盾构隧道管片接头三维有限元分析_陈俊生

管片尺寸确定

3.1 管片尺寸确定 3.1.1 衬砌结构及形式的选择 盾构隧道衬砌有预制装配式衬砌、双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。预制装配式衬砌是用工厂预制的构件(称为管片)，在盾构尾部拼装而成的。双层衬砌是为防止隧道渗水和衬砌腐蚀，修正隧道施工误差，减少噪音和振动以及作为内部装饰，在装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混凝土内衬。挤压混凝土衬砌(Extrude Concrete Lining，简称ECL)就是随着盾构向前推进，用一套衬砌施工设备在盾尾同步灌注的混凝土或钢筋混凝土整体式衬砌。 本区间采用预制装配式衬砌。 3.1.2 管片的形状尺寸 3.1.2.1 衬砌截面尺寸的确定 采用盾构法修建地下铁道区间隧道时，无论是直线还是在曲线上，均使用同一台盾构施工，中途无法更换。因此，其横截面的内轮廓尺寸在全线时统一的，故除要根据建筑限界、施工误差、道床类型、预留变形等条件决定外，还要按照线路的最小曲线半径进行验算，保证列车在最困难的条件下也能安全通过。 地铁圆形隧道限界为φ5200mm的圆。隧道内径的确定应综合考虑限界、施工误差、测量误差、线路拟合误差、不均匀沉降等因素。 结合广州地铁的成功经验，隧道的内径定为5400mm。 3.1.2.2 管片形式及厚度： 根据广州、上海等地地铁盾构法区间隧道和国外类似工程的成功经验，表明采用具有一定刚度的单层柔性衬砌是合理的。其衬砌的变形、接缝张开及混凝土裂缝开展等均能控制在预期的要求内，完全能满足地铁隧道的设计要求；且使用单层衬砌，施工工艺简单、工程实施周期短、投资省。鉴于以上理由，盾构隧道采用单层装配式衬砌，管片形式选择当前常用的平板型钢筋混凝土管片。考虑结构100年使用寿命及参照已有工程实例，管片的厚度采用300mm，采用C50混凝土。 3.1.2.3 管片的宽度 衬砌环环宽越大，即管片宽度越宽，衬砌环节缝越少，因而漏水环节、螺栓数量越少，施工速度越快，费用越省。但盾构机千斤顶的行程要大，施工难度亦有一定提高，在小半径曲线上，1.5m管片比1.2m、1.0m宽管片的设计拟合误差

盾构推进施工过程中隧道管片上浮问题分析

盾构推进施工过程中隧道管片上浮问题分析 摘要：盾构隧道管片上浮控制是确保隧道线型符合设计要求和隧道建筑限界的关键，文章从盾构工法特性、衬背注浆、盾构姿态及线路走向等影响因素着手，对盾构掘进过程中管片产生上浮的现象、原因进行了分析研究，并提出了控制措施。 关键词：盾构隧道，管片上浮，位移控制 1前言 近年来在我国上海等软土地区城市地铁建设中，常常会遇到盾构隧道在施工阶段的上浮问题，严重者甚至要通过调坡等来满足线路设计要求。盾构隧道管片上浮位移控制是确保隧道线型符合设计要求、满足隧道建筑限界的关键，在盾构掘进过程中，盾构隧道的上浮问题主要由于隧道在地层中失去抗浮能力所致，它受盾构衬砌同步注浆、盾构工法特性、工程地质及水文地质条件、盾构姿态和线路走向等因素影响。上海轨道交通2号线西延伸段VI标区间隧道所在工程区域土体物理力学性质差、地下水位高、埋深浅、急曲线、大坡度设计线路等特点，致使施工阶段隧道上浮量最大达到9cm。因此，本文结合上海轨道交通2号线西延伸段VI标区间隧道管片上浮的工程实例，从盾构工法特性、同步注浆、盾构姿态及线路走向等方面着手，重点对盾构掘进过程中管片产生上浮的现象、原因及施工对策进行分析研究，为解决软土地区盾构隧道上浮问题提供一些建议。 2工程概况及地质条件分析 2.1工程概况 上海轨道交通2号线西延伸工程Ⅵ标区间盾构隧道单线全长1258米，区间隧道平面总体走向呈“C”字形，纵断面总体走向呈“V”字形。隧道最大覆土厚度约为15.5米，隧道水平曲线最小转弯半径为399.851米，最大纵坡为37％。 隧道外径为6200mm，内径为5500mm，衬砌为环宽1200mm的通缝管片，管片采用通缝拼装，M30双头直螺栓联接；环缝及纵缝间防水材料采用三元乙丙弹性密封垫。 2.2工程及水文地质条件分析 本区段隧道埋深中间深，两端浅，隧道顶板标高-1.361～-11.129m。盾构隧道穿越地层分布较稳定，分层界限明显，土层起伏变化不大。整个区间隧道穿越土层主要为软土层，包括③1层灰色淤泥质粉质粘土、③2层灰色粘质粉土、④层灰色淤泥质粘土、⑤1-1层灰色粘土层，除③2层透水性好外，其余土层呈流塑状态，尚均匀。第6层灰色淤泥质粘土是盾构施工的主要土层，但由于其压缩性高、含水量高、孔隙比大、强度低、稳定时间长，在动力作用下极易产生流变、触变现象。在该土层中，盾构推进阻力较小，但需注意周围土体容易变形的不利影响，如果施工不当，极易造成较大的管片上浮和地面沉降，应尽量减少对土体的扰动。 本场地浅部地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水与地表径流，水位动态为气象型，地下水埋深取0.5～0.7m。本标段施工区域微承压含水层分布于⑤2粉细砂层中，隧道因不通过此层在施工中没有特别的问题。 3盾构隧道管片上浮位移观测及分析 由前所述，本区间隧道平面总体走向呈“C”字形，纵断面总体走向呈“V”字形，隧道具有埋深浅、急曲线、大坡度等特点。在整个区间盾构掘进过程中，一直对管片姿态主要是管片中心高程上浮加强监测，监测频率为一次/日。在下行线纵坡为-27.265‰的第296～305环和纵坡为37‰的第1000～1009环段管片中心高程上浮位移值进行统计，见表1、表2，图1和图2显示了根据表1、2绘制的管片拼装后不同时间的中心高程上浮位移变化曲线。从统计数据和管片垂直位移曲线走势(图1、2)可以观察出，在纵坡为-27.265‰的第296～305环段管片拼装24h后最大上浮位移达55mm，管片拼装48h 后最大上浮位移达75mm,约一周后最终上浮位移稳定在89mm左右。在纵坡为37％的第1000～1009环段管片拼装24小时后最大上浮位移达30mm，管片拼装48h后最大上浮位移达54mm，约一周后

