当前位置：文档之家 › 5 盾构法隧道管片式衬砌结构

5 盾构法隧道管片式衬砌结构

  • 格式：ppt
  • 大小：5.28 MB
  • 文档页数：35

下载文档原格式

  / 35

合集下载

盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]

盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]

一、盾构法隧道管片设计
3、衬砌型式及厚度 (2)衬砌厚度选择
1)衬砌管片厚度取值4～6%D,地铁区间隧道一般为4.5～ 5.6%D;大直径隧道相对厚度较小,一般为4～5%D,个人认为从 目前运营的角度看,建议取厚点,管片刚度大, 也有个别隧道达到7%D(青草沙水源地输水隧道,外径6.4m)
2)二次衬砌厚度150mm～350mm, 衬砌厚度的选择与地质条件、荷载条件密切相关,但更多情 况下是经验取值,经计算确定,
控制混凝土入模温度,冬季、夏季施工
要有针对性措施, (1)、从拌站出拌机的湿料,应在半小时之内到达浇捣点, 塌落度50~80mm,和易性满足浇捣要求,(坍落度检查) (2)、湿料拌制过程中应选加含气量小的,易于气体排出的外加剂,最大限度变 的减少,尤其侧板处的气泡, 浇筑与振捣(欠与过均不合规,试验确定), (1)、砼湿料应分层布料,料斗应紧贴外弧面,分层厚度不大于30cm,插入或振捣 的插入距离应考虑激振力一般不大于30cm, (2)、刮尺应反复多拉,保证外弧面密实,补料较多处一定要振捣, (3)、收水作业必须随捣随光,直到外弧面光实发生初凝,芯棒的松动和拔出应 随温度和季节,一般应在浇捣完后二小时,(混凝土浇捣记录,混凝土试块)
必要是可采用钢筋钢纤维(聚丙烯纤维复合管片), 在常州地铁1号线穿越某大学图书馆设计中,采用钢纤维
管片,效果很好,
二、盾构法隧道管片设计
9、管片防水及耐久性设计 管片防水及耐久性设计应给出水压条件下的抗渗等级,地铁
一般为C50P10,一般要求抗渗透能力不低于2倍的实际水压,地 铁规范要求检漏水压是实际水压的3倍,目前水下隧道管片等级 最高C60P12,下一步根据穿江越海隧道的高水压要求会进一步 提高管片性能等级,
从受力角度,要考虑纵环缝根据地质条件 及抗不均匀沉降的需要,是否设置榫槽,是全缝 面设置、局部设置还是设置抗剪切件,

浅谈盾构隧道管片衬砌防水施工技术

浅谈盾构隧道管片衬砌防水施工技术

浅谈盾构隧道管片衬砌防水施工技术发布时间：2022-04-06T09:13:00.471Z 来源：《工程建设标准化》2021年12月第24期作者：张文明[导读] 以太原铁路枢纽西南环线工程东晋隧道盾构段管片衬砌防水工程为例，张文明中铁六局集团有限公司邮编：030000摘要以太原铁路枢纽西南环线工程东晋隧道盾构段管片衬砌防水工程为例，从管片结构自防水、衬砌接缝防水、管片衬砌防水、盾构隧道与竖井接缝防水四个方面阐述了隧道衬砌防水施工技术要点。

本文主要介绍管片衬砌接缝防水在实际工程中的应用。

关键词盾构隧道衬砌防水接缝防水 EPDM1.工程概况新建太原铁路枢纽西南环线东晋隧道盾构区间里程DK1+250～DK6+100，长4850m，采用直径12.14m土压盾构施工。

