第4章 盾构法隧道衬砌结构设计
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盾构掘进隧道工程施工及验收规范篇一:盾构工程验收表格第四章盾构工程4.1工程概况1、盾构区间结构形式和施工方法盾构法是一种技术先进的施工方法,特别适合在松软含水地层或城市地下管线密布,施工条件困难地段施工。
南京地铁盾构区间隧道采用单圆盾构法装配式砼衬砌结构。
过江盾构隧道:内径10200mm,衬砌厚度50cm,环宽2000m;其它盾构隧道:内径5500mm,衬砌厚度35cm,环宽1200m。
环与环、块与块间采用螺栓连接。
横通道(横通道与泵房结合设置),多采用类矿山法施工。
根据隧道运营通风需要,对隧道较长,具备施工条件的区间,设置风井,多采用明挖法施工。
2、验收标准盾构工程验收依据主要参照《地下铁道工程施工及验收规范》(GB 50299-1999)(2003版)编制,考虑到盾构工程施工工序,并结合南京地铁管片生产的特点和在建工程施工经验,确定了盾构工程分部、分项、检验批划分的标准。
其中,成品管片、成型隧道的主要项目、指标参照《盾构掘进隧道工程施工及验收规范》(GB 50446-2008)进行调整。
3、参考规范目录(1)地下铁道工程施工及验收规范 GB 50299-1999(2003版)(2)地下防水工程质量验收规范 GB 50208-2002 (3)混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002 (4)盾构掘进隧道工程施工及验收规范 GB 50446-2008 (5)矿山井巷工程施工及验收规范 GBJ 213-19904.2 分部、分项工程划分盾构工程划分表注:1、盾构隧道区间验收标准主要参照一号线的内容,并根据《地下铁道工程施工及验收规范》进行编制的。
2、竖井的分项工程可参照地下车站的内容进行确定。
3、联络通道(泵房)防水见矿山法区间隧道。
4、洞门工程的分项工程可参照地下车站的内容进行确定。
5、土体加固除冷冻法加固是参照《矿山井巷工程施工及验收规范》进行编制的,其他处理方法见地下车站的相关内容。
盾构区间隧道衬砌结构的抗震计算作者:江国仲来源:《城市建设理论研究》2013年第31期摘要:横通道施工是隧道工程中常见的施工项目,其施工对主隧道有很大影响,盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具,使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法。
所以对隧道结构受力特征计算和盾构工程风险控制进行研究,对于保证隧道施工的安全性有重要意义,本文就盾构区间隧道衬砌结构的抗震计算进行了简要分析。
关键词:盾构;隧道;衬砌结构;抗震计算中图分类号:U45 文献标识码:A1、盾构区间隧道衬砌结构施工技术概述1.1、盾构隧道法使用现状盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具,使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法,盾构隧道法的施工,在近几年的城市隧道建设中得到越来越广泛的应用,盾构法隧道前进是依靠设在盾尾的一组千斤顶克服盾构机重和周围土体产生的正面和侧壁的摩阻力,千斤顶支撑在已拼装好的环形隧道衬砌上,每拼装一环管片,千斤顶向前推进一个衬砌环间宽度,在施工过程中,衬砌管片的投资通常达到总投资额的40%,因此,正确合理的衬砌结构计算方法不仅是制约隧道安全性的重要影响因素,更大大决定着隧道投资额的数目。
1.2、盾构掘进适应性分析根据施工盾构区间周边条件、工程地质、水文地质情况,选用土压平衡盾构。
鉴于盾构经过地段主要为膨胀土地层,渗透系数小,泥质含量较高,遇水软化,极易发生“泥饼”现象,将极大的影响盾构掘进。
因此,在选用土压平衡盾构时要对盾构刀盘、刀具方面进行盾构机的适应性分析:(一)盾构刀盘开口率是决定刀盘拓扑结构的关键参数,在刀盘的设计中具有重要的作用。
当刀盘开口率在30%~40%范围时,刀盘的支护压力与膨胀土地层所对应的地应力较为接近,对开挖面的稳定较为有利。
故盾构采用35%的开口率。
盾构刀具排布以铲刀和刮刀为主,辅以单双刃滚刀,为了方便对损坏及磨损严重的刀具进行更换,滚刀采用较为可靠的楔形安装方式且为背装式。