盾构法隧道施工中管片上浮分析和预防

盾构法隧道施工中管片上浮和预防 中铁十三局集团广州地铁项目部姚明会谈家龙 【内容提要】：本文结合广州市轨道交通四号线仑大盾构区间工程实例，从盾构工法特性，同步注浆工艺，盾构姿态控制及线路走向等方面着手，对土压平衡盾构施工过程中产生的隧道管片上浮现象、原因进行了分析研究，并提出了相应的施工控制对策，对盾构法隧道施工中控制管片上浮有很好的借鉴作用。 【关键词】：盾构法施工管片上浮和预防 1 前言 在盾构掘进过程中，管片上浮多数情况下是发生在硬岩地段，尤其在下坡段，跟踪测量结果显示，在脱出盾尾后24小时（掘进12环左右）内管片上浮值就可以达到80～100mm，在随后的时间里管片上浮速度有所减慢，在36小时后管片上浮量基本达到稳定。管片上浮主要受工程地质、水文地质、管片衬砌注浆质量、盾构机姿态控制等方面的影响。本文结合广州城市轨道交通四号线仑大盾构区间隧道管片上浮的工程实例，从盾构工法特性、同步注浆、盾构姿态及线路走向等方面着手，重点对土压平衡盾构施工过程中产生的管片上浮的现象、影响因素及应对措施进行分析研究，为解决盾构隧道管片上浮问题提供一些参考建议。 2 工程概况及地质分析 2.1工程概况 仑大盾构区间线路位于广州城市中心区东南侧，属珠江三角洲平原区的珠江水网带北缘，地形略有起伏，为河流和低丘地带。区间隧道两次过山，两次过河，两次过村，一次过站。 隧道右线长2301.3m，左线隧道长2298.275m。设竖曲线4个，最小竖曲线半径为3000m，最大纵坡为42.65‰。最小平面曲线半径800m。区间隧道平面总体走向为“V”字形，纵断面总体走向为“W”字形。区间线路间距为12.7m～15.7m。 2.2线路区间工程及水文地质分析 本区间隧道穿越地层分布不均匀，地层分布复杂，分界不明显，起伏变化大。隧道主要穿过<8Z>中风化混合岩、<9Z>微风化混合岩地层。<8Z>地层起伏较大，隧道中有<7Z>地层出露，厚度约2m－7m。洞顶覆盖大部分为〈5Z-1〉、〈5Z-2〉地层。隧道洞顶埋深18～40m。 3 隧道管片上浮位移跟踪及分析

盾构隧道管片质量检测技术准则CJJ／T

盾构隧道管片质量检测技术标准（C J J/T164-2011） 说明： 目前网上尚无“盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T164-2011）”的word版文档；为了让大家更好的学习和交流这份规范，网友ershibasui1474编写了这份规范的电子版，请大家尊重该规范的版权和权威性，不得侵犯该规范编写单位及编写人的知识产权。 该规范是在很匆忙的时间内完成的，并未进行复核，请大家在阅读时注意其中可能存在的错误并予以更正。 1总则 1.0.1为加强盾构法隧道工程施工管理，统一盾构隧道管片质量检测和验收，保证检测准确可靠，制定本标准。 1.0.2本标准适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进场拼装施工前的检测和质量验收。 1.0.3盾构隧道管片质量检测和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语 2.0.1管片 盾构隧道衬砌环的基本单元，包括混凝土管片和钢管片。 2.0.2混凝土管片 以混凝土为主要原材料，按混凝土预制构件设计制作的管片。 2.0.3钢管片 以钢材为主要原材料，按钢构件设计制作的管片。 2.0.4水平拼装检验 将两环或三环管片沿铅直方向叠加拼装，通过测量管片内径、外径、环与环、块与块之间的拼接缝隙，从而评价管片的尺寸精度和形位偏差。 2.0.5渗漏检验 对混凝土管片外弧面逐级施加水压，观察水在混凝土管片内弧面及拼接面的渗透情况，评价管片抵抗水渗漏的能力。 2.0.6抗弯性能检验 对混凝土管片施加抗弯设计荷载，分析混凝土管片在抗弯荷载作用下的变形、管片表面裂缝的产生和变化，评价管片的抗弯性能。 2.0.7抗拔性能检验

对混凝士管片中心吊装孔的预埋受力构件进行拉拔试验，评价管片吊装孔的抗拔性能。 2.0.8粘皮 混凝土表面的水泥砂浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。 2.0.9飞边 模塑过程中溢人模具合模线或脱模销等间隙处并留在混凝土管片上的水泥砂浆。 拼接面 采用某种方式将盾构隧道管片连接起来，管片与管片之间的接触面。 环向 盾构隧道管片拼装成环后，环的切线方向。 纵向 盾构隧道管片拼装后，环与环的中心连线方向。 渗漏检验装置 在渗漏检验中，用于固定由凝土管片试件，并能在管片外弧面与试验架钢板之间形成密闭区间进行充水加压试验的试验台座。渗漏检验装置由检验架钢板、刚性支座、横压件、紧固螺杆、橡胶密封垫等组成。 3基本规定 3.0.1盾构隧道管片检测，应在接受委托后，进行现场和有关资料调查，制定检测方案并确认仪器设备状况后进行现场检测，根据计算分析和结果评价判断是否进行扩大抽检，并应出具检测报告(见图3.0.1)。 图3.0.1盾构隧道管片检测工作程序 初检结果不