隧道纵断面按10.186‰和3‰的单面坡设计，最小曲线半径r=1200m。

横截面为标准环，外径11.7m，内径10.6m。

区间穿越地层主要为新黄土、粉土、粉质粘土、中砂、砾砂，局部穿越圆砾、卵石（隧道范围内最大粒径820mm）。

隧道埋深10.3m—26.3m。

在地下水和盾构掘进扰动的多重影响下，不可避免地会发生不同程度的地表沉降，这将给周围建筑物和构筑物的保护带来极其严峻的挑战。

2.管片衬砌结构防水施工目前，根据盾构隧道的渗水情况，盾构法防水分为四类：管片结构自防水、衬砌接缝防水、管片外防水和隧道与竖井接缝防水。

2.1管片混凝土自防水管片采用C50高性能防水混凝土，其抗渗等级≧12。

管片混凝土的氯离子扩散系数（Drcm≦3*10-12m2/S)。

2.2管片衬砌接缝防水（1）在管片内外侧接缝处预留弹性密封垫槽，安装弹性橡胶密封垫以EPDM(三元乙丙)；在管片外侧环缝于背千斤顶面设置4mm厚遇水膨胀止水条，纵缝包角设置2mm厚遇水膨胀止水条；为加强遇水膨胀止水条撞角端部收口防水，在遇水膨胀止水条转角外侧覆贴遇水膨胀橡胶腻子薄片，厚度1.2mm；于管片纵向相同一侧、环向背千斤顶面安装传力衬垫，螺栓孔处留孔。

第八章 盾构法隧道结构

第八章 盾构法隧道结构






三、荷载的确定 （二）施工阶段
4．衬砌环刚出盾尾的初期. 衬砌顶部土压即迅速作用到衬砌上，而侧压却因某种原
因未能及时作用，这时衬砌可能处于比基本使用阶段更受荷载； • 工厂生产，质量易保证，安装方便； • 接缝防水需采取措施。
三 衬砌的分类
4 按形成方式分类 挤压式混凝土衬砌： 自动化程度高，施工速度快； 整体式衬砌结构，满足受力和防水要求； 适用于多种地层，但对渗透性的的砂砾层中要达到防
水要求困难。
管片拼装及预应力
管片试拼装、螺栓预应力
6 衬砌结构（管片）的生产（采用工厂化流水作业）
钢筋笼生产
管片浇捣 蒸汽养护 管片水中养护及抗渗试验 管片精度测试及其保证体系
管片拼装及预应力
管片试拼装、螺栓预应力
6 衬砌结构（管片）的生产（采用工厂化流水作业）
钢筋笼生产
管片浇捣 蒸汽养护 管片水中养护及抗渗试验 管片精度测试及其保证体系
P [ ] / K F
D2 P (700 ~ 1000) 4
三、荷载的确定 （二）施工阶段
3．衬砌背后压注 过高的注浆压力常引起圆环变形和出现局部的集中应力
，封顶楔形块管片也会向内滑移，必须对注浆压力进行一
定的控制。
最大注浆压力
平均注浆压力

注浆孔



注浆孔


管片拼装及预应力
管片试拼装、螺栓预应力
6 衬砌结构（管片）的生产（采用工厂化流水作业）
钢筋笼生产
管片浇捣 蒸汽养护 管片水中养护及抗渗试验 管片精度测试及其保证体系
管片拼装及预应力
管片试拼装、螺栓预应力
6 衬砌结构（管片）的生产（采用工厂化流水作业）

第4章 盾构法隧道衬砌结构设计

第4章 盾构法隧道衬砌结构设计


4.2.2 荷载
1.荷载的种类 2.土压力 3.水压力 4.静荷载 5.地面超载 6.地基反作用力 7.内部荷载 8.施工时期的荷载 9地震荷载 10.其他荷载
4.2.3 衬砌材料 钢筋混凝土管片适用于初衬支护材料， 而现浇混凝土适合作为二次衬砌支护的材 料。对于没有现浇的内部衬砌支护，如果 外部管片衬砌支护需要的话，一次完成衬 砌也是允许的。 1.弹性模型 2.应力应变曲线
4.1.2 盾构设计程序包括的主要内容 （1）确定几何参数 （2）确定岩土参数 （3）选择危险断面 （4）确定TBM机的机械参数 （5）确定材料的属性 （6）设计荷载 （7）设计模型 （8）计算结果
4.1.3 盾构法设计常用名词及图示符号 （1）管片 （2）管片衬砌 （3）盾构中完成的管片衬砌 （4）扩大管片衬砌 （5）厚度 （6）宽度 （7）连接缝
4.2 盾构衬砌结构范围 适用于软土中，如淤泥质土层和冲洪积 土层，由高强混凝土组成的管片衬砌及盾构 开挖隧道的二次衬砌，也适用于由盾构机开 挖的地下软岩隧道的管片衬砌。

