条件的制约。
也就是说，线形为直线和大曲率半径的条件通常不易得以满意，而多数状况会消失小曲率半径的急转弯，所以小曲率半径的设计、施工是平面线形争论的重点。