大断面越江盾构隧道管片接头选型研究

第４２卷第６期２００５年１２月 现代隧道技术 ＭｏｄｅｍＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏ盯 Ｖ０１．４２Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００５ 文章编号：１∞９∞８２（２（ｘ）５）【）６—０叭４一【】６ 大断面越江盾构隧道管片接头选型研究 何川１曾东洋１唐志诚１’２吴兰婷’ （１西南交通大学地下工程系，成都６１００３ｌ；２中铁二局集团有限公司，成都６１００３１） 摘要文章针对越江水下盾构隧道管片接头设计，采用二维有限』二对典型接头方案中不同螺栓位置和土水压力计算控制点下的接头抗弯刚度、接缝张开度和张开高度、螺栓应力等进行了数值汁算和对比分析，研究分析了手孔和螺栓数量及布设位置、Ｒ寸等对大断面越江盾构隧道管片接头选型及设计参数的影响。研究结果表明，工程设ｔ１中此类接头应在满足接头抗弯刚度和接缝张开度的前提下采取减少手孔数量、均布手扎位置、调整螺栓中心位置和尺寸、施加螺柃顶紧力等措施，以达到提高结构防水性和整体承载能力的目的。 关键词盾构隧道管片接头有限元分析选型 中图分类号：Ｕ４５１文献标识码：Ａ １引言２工程概况 由于盾构法隧道具有目标工期及工程造价可控性好、风险相对其它方法较小、施工期不影响江河通航及不易受河床变迁影响等优点而在国内外越江（河）工程中被广为采用，如已建成的日本东京湾横断公路隧道…、国内上海延安东路公路隧道、翔殷黄浦江隧道、重庆长江排水隧道等以及拟建中的武汉长江公路隧道、南京长江公路隧道、崇明岛越江公路隧道等工程均为盾构法隧道工程。越江（河）盾构隧道承载和防水设计的重点在于对其管片接头型式的选扦，选取具有可靠防水性的管片接头型式对越江（河）盾构法隧道具有至关苇要的意义。 目前，国内外对Ｊ‘盾构法隧道管片接头性能的研究”“１还主要局限于管片接头抗弯刚度和变形规律，而对管片接头抗弯刚度、防水和衬砌环整体刚度的影响因素及其相互影响性研究甚少。鉴于此，本文以拟建中的武汉长江公路隧道盾构区间为例，在对管片接头抗弯刚度研究的基础”１上，运用能对管片接头进行局部三维有限元模拟计算的梁－弹簧模型法，对影响工程结构设计中管片接头型式选择的重要参数，如管片接头抗弯刚度、接缝张开度和张开高度、螺栓应力、衬砌环变形和内力等进行深入研究，以期为类似条件下的越江（河）盾构隧道衬砌结构设计提供借鉴和参考。 修改稿返回日期：２００５—０７—０５ 作者筒介：何川，男，教授，博Ｌ生导师 ?１４?２１工程地质概况 武汉长江公路隧道为双孔四车道市政公路隧道，穿越长江段采用盾构法施丁。盾构隧道区间全长约２２００ｍ，埋深在９．５０～３０．０ｍ之间，局部最大埋深４０．Ｏｍ，河床水深１０．Ｏ～”．６４ｍ，主要位于富含地下水的砂土层中，两岸段承受较高承压水，江中段承受高水压潜水，穿越地层包括中密粉细砂、密实粉细砂，底部为卵石层及强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩，局部见中密中粗砂、密实中粗砂、可塑粉质粘土层。沿线土体力学指标如表１所示。 ２．２管片特征参数 结合隧道远期交通流量和使用净空要求，通过对不同衬砌结构方案比选，确定盾构隧道衬砌环选用通用环型式，外直径Ｄ，＝１１ｏｏｍ，内直径Ｄ：＝１０．００ｍ，管片厚＾＝ｏ．５０ｍ，幅宽６＝２．ｏｍ。管片环采用９等分型式，即选用１个封顶块＋２个邻接块＋６个标准块构筑衬砌环，单块管片圆心角均为４０。。管片环纵向接头３６处，按照ｌＯ。等分布置，如图１所示。 ３管片接头型式比选 综合考虑武汉长江公路隧道盾构区间所处地 　万方数据

关于盾构推进过程中管片上浮问题的研究(10.9)