2.设计原理 设计原理是为了检验盾构隧道衬砌的 安全性。在隧道衬砌报告中，都应该阐述设 计计算的必要性、设计概念的假设、设计寿 命、检查永久安全性等问题。




4.2.4 安全系数 4.2.5 管片结构设计计算 4.2.6 断面安全性检验 4.2.7 连接缝构造计算 4.2.8 衬砌安全性校核 4.2.9 管片构造 4.2.10 管片的生产 4.2.11 二次衬砌
第4章 盾构法隧道衬砌结构设计
目录

4.1 概述 4.2 盾构衬砌结构设计方法 设计实例
4.1 盾构法概述
盾构法开挖隧道通常适用于软土而 不适用于岩石中。相关衬砌参数，如材 料的尺寸和强度不仅取决于地层情况， 也取决于施工状况。实际应用中盾构法 衬砌设计需要许多施工经验和理论知识。

盾构隧道衬砌类型及分块

盾构隧道衬砌类型及分块

管片分块
2.衬砌管片拼装 (2)拼装顺序 ◆管片放在设有转盘的专门小车上，运到举重器处，在这转盘上转动管 片，使管片垂直于隧道轴线方向，并将其平放在对准举重钳的位置上，将举 重钳的摇轴插入管片螺栓孔中，缩回举重臂，将管片提起，再将举重臂沿隧 道环向旋转，将管片对准安放的地方就位。 ◆拼装时，按先纵后环的顺序，将管片逐块先与上一环管片拼接好，最 后封顶成环。这种拼装顺序，可轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后 退，减少开挖面土体的走动。
盾构隧道衬砌类型
管片分块
1.单层衬砌 止水带
(1)装配式衬砌
②板形管片
手孔
注浆孔
A-A 视图 螺栓孔
图7-17 平板形管片结构图
盾构Байду номын сангаас道衬砌类型
1.单层衬砌 (1)装配式衬砌 ②板形管片
管片分块
盾构隧道衬砌类型
管片分块
1.单层衬砌 (1)装配式衬砌 ③复合管片 ●其外部孤面采用钢板焊接成为钢壳，在钢壳内部用钢筋混凝土浇灌而 成，形成由钢板和钢筋混凝土复合而成的管片。 ●常用于普通隧道的特殊区段。 ●它的优点是强度大于钢筋混凝土管片，抗渗性特别好；抗压性与韧性 比铸铁管片高。 ●但耐腐蚀性差，造价也较高，如无特殊要求时，不宜大量采用。
盾构隧道衬砌类型
管片分块
1.单层衬砌 (1)装配式衬砌 ④铸铁管片 ●这种管片重量轻、耐腐蚀性好、材质均匀、强度高、机械加工后的 精度要求高、接头刚度大、拼装准确，因此防水效果也好。 ●但是造价非常高，因此只限于用在建筑物下面需要高强度管片的部 位或盾构法施工的车站、通风口、泵站等位置。
盾构隧道衬砌类型
盾构隧道衬砌类型
3.管片接头螺栓 (2)弯螺栓接头 ◆在管片上预留出供弯螺栓穿过的弓 形孔道，并在适当位置留出必要的凹槽， 称为手孔， ◆是一种较为经济的接头形式，在我 国地铁工程中使用较多，但与直螺栓接头 相比，拼装要麻烦一些。