面板刮刀布置在面板开口槽两侧,随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向剪力和径向切削力,从而对土体进行有效切削。
第五章程序的界面处理f3)提供了易学易用的应用程序集成开发环境;(4)结构化的程序设计语言;(5)支持多种数据库系统的访问;(6)支持动态数据交换、动态链接库和对象的链接与嵌入技术(7)完备的Help联机帮助功能。
5.2程序的界面处理隧道管片衬砌内力计算程序界面处理的思路是:通过界面将数据输入,并写入到FORTRAN程序中的数据文件,以便运行执行文件时调入;之后激活MS.DOS窗口,进入到编译连接得到的执行文件所在的子目录下,运行执行文件;在计算程序中将盾构隧道衬砌各截面的内力及位移写入到输出文件:在后处理时将输出文件的数据读入并绘成内力图形。
卜IAl介绍盾构隧道管片衬砌内力计算程序的界衄。
首先,点击由VisualBasic形成的执行文件,弹出图5-1所示的窗口。
图5-1欢迎窗口点击“继续”按纽,弹出图5-2所示的窗口。
如选择均质圆环计算方法,将出现5—3所示窗口,提示均质圆环计算方法的数据文件路径及数据文件名。
第五章程序的界面处理图5-2选择计算方法窗口图5-3均质圆环数据文件路径及文件名窗口在“数据文件路径”下输入计算程序的数据文件所处的路径。
在“数据文件名”下输入数据文件名。
这一步是确保程序执行过程中的输入输出正常进行。
然后,点击“确定”按纽,弹出图5—4所示的“均质圆环数据输入窗口”。
图5-4均质圆环数据输入窗口在图5—4中,可以输入程序执行过程中所需要的数据。
前三个按钮分别为“管片尺寸及地层参数”、“配筋参数”、“千斤顶参数”的数据输入按钮。
第四个按钮为“数据文件写入”按钮。
单击“管片尺寸及地层参数”按钮,弹出“管片尺寸及地层参数卡”,如图5.5所示。
其上有“覆土厚度”、“地下水位”、“管片外径“、管片宽度”、管片厚度“、土容重”、“混凝土容重”、“土的粘接力”、“土的内摩擦角”、“地面附加压力”、“地基反力系数”、“侧向土压系数”、“刚度调整系数”、“弯矩增一39—第五章程序的界面处理图5-5管片尺寸及地层参数窗口大系数”、“混凝土的弹模”、“钢筋的弹模”、“内力计算角度增量”、“钢筋允许拉应力”、“钢筋允许压应力”、“混凝土允许压应力”。
盾构法隧道管片式衬砌结构盾构法隧道管片式衬砌结构是目前在城市地下管道建设中最常见的一种衬砌结构方式。
它以钢管和混凝土管片为衬砌构件,通过地下盾构机械的推进运行,在地下将空洞逐渐变成完整的管道。
下面将详细介绍盾构法隧道管片式衬砌结构。
盾构法隧道管片式衬砌结构由几个主要部分组成:盾构机械、加固千斤顶、进口锁扣和管片。
盾构机械是推进盾构的核心设备,通常由控制室、切土头、推进腔、环片衬砌机、螺旋输送机和尾部推进装置等部分组成。
加固千斤顶用于支撑周围土体,保证施工现场的稳定性。
进口锁扣是一种连接管片的装置,通过进口锁扣可以将各个管片连接在一起形成一个完整的管道。
管片是构成衬砌结构的最主要组成部分,一般由预制的沟槽混凝土组成,具有一定的强度和刚度。
首先,盾构机械进入施工现场,通过切土头将地下土壤切割成碎土,然后通过推进腔将碎土推出机械。
同时,加固千斤顶支撑周围土体,保持施工现场的稳定。
接下来,盾构机械在推进的同时,衬砌机将管片放置在推进腔后部,通过液压机构将管片推送到前部,与前一节管片连接。
随着盾构机械的推进,衬砌机不断放置新的管片,衬砌结构不断延伸。
在衬砌结构施工过程中,需要保证衬砌的质量和密实度。
一般采用现场加压灌浆的方法进行,即在管片周围的空隙中注入水泥浆料,通过固化形成一个坚固的衬砌结构。
这种方法可以提高管片和土体之间的粘结力,增加整个结构的稳定性。
1.施工快速:盾构机械可以同时进行切土、推进和衬砌,施工速度快,能够适应快节奏的城市建设需求。
2.施工质量好:通过现场加压灌浆和管片连接技术,可以保证衬砌的质量和稳定性。
3.对环境的影响小:盾构法施工可以实现无开挖施工,对地表影响小,在城市建设中更加适用。
4.适用范围广:盾构法适用于各种地质条件的隧道施工,可以施工直径较大的隧道,适用范围广泛。
盾构法隧道管片式衬砌结构在城市地下管道建设中具有重要的应用价值。
随着城市化进程的加快,盾构法的应用将会越来越广泛。