关于盾构推进过程中管片上浮问题的研究摘要：本文通过实际盾构推进过程中管片上浮问题分析，对注浆材料进行研究。 关键词：管片上浮；惰性浆液配比；注浆量； 1．前言 在我国上海等软土地区城市地铁建设中，常常会遇到盾构隧道在施工阶段管片的上浮问题，严重情况甚至要通过调坡等来满足线路设计要求。盾构隧道管片上浮位移控制是确保隧道线型符合设计要求、满足隧道建筑限界，确保地铁运行安全的关键。在盾构掘进过程中，盾构隧道的上浮问题主要由于隧道在地层中失去抗浮能力所致，它受盾构衬砌同步注浆、盾构工法特性、工程地质及水文地质条件、盾构姿态和线路走向等因素影响。 2.工程概况 十号线9标段古北路站至水城路站区间盾构推进工程，区间上行线1018.561m，下行线1025.927m，区间最大坡度为20‰，最小转弯半径为450米。 隧道衬砌构造形式：衬砌采用1.2m预制钢筋混凝土管片，通缝拼装；管片设计强度C55、抗渗等级≥S10；隧道内尺寸：φ5500mm（内径）；隧道外尺寸：φ6200mm（外径）；每环由6块管片组成，环宽1200mm，厚度为350mm；管片环向、纵向均采用M30直螺栓连接。衬砌防水措施为两道防水，除管片混凝土结构自防水和衬砌接缝设遇水膨胀橡胶密封垫，同时在管片外弧面内侧（弹性密封垫沟槽外侧）增设一条遇水膨胀橡胶阻水条。 区间穿越重要的建筑物及管线有上水Φ1200，雨水Φ1200，上海歌舞团两层房，虹桥路1518号两层建筑，延安绿地内雕塑基础，延安绿地内灯杆基础，延安路高架桥桩，纺织控股集团公司内多层房，上海市纺织工会等。 盾构推进深度范围内，主要以④、⑤1层土为主，在区间中段局部涉及⑤2层和⑤3层，盾构区间地质详细情况见以下各图： 图1-2古北路站～水城路站工程地质剖面

盾构隧道管片高质量检测技术实用标准(CJJ／T164-2011).

盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011） 说明： 目前网上尚无“盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011）”的word 版文档；为了让大家更好的学习和交流这份规范，网友ershibasui1474编写了这份规范的电子版，请大家尊重该规范的版权和权威性，不得侵犯该规范编写单位及编写人的知识产权。 该规范是在很匆忙的时间内完成的，并未进行复核，请大家在阅读时注意其中可能存在的错误并予以更正。

1总则 1.0.1为加强盾构法隧道工程施工管理，统一盾构隧道管片质量检测和验收，保证检测准确可靠，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进场拼装施工前的检测和质量验收。 1.0.3 盾构隧道管片质量检测和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 管片 盾构隧道衬砌环的基本单元，包括混凝土管片和钢管片。 2.0.2 混凝土管片 以混凝土为主要原材料，按混凝土预制构件设计制作的管片。 2.0.3 钢管片 以钢材为主要原材料，按钢构件设计制作的管片。 2.0.4 水平拼装检验 将两环或三环管片沿铅直方向叠加拼装，通过测量管片内径、外径、环与环、块与块之间的拼接缝隙，从而评价管片的尺寸精度和形位偏差。 2.0.5渗漏检验 对混凝土管片外弧面逐级施加水压，观察水在混凝土管片内弧面及拼接面的渗透情况，评价管片抵抗水渗漏的能力。 2.0.6抗弯性能检验 对混凝土管片施加抗弯设计荷载，分析混凝土管片在抗弯荷载作用下的变形、管片表面裂缝的产生和变化，评价管片的抗弯性能。 2.0.7抗拔性能检验 对混凝士管片中心吊装孔的预埋受力构件进行拉拔试验，评价管片吊装孔的抗拔性能。 2.0.8粘皮 混凝土表面的水泥砂浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。 2.0.9飞边 模塑过程中溢人模具合模线或脱模销等间隙处并留在混凝土管片上的水泥

地铁盾构隧道管片接头抗弯刚度的数值计算_曾东洋

收稿日期:2003-09-01 作者简介:曾东洋(1977-),男,博士研究生. 文章编号:0258-2724(2004)06-0744-05 地铁盾构隧道管片接头抗弯刚度的数值计算 曾东洋,何 川 (西南交通大学土木工程学院,四川成都610031) 摘 要:采用三维有限元法对南京地铁区间盾构隧道管片接头的受力情况进行了数值模拟计算,研究了不同荷载作用下管片接头的变形、转角和抗弯刚度,探讨了接头转角和抗弯刚度的变化规律;通过转角、弯矩和轴力关系的拟合为接头抗弯刚度的确定提供了新的途径.数值计算结果表明,管片接头抗弯刚度随轴力增大而增大,随弯矩增大迅速减小并逐渐趋于稳定;轴力对抗弯刚度的影响随弯矩的增大而减小. 关键词:盾构隧道;管片接头;接头转角;接头抗弯刚度;数值模拟 中图分类号:U 451 文献标识码:A Numerical Simulation of Segment Joint Bending Stiffness of Metro Shield Tunnel ZEN G Dong -yang,H E Chuan (School of Civil Eng.,Southw est Jiaotong U niversity ,Cheng du 610031,China) Abstract :The numerical simulation of segment joints of Nanjing metro shield tunnel w as carried out w ith 3D FEM (finite element m ethod).T he deformation,rotational ang le and bending stiffness of a segment joint under different w orking conditions w ere investigated,and the varying law of rotational angle and bending stiffness w ere discussed.In addition,the fitting relation betw een rotational angle of a segment joint and bending moment and axial force w as obtained to provide a new w ay of determining joint bending stiffness.T he numerical result show s that the bending stiffness of segment joints increases w ith the increasing of ax ial force,and the bending stiffness decreases rapidly and trends unchang ed w ith bending moment increasing.Influence of axial force on joint bending stiffness w eakens w ith the increasing of bending moment. Key words :shield tunnel;segm ent joint;rotational angle of joint;joint bending stiffness; numerical simulation 装配式衬砌与整体式衬砌的最大不同点在于前者存在各类管片接头,对衬砌环受力和变形产生很大影响.管片接头造成的衬砌环整环刚度降低是盾构隧道衬砌设计中必须考虑的控制性因素之一.管片接头抗弯刚度k 综合反映了盾构隧道接头性能及其在外荷载作用下的变形大小和趋势,目前主要通过现场试验确定,尚无现成公式或图表可以遵循. 管片接头抗弯刚度k 的确定得到了许多研究者的重视,并取得了一定成果:文献[1]给出了接头受压区应力为抛物线分布时k 的计算公式;文献[2]的作者通过在接头受压区布置受压弹簧来推求接头的抗弯能力(弹簧刚度由受压区混凝土高度确定);文献[3]的作者对k 进行了反演分析;文献[4]和[5]分别报道了对南水北调中线穿黄盾构隧道管片和整环衬砌结构进行的1B 1和1B 5模型试验,为用试验方法确定k 奠定了基础. 但盾构隧道管片接头性能的研究尚处于起步阶段.本文作者以南京地铁南北线一期工程为背景,对管第39卷 第6期2004年12月 西 南 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSIT Y V ol.39 N o.6Dec.2004