浅谈地铁工程盾构隧洞的管片衬砌

浅谈地铁工程盾构隧洞的管片衬砌
在曲线段施工或需要对盾构进行纠偏时都会用到特殊的管环，这种管环的宽度不均一、呈楔形，由左及右或由右及左呈线型均匀变小，多环拼接在一起使得隧洞整体向右或向左转弯。为了统一管环规格，尽量减少管片模具的种类，在工程实践中有时也会将这种特殊管环用于直线段，通过交替使用“左转弯”和“右转弯”管片来实现直线施工。这种应用虽然增加了直线段的管片拼装难度，但由于它适用性强，可以提前大量地生产备用，不需要根据盾构掘进情况来临时制作特殊管环片。
二、衬砌管片的安装
衬砌管片的安装一般借助盾构机自带的拼装机来完成。管片拼装机由拼装机大梁、支撑架、旋转架和拼装头组成。拼装机有六个方向的自由度，在拼装管片时可以使管片准确就位。
1、拼装的方式
拼装方式可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐，拼装较为方便，容易定位，衬砌圆环的施工应力较小，可减少管片配筋量，但其缺点是衬砌空间刚度稍差，环面不平整的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开，其整体刚性较好，但当环面不平整时容易引起较大的施工应力，在管片制作精度不够时容易在推进过程中被顶裂。
前言
地下铁道工程在我国日益发展，逐步担负起了各大城市的交通重任，展示出经济环保、安全便捷、高能高效等各种优势。用盾构机进行地铁隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、质量稳定、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、不影响地面交通等特点。在隧洞洞线大于300m、覆土深度不小于6m、相对均质的地质条件下，用盾构机施工更为经济合理。在盾构施工过程中，衬砌管片的制作、运输、安装以及管片后的背衬注浆等一系列工作至关重要，直接影响到工程施工进度以及质量安全保证。
浅谈地铁工程盾构隧洞的管片衬砌
摘要：对于盾构隧洞而言，采用拼装管片作为衬砌结构代替了繁琐的支架、锚固、喷护等工序，使得盾构机可以连续施工，掘进速度大大提高。同时，集中预制管片实现了批量生产，不但保证了永久工程构件的质量，而且可以在施工前期准备阶段开始制备，有利于调节工程的整体施工强度。

盾构隧道管片衬砌结构——荷载结构模型共58页


26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。—达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
盾构隧道管片衬砌结构——荷载结构模 型
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
谢谢！
58

盾构管片构造设计制作与施工技术[详细]


财务部
实验室
搅拌站
维修班
维修供应组
钢筋车间
生产车间
储运班
岩土锚固及支挡工程
二、质量管理体系
成立质量管理小组,对管片所用材料、设备、技术和环境进行
监督检查,
业主
总监代表
质监站
盾构隧道项目部
生产技术部
管片厂 安全质检部
设备物资部
财务部
车间主任
生产班长
质检员
岩土锚固及支挡工程
广州市轨道交通二十一号线工程【施工13标】土建工程金坑站～镇龙南站区 间盾构管片质量管理体系 业主
1tan1tan1tan101vbkzecbkpkcb????????????11tan0tan1v1tanbkzbkzepekcb???????????1tan1tan1vzbkaekcb????????1tan10???cbkpa??岩土锚固及支挡工程1010tan0tan01v1tanbzkbzkepaekcb???????????2421cot01????rb24???r02b1p0vvd???v?gh???tanh?czzd2421???岩土锚固及支挡工程1010tan0tan01v1tanbhkbhkepaekcb???????????24???r02b1p0v?h2421???0hb12421cot01????rb岩土锚固及支挡工程1010tan0tan01v1tanbhkbhkepekcb???????????1tan10tan010vbhkekcbh??????????1tan110tan0110bhkekbcbh???????24???r02b1p0v?h2421???0hb1则
岩土锚固及支挡工程
对于埋深很大的深埋硐室来说,地表面的荷载P0对隧道顶部竖 向压力已不产生影响,
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
块。小断面隧道可分为4～6块。