盾构管片接头连接方式研究现状资料讲解

盾构管片接头连接方式研究现状 1.概述 盾构法[1]-[3]是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 通常采用盾构法施工的隧道,一环管片衬砌由数块管片组成,环与环之间采用通缝或者错缝拼装形式。管片间的连接有沿隧道纵轴的纵向连接和与纵轴垂直的环向连接。 连接方式有螺栓连接、无螺栓连接和一些其他的方式。由于其结构特点,接头在整个结构之中具有非常关键的作用[4],因此,对于盾构法隧道的研究特别集中在关于接头的各个方面,不管是其宏观计算模型,还是微观接头构造,或者是各种因素对于接头的性能影响,以及接头的防水构造等等,都得到了各国学者的充分重视。 相比较国外的盾构工法发展,我国的盾构工法尽管起步较晚,但其发展速度伴随着我国城市建设脚步在不断加快,盾构工法以其噪声低、环境影响小等诸多优势在国内城市地铁工程中已被广泛使用,还有一些大型水利工程如南水北调穿黄隧洞工程同样也采用盾构工法进行修筑,目前盾构工法已在城市隧道施工技术中确立了稳固的统治地位[5]。 因此,有人将其称为“城市隧道工法”。 2.管片接头连接方式研究现状 2.1 常用构造部分 本段主要讨论钢筋混凝土管片的接头，其一般分为9个构造部分[6]:连接件、定位装置(桦槽或定位棒)、传力衬垫、密封垫和嵌缝，如图1所示。 2.2接头形式 目前国内盾构隧道管片接头常用形式以及盾构扩挖形成的特殊接头形式如下:

2.2.1柔性节点形式 盾构管片的连接有多种形式的接头构造类型。按螺栓形状分,有直螺栓接头和弯螺栓接头按结构设计分,有双排也有单排按螺栓种类分,有用销钉或不用按接触面分,有平面接触、桦槽接触或球铰。从受力角度,柔性要求相邻管片间允许产生微小的转动与压缩,使管片能产生一定的变形[7]。这种柔性接头在国内普遍采用的形式有： 樟槽式接头:当隧道区间出现较大的纵向不均匀沉降时,凸起的樟槽块可以提供较大的抗剪能力。但桦槽式连接的抗弯刚度很小,它不能抵抗外加荷载引起的弯矩作用,必须依靠周围围岩的抗力达到自身的受力平衡。所以当出现沿径向的不均匀沉降等原因引起的弯矩时,桦槽式接头会很快出现较大的张开量,对管片整体性和防水性不利。其优点是安装简单,施工速度快而且造价低廉。目前桦槽式接头在南京地铁,上海金山隧道[8]采用。 弯曲螺栓接头，它与直螺栓相比造价高,接头易变形,而且弯螺栓及管片钢模在制作时若不能严格按照设计弧度与精度加工,施工时螺栓穿孔将会比较困难,特别是错缝拼装的时候,螺栓穿孔将会消耗大量的时间与人力。采用弯曲螺栓接头,它被安置于由计算得到的弯曲最大的几个环节,它通过几层防水橡胶保证其密闭性,同时可以抵抗很大的弯矩,剪切位移,拉伸和压缩。弯曲螺栓接头的柔性较好,应用面广,目前北京,卜海,南京等地铁[9]普遍都在使用。 直螺栓接头，直螺栓在达到一定螺栓预紧力的条件下,同样具有较好的抗弯刚度,工程使用效果好,制作简单,用料省,经济合理。但还需要进行螺栓头的处理,现有方法是加上速凝混凝上和一个塑料密封盖。其经济的造价,方便的安装,现今仍得到广泛的使用。图为上海地铁[10]采用的短直螺栓式接头形式。 2.2.2刚性节点形式

李玲：盾构隧道管片上浮原因分析

盾构隧道管片上浮原因分析及控制措施 1、前言 在盾构掘进中，管片上浮是一个非常棘手、非常令人头痛的问题。造就一条外观完美、曲线圆滑的好隧道，控制管片上浮是我们地铁建设中的重中之重。 2、管片上浮的限制与危害 管片上浮是指管片脱离盾尾后,在受到集中应力后产生向上运动的现象。《规范》规定盾构掘进中线平面位置和高程允许偏差为±50mm。管片拼装偏差控制为±50mm。隧道建成后，中线允许偏差为高程和平面为±100mm，且衬砌结构不得侵入建筑限界。由此推算管片上浮允许值与盾构姿态、管片姿态密切相关，因此均应限制在±30mm以内才能保证不侵限，并使管片外侧得到均匀的注浆回填。 管片上浮的危害：一是造成盾构隧道的“侵限”。二是在管片的端面产生剪切应力，造成管片的错台、开裂、破损和漏水，降低管片结构的抗压强度和抗渗压力。 3、管片上浮的环境特征 ⑴、从地层地质情况来看，管片在硬地层﹤8﹥岩石中等风化带，﹤9﹥岩石微等风化带容易上浮，且地层越硬上浮情况越严重。其次，在上软下硬地层中引起的管片上浮也比较严重。 ⑵、从线路特征来看，在变坡点、上坡段、反坡点，尤其是在竖曲线的最低点，管片上浮比较严重。 ⑶、从管片上浮影响范围来看，一般是10～15环连续出现上浮情况。 ⑷、从管片上浮的速率和快慢来考虑，在开始上浮的第一天,数值一般可以达到稳定值的2/3,第二天上浮值为稳定值的1/4～1/3,到第三天、第四天管片就