少数采用4等份管片，把管片接缝设置在内力较
小处，使衬砌环具有较好的刚度和强度，接缝构
造也可相应得到简化。管片的最大弧、弦长一般
较少超过4 m，管片越薄其长度应越短。
管片类型分为标准块、邻接块和封顶块三类。
管片宽度一般为300mm～2000mm，厚度为隧道外径的5%～6%，块与
块、环与环之间用螺栓连接。
(三)封顶管片形式
考虑到施工方便以及受力的需要，趋向于采用小封顶形式。
封顶块的拼装形式有两种：径向楔入和纵向插入。后者封 顶块受力情况较好，在受荷后，封项块不易向内滑移，但缺点是需加长盾构千斤顶行程。
圆环的拼装方式：通缝、错缝 所有衬砌环的纵缝环环对齐的称为通缝；而环间纵缝相 互错开，犹如砖砌体一样的称为错缝。 通缝拼装时为十字型式，在接缝防水上丁字缝比十字缝 较易处理。 圆环衬砌采用错缝拼装较普遍，其优点在于能加强圆环 接缝刚度，约束接缝变形，圆环近似地可按匀质刚度考 虑。 当管片制作精度不够好时，采用错缝拼装形式容易管片 在盾构推进过程中顶碎；另外在错缝拼装条件下，环、 纵缝相交处呈丁字型式；
盾构是在钢壳体保护下掘进隧道的一种设备。 由刀盘、刀具旋转切割地层，采用螺旋输送机或 泥水管道运送碴土，在壳体内拼装预制管片，依 靠液压千斤顶推进。


由盾构机掘进施工而成的隧道称为盾构法隧道

盾构法隧道的支护结构主要是预制的管片衬砌。 管片衬砌结构主要由管片、连接螺栓和防水充 填材料等部分组成。
椭圆形等多种型式，最常用的为圆型。
1．钢筋混凝土管片 1)箱形管片一般用于较大直径的隧道。 单块管片重量较轻，管片本身强度 不如平板形管片，特别在盾构顶力 作用下易开裂。
2)平板形管片用于较小直径的隧道， 单块管片重量较重，对盾构千斤顶 顶力具有较大的抵抗能力，正常运 营时对隧道通风阻力较小。
2．铸铁管片

衬砌结构在施工阶段保护开挖面以防止土体变形、坍塌
及泥水渗入，并提供盾构推进反力；

在隧道竣工后作为永久性支撑结构，承载衬砌周围的水、 土压力以及使用阶段某些特殊荷载

衬砌型式和构造 衬砌内力计算 衬砌结构设计 衬砌防水结构 盾构法隧道衬砌设计案例

盾构隧道横断面一般有圆形、矩形、半圆型、马蹄形、
加工以满足防水要求。成本昂贵，金属消
耗量大，国外在使用钢管片的同时，再在 其内浇注混凝土或钢筋混凝土内衬。
4．复合管片
外壳采用钢板制成，在钢壳内浇注钢筋混
凝土，组成一复合结构，其重量比钢筋混 凝土管片轻，刚度比钢管片大，金属消耗 量比钢管片小。
缺点是钢板耐蚀性差，加工复杂冗繁。
环宽 分块 封顶块形式 拼装方式

国外在饱和含水不稳定地层中修建 隧道时较多采用铸铁管片。 管片较轻，耐蚀性好，机械加工后 管片精度高，能有效地防渗抗漏。 缺点是金属消耗量大，机械加工量 也大，价格昂贵。 由于铸铁管片具有脆性破坏的特性， 不宜用作承受冲击荷重的隧道衬砌 结构。
3．钢管片
优点是重量轻、强度高。 缺点是刚度小，耐锈蚀性差，需进行机械

防水材料

根据国内外实践经验，无论是钢筋混凝土管片或 金属管片，环宽一般在300～2000mm之间。

环宽过小会导致接缝数量的增加，加大隧道防水 的难度；

环宽过大虽对防水有利，但也会使盾尾长度增长 而影响盾构的灵活性；单块管片重量也增大。

单线地下铁道衬砌分为6～8块，双线分为8～10

•
•
通缝 1.甲型：环向短直螺栓、纵向为头尾相 接的长螺栓 2.乙型：环向单头螺栓、纵向为弯螺栓 3.丙型：环向、纵向为短直螺栓 错缝： A-B-A, A-B-C
管片间接头
纵向连接螺栓
错逢拼装形式
35