不再有上升的趋势，逐步稳定下来。 ⑸、从其他方面，比如注浆不饱满且水大时；上下千斤顶推力差过大时；螺栓未拧紧时；受浆液性质的影响时；管片由于螺栓的影响而自身带有的特性等都或多或少的会引起管片的上浮。 4、管片上浮的原因 结合在广州三号线客大盾构区间的施工经验，可从以下四个方面来分析管片上浮的原因 ⑴、同步注浆不饱满，从而存在上浮空间 本工程拟采用一台德国HERRENKNECHT公司设计与制造的φ6250mm 复合式盾构机进行施工。盾构机设备总长为73 m，刀盘的外径设计为6280mm，。盾构区间圆形隧道（管片）外径6.0m，内径5.4m，管片厚度300mm，管片宽度1.5m，分块数为6块（管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成）。盾构机与管片之间存在着140㎜的建筑空隙，如果同步注浆不饱满，使管片外侧与土层之间的间隙没有及时有效地充填，就必然出现管片上浮的空间。 其次，在同步注浆不饱满时，地层土软硬不同，产生的管片上浮情况也不同。一般情况下，软地层不容易上浮，而硬地层却有空间导致管片上浮。这是因为在掘进过程中，对于软地层，上部松软地层土的自稳性差，会因为自重、存在空隙而有相对的下沉，从而使因注浆不饱满造成的管片和土层之间的剩余空隙基本消失。硬地层由于自稳能力强，完整性好，能很好的控制自身沉降。再者同步注浆采用凝结时间为5h～7h的砂浆，使管片有足够的上浮空间和时间，且地层越硬，管片上浮的情况越严重。 另外，土层软硬不均现象，包括软硬交接面的倾斜度、长度、上覆土层情况等都能影响管片的上浮。尤其在上软下硬地层中，管片上浮情况最为严重。由于

盾构隧道管片材料检验方案

盾构隧道管片材料检验 盾构隧道管片中涉及的主要材料有水泥、集料、水、混凝土外加剂、掺合料、钢筋、钢纤维和混凝土等，为时时掌控管片质量，必须对其材料实施严格控制，因此在制作管片前，对这些材料应进行检验。遵循现行标准，制定的具体检验方法如下所列： 1 水泥 水泥宜采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其检测参数、取样方法、检测频率和检测方法应符合表1的规定。 表1 水泥的检测参数、检测频率、取样方法和检测方法 2 钢筋 钢筋直径大于10mm时宜采用热轧螺纹钢筋，直径小于或等于10mm时宜采用低碳钢热轧圆盘条。其检测参数、取样方法、检测频率和检测方法应分别符合表2、表3的规定。当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时，应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。 表2 热轧螺纹钢筋的检测参数、检测频率、取样方法和检测方法

表3 低碳钢热轧圆盘条的检测参数、检测频率、取样方法和检测方法 钢筋焊接前须消除焊接部位的铁锈、水锈和油污等，钢筋端部的扭曲处应矫直或切除，施焊后焊缝表面应平整，不得有烧伤、裂纹等缺陷。钢筋焊接接头的检测参数、取样方法、检测频率和检测方法应符合表4的规定。 表4 钢筋焊接接头的检测参数、检测频率、取样方法和检测方法

3 集料 细集料宜采用中砂，细度模数为2.3~3.0，含泥量不应大于2%，砂的检测参数、取样方法、检测频率和检测方法应符合表5的规定。 表5 砂的检测参数、检测频率、取样方法和检测方法 粗集料宜采用碎石或卵石，其最大粒径不宜大于30mm且不应大于钢筋骨架最小净间距的3/4，针片状含量不应大于15%，含泥量不应大于1%。石的检测参数、取样方法、检测频率和检测方法应符合表6的规定。 表6 石的检测参数、检测频率、取样方法和检测方法

盾构隧道管片接头形式的探讨与选择

盾构隧道管片接头形式的探讨与选择 郭英 （辽宁工程技术大学土木与交通学院，阜新123000） 摘要：针对盾构隧道管片接头的详细研究，简要介绍了目前国内常用管片接头构造及其优缺点，对国外多 种新型管片接头连接件进行了分析，初步提出了盾构隧道管片接头形式选择的建议。 关键词：盾构；隧道；管片接头 Abstract：This paper researches segment joints of shield tunnel in details and briefly introduces structure, merits and demerits of segment joints usually used in China. Many new segment joint components made home and abroad are analyzed and proposals on selection of segment joint type in shield tunnel are proposed preliminarily 从盾构隧道开始建造时起，就有对管片接头形式的研究，随着其大量的建设，国内对之的认识也逐渐加深。王慎堂[1]曾经搜集整理过部分国内常用的横向接头形式，黄宏伟等[2]也对盾构隧道纵向接头的连接方式进行了大量的分析。国外在这方面的研究早于国内， 并研制出大量的新型接头方式和材料，这在加快管片拼装速度和降低成本方面效果明显。客观的讲，目前国内对于这一类新方法的研究尚处于起步阶段，接头形式的选择大多根据经验确定

1 常用构造部分及其作用 本文主要讨论钢筋混凝土管片的接头，其一般分为5个构造部分：连接件、定位装置（榫槽或定位棒）、传力衬垫、密封垫和嵌缝，如图1所示。以上几个构造的组合又可定性的分为柔性接头与 刚性接头。前者要求相邻管片间允许产生微小的转动 与压缩，后者则是通过增加螺栓数量等手段，力图在构 造上使接头的刚度与构件本身相同。早期的管片接头 多为刚性的，认为越刚越安全，通过长期的实践和研究，这种观念逐渐为后来的柔性结构思想所替代。 2 接头形式 人们对各种形式的隧道接头进行了研究与实验，以下是中外盾构隧道中出现的一些管片接头形式及其特点。 2.1 无连接件接头 如图2、3所示，在良好地层环境下的盾构隧道和给排水隧道中有大量的使用。它安装方便，施工速度快且造价低廉，但它的抗剪抗弯刚度都差，单凭结构本身是无法稳定的，必须依靠周围围岩的抗力达到自身的受力平衡。仅适用于对于防水要求不高的隧道，或围岩土

盾构管片选型设计

智慧城站~神舟路站区间管片选型设计 1、管片选型的原则 1.1 管片选型适合隧道设计线路； 1.2 管片选型适应盾构机的姿态； 2、遵从隧道设计线路 2.1 管片技术参数 2.2 管片布置方式 本区间设计部署三种圆曲线，平面半径分别为R=600米、R=615米、R=800米、R=1000米；竖曲线形式为R=5000米、R=10000米。依照曲线的圆心角与弯环偏角关系，各种施工段的的布置方式管片为： （1）直线段：8+1模式 由于没有设计平、纵曲线，故仅考虑盾构机在掘进过程中，出现蛇行纠偏所表示的工况。即8个标准环加1个右（左）弯环配置。因为纠偏环多在缓和曲线到曲线之间，到曲线前就需提前安装纠偏环进行调整，以减少进曲线发生纠偏过急现象。 （2）R=600m段：1+1模式 在600m半径的圆曲线上，每隔3.80m要用一环转弯环，标准环与转弯环的拼装关系为3环标准环+2环转弯环。 （3）R=615m段：1+1模式 在615m半径的圆曲线上，每隔3.89m要用一环转弯环，标准环与转弯环的拼装关系为3环标准环+2环转弯环。 （4）R=800m段：2+1模式 在800m半径的圆曲线上，每隔5.06m要用一环转弯环，标准环与转弯环的拼装关系为2环标准环+1环转弯环。 （5）R=100m段：4+1模式 在1000m半径的圆曲线上，每隔6.33m要用一环转弯环，标准环与转弯环的拼装关系为3环标准环+1环转弯环。

（6）R=5000m竖曲线段：20+1模式 在5000m半径竖曲线上，每隔31.65m要用一环转弯环，标准环与转弯环的拼装关系为20环标准环+1环转弯环。 （7）R=10000m竖曲线段：41+1模式 在10000m半径竖曲线上，每隔63.31m要用一环转弯环，标准环与转弯环的拼装关系为41环标准环+1环转弯环。

盾构隧道管片质量检测标准

盾构隧道管片质量检测技术标准 1.0.1为加强盾构法隧道工程施工管理，统一盾构隧道管片质量检测和验收，保证检测准确可靠，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进场拼装施工前的检测和质量验收。 1.0.3 盾构隧道管片质量检测和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 管片 盾构隧道衬砌环的基本单元，包括混凝土管片和钢管片。 2.0.2 混凝土管片 以混凝土为主要原材料，按混凝土预制构件设计制作的管片。 2.0.3 钢管片 以钢材为主要原材料，按钢构件设计制作的管片。 2.0.4 水平拼装检验 将两环或三环管片沿铅直方向叠加拼装，通过测量管片内径、外径、环与环、块与块之间的拼接缝隙，从而评价管片的尺寸精度和形位偏差。 2.0.5渗漏检验 对混凝土管片外弧面逐级施加水压，观察水在混凝土管片内弧面及拼接面的渗透情况，评价管片抵抗水渗漏的能力。 2.0.6抗弯性能检验 对混凝土管片施加抗弯设计荷载，分析混凝土管片在抗弯荷载作用下的变形、管片表面裂缝的产生和变化，评价管片的抗弯性能。 2.0.7抗拔性能检验 对混凝士管片中心吊装孔的预埋受力构件进行拉拔试验，评价管片吊装孔的抗拔性能。2.0.8粘皮 混凝土表面的水泥砂浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。 2.0.9飞边 模塑过程中溢人模具合模线或脱模销等间隙处并留在混凝土管片上的水泥砂浆。 2.0.10 拼接面 采用某种方式将盾构隧道管片连接起来，管片与管片之间的接触面。 2.0.11环向 盾构隧道管片拼装成环后，环的切线方向。 2.0.12纵向 盾构隧道管片拼装后，环与环的中心连线方向。 2.0.13渗漏检验装置 在渗漏检验中，用于固定由凝土管片试件，并能在管片外弧面与试验架钢板之间形成密闭区间进行充水加压试验的试验台座。渗漏检验装置由检验架钢板、刚性支座、横压件、紧固螺

盾构隧道管片拼装施工选型与排版总结

盾构隧道管片拼装施工选型与排版总结 区间盾构结构为预制钢筋混凝土环形管片，外径6200mm，内径5500mm，厚度350mm，宽度1200mm。在盾构施工开工前，应对管片进行预排版，确定管片类型数量. 1）隧道衬砌环类型 为满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇形纠偏的需要，应设计楔形衬砌环，目前国际上通畅采用的衬砌环类型有三种：①直线衬砌环与楔形衬砌环的组合；②通用型管片；③左、右楔形衬砌环之间相互组合。国内一般采用第③种，项目隧道采用该衬砌环。 直线衬砌环与楔形衬砌环组合排版优缺点：优点—简化施工控制，减少管片选型工作量；缺点—需要做好管片生产计划，增加钢模数量。 盾构推进时，依据预排版及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。由于采用衬砌环类型不完全确定性，所以给管片供应带来一定难度。2）管片预排版 1、转弯环设计 区间转弯靠楔形环完成，分三种：标准换、右转弯环、左转弯环。即管片环向宽度六块不是同一量，曲线外侧宽，内侧窄。 管片楔形量确定主要因素有三个：①线路的曲线半径；②管片宽度；③标准环数与楔形环数之比u值。还有一个可供参考的因素：楔形量管模的使用地域。楔形量理论公式如下： △=D（m+n）B/nR ①

（D-管片外径，m:n-标准环与楔形环比值，B-环宽，R-拟合圆曲线半径） 本次南门路到团结桥楔形环设计为双面楔形，楔形量对称设置于楔形环的两侧环面。按最小水平曲线半径R=300m计算，楔形量△=37.2mm，楔形角β=0.334°。 值得注意的是转弯环设计时，环宽最大和最小处是固定的，左转弯以K块在1点位设计，右转弯以K块在11点位设计，即在使用转弯环时，要考虑错缝拼装和管片位置要求。 2、圆曲线预排版 设需拟合圆曲线半径为450m（南门路到团结桥区间曲线半径值），拟合轴线弧长270m，需用总楔形量计算如下： β=L/R=0.6 ② △总=（R+D/2）β-（R-D/2）β=3720mm ③ 由△总计算出需用楔形环数量： n1=△总/△=100 ④ 标准环数量为： n2=（L-n1*B）/B=125 ⑤ 标准环和楔形环的比值为： u=n2：n1=5:4 ⑥ 即在R=450圆曲线上，标准环和楔形环比例为5:4，根据曲线弧长计算管片数量，确定出各类型管片具体数量，出现小数点时标准环数量减1，转弯环加1。

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术精编版

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术摘?要：回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段的应用情况，通过分析其在工程施工与运营实践中的利弊，论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变的过程，并结合地铁运营特点，指出了嵌缝技术当前的发展趋势。 关键词：轨道交通；盾构隧道；嵌缝防水；受电弓；接触网 盾构法隧道防水的重点是衬砌接缝防水，而衬砌接缝防水的关键是接缝面防水密封材料及其设置。 盾构隧道管片防水技术已有百余年的发展史，自20世纪70年代始，管片接缝密封垫被确认为是接缝防水的主要防线，甚至被逐渐认知为唯一的防线。辅助防水中的嵌缝防水则逐渐被弱化，或用以发挥疏排水功效，或有取消的趋势，这是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变的结果。 对于盾构隧道结构，在研讨嵌缝防水的功效时，首先必须确定嵌缝设计的理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水的功效，显然，只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭，才能发挥防水止水功效，否则，局部、有限的嵌填只能发挥泄压、疏排的功效。其次，嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。例如，对于输水隧道构筑物而言，结构内面嵌缝主要是承受输水水压，而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中的水压，因而有双向防水的要求。但对于地铁区间盾构隧道的嵌缝而言，只要防止地层中的地下水渗入、漏入，因此总是进行背水面防水。

此外，地铁区间盾构隧道的嵌缝还有其结构构造和运营使用上的特点：仰拱管片上有道床混凝土及轨枕；拱顶位置悬有供电接触网，这就对它的嵌缝材料与工艺有特殊的要求。 现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水的衍变过程，并试析其原因。 1早期的地铁砌块嵌缝密封防水 20世纪上半叶，尤其是20世纪30年代前，地铁区间盾构隧道预制衬砌主要是钢、铸铁等金属砌块，大多仅在预制衬砌内侧留设的嵌缝槽采用填缝材料密封防水，而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期，由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生，故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应的铅条、铝粉、铁粉；用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时，则采用相应的石棉水泥、膨胀水泥等无机材料，利用捣、压、击等方法嵌实，并适当借助材料的微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。 此后，管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期，因其防水效果有限，故还借助嵌缝防水作为重要的辅助防线，例如采用低黏度的聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽，其方式是对全部接缝充实密封。 2中期的地铁管片嵌缝密封防水本文把 20世纪50年代至90年代看作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片，并逐步发展为高精度钢模制作的高精度管片，管片接缝防水的理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫（弹性密封垫与遇水膨胀密封垫）压密防水，从环、纵面全断面防水

盾构隧道管片质量检测技术标准(CJJ／T 164-2011)

盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164- 2011） 说明： 目前网上尚无“盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011）”的word版文档；为了让大家更好的学习和交流这份规范，网友ershibasui1474编写了这份规范的电子版，请大家尊重该规范的版权和权威性，不得侵犯该规范编写单位及编写人的知识产权。 该规范是在很匆忙的时间内完成的，并未进行复核，请大家在阅读时注意其中可能存在的错误并予以更正。 1总则 1.0.1为加强盾构法隧道工程施工管理，统一盾构隧道管片质量检测和验收，保证检测准确可靠，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进场拼装施工前的检测和质量验收。 1.0.3 盾构隧道管片质量检测和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 管片 盾构隧道衬砌环的基本单元，包括混凝土管片和钢管片。 2.0.2 混凝土管片

以混凝土为主要原材料，按混凝土预制构件设计制作的管片。 2.0.3 钢管片 以钢材为主要原材料，按钢构件设计制作的管片。 2.0.4 水平拼装检验 将两环或三环管片沿铅直方向叠加拼装，通过测量管片内径、外径、环与环、块与块之间的拼接缝隙，从而评价管片的尺寸精度和形位偏差。 2.0.5渗漏检验 对混凝土管片外弧面逐级施加水压，观察水在混凝土管片内弧面及拼接面的渗透情况，评价管片抵抗水渗漏的能力。 2.0.6抗弯性能检验 对混凝土管片施加抗弯设计荷载，分析混凝土管片在抗弯荷载作用下的变形、管片表面裂缝的产生和变化，评价管片的抗弯性能。 2.0.7抗拔性能检验 对混凝士管片中心吊装孔的预埋受力构件进行拉拔试验，评价管片吊装孔的抗拔性能。 2.0.8粘皮 混凝土表面的水泥砂浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。 2.0.9飞边