浅谈通用型楔形管片

摘　要：盾构隧道主体结构是由一系列预制的钢筋混凝土管片排列而成的。而管片的选型、拼装不仅会影响盾构机的姿态、设计线路，同时还会造成成型的隧道管片出现破碎、漏水等影响隧道后期使用的问题。所以做好管片的选型、拼装尤为重要。本文结合宁波市轨道交通一号线一期工程某区间使用的通用型楔形管片的工程实例，对通用型楔形管片的选型、拼装进行了分析研究，并提出了控制措施。

关键词：通用型；楔形管片；选型；拼装；控制；措施

DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2011.23.022随着社会经济的发展城市人口增多、规模变大，现有的城市交通已经不能满足城市发展的需要。经济发达的城市开始修建地铁工程，盾构施工技术普遍应用于地铁工程中。盾构法施工的隧道衬砌方式有两种：单层装配式衬砌和多层混合式衬砌。在盾构施工中，主要采用单层装配式衬砌，衬砌为预制的钢筋混凝土管片，它们构成了盾构隧道的主体结构并承受四周土体的荷载。

盾构隧道是由一系列管片排列而成的，可以看成一组短折线的集合，近似地拟合成实际线路。由于采用短折线来代替光滑曲线，实际的线性和设计线性不能完全吻合，两者之间存在一定的偏差。传统的普通管片对于平面曲线可以通过转弯环来模拟，但对于竖曲线，只能够通过粘贴楔形衬垫来拟合，粘贴工作费时费力，可控

性差。而且，由于加大了环缝间隙，降低了弹性密封垫的压缩率，也不利于防水。通用型楔形管片可以通过封顶块位置的改变，即选择不同的拼装点位来达到转弯或竖曲线的目的，使得管片的选型灵活多变，随意性较大。但是不可避免的封顶块位置也需要根据实际情况相对变换，对设备选型和管片的选型及拼装提出了一定的要求。本文结合宁波市轨道交通一号线一期工程某区间使用的通用型楔形管片的工程实例，对通用型楔形管片的选型、拼装进行了分析研究，并提出了控制措施。

1 管片设计概述

本项目盾构区间采用的是预制钢筋混凝土管片，管片外径6200mm，内径5500mm，宽度1200mm，厚度350mm。每环管片纵向共16只M30螺栓，环向共12只M30螺栓。按照隧道埋深不同，管片配筋相应有差别，按照隧道埋深不同将管片分为P1、P2、P3三类，即浅埋、中埋、深埋环，浅埋覆土厚度h ≤11m，中埋11

管片端面环缝采用凹凸榫槽结构（管片环缝结构见图1），纵缝采用平面式，衬砌间连接件采用双头弯螺栓，连接件采用锌基铬酸盐涂层+抗碱涂层处理。衬砌纵、环缝防水采用多孔特殊断面的三元乙丙橡胶弹性密封垫，外侧加贴遇水膨胀止水条，形成双道防水。为避

文/马峰峰 宋 剑 金增选 李 鹏 毛 磊 （中铁一局集团有限公司，陕西 西安 710054）

浅谈通用型楔形管片施工控制技术

免管片拼装时因应力集中而破坏，在管片环缝设传力衬

垫。

管片拼装采用错缝拼装，在管片的整体刚度、整体均匀受力以及防水等方面有优势。

2 管片选型

2.1 管片选型原则

（1）熟悉线路参数（适合隧道设计线路），即盾构机、管片去拟合设计线路走向（正常阶段）；在纠偏段时管片选型要拟合盾构机的纠偏线路。

（2）适应盾构机的姿态，保证推进油缸行程差及盾尾间隙满足要求（根据盾构机姿态、千斤顶的行程差来计算管片的姿态，根据管片姿态与盾构机姿态计算管片脱出盾尾时的盾尾间隙）。

（3）盾尾间隙（作为管片选型的参考对象）。

2.2 管片选型

（1）管片的拼装点位

所谓“拼装点位”，是指管片拼装时封顶块所在的位置。管片划分点位的依据有两个：管片的分块形式和螺栓孔的布置。常见的管片拼装点位有12个点位和16个点位两种，宁波地区采用16个点位。盾构隧道管片要求错缝拼装，相邻两环管片不能通缝。计算公式为：M+3N+2，其中M 为上一环管片拼装的点位，N 为常量，可取0、1、2、3、4、5，计算结果即为下一环管片可选点位。通用型管片点位表见表1，管片拼装点位示意图见图2。

禁止拼装点位：16点、8点。

推荐拼装点位：14点、6点、2点、10点。可拼装点位：1点、3点、4点、5点、7点、9点、

11

点、12

点、13点、15点。

图1 管片环缝结构

图2 管片拼装点位示意图

设计要求管片采用错缝拼装，但不根据现场实际情况而过于强调错缝拼装会使管片纠偏量过大，受力不均，会造成管片错台甚至出现管片碎裂。在施工现场需根据实际情况在允许的范围内适当存在通缝拼装往往会达到更好的效果。

（2）楔形量计算

本工程所采用的管片为带凹凸榫槽的等腰楔形，如图1、图

3、图4所示，楔形量为37.2mm。管片各点位的楔形量通用计算公式：

（式1）

式（1）中：

B——任意点位与最窄处之间的夹角，如图4所示。当小角度时，

，其中以弧度

为单位。因此，式（1）可以简化为：

。

（3）管片趋向计算

斤顶的行程差来计算管片的姿态，根据管片姿态与盾构机姿态计算管片脱出盾尾时的盾尾间隙。

以小松盾构机为例进行计算：

假定盾构机姿态为：前点（X 1，Y 1），中点（X 2，Y 2），后点（X 3，Y 3），其中X 为水平偏差，Y 为垂直偏差；上下千斤顶行程为：（L 1，L 3）；左右千斤顶行程为：（L 4，L 2）；管片趋向计算见图5。

则有：

管片轴线垂直趋向为：Q 1=(Y 2-Y 3)/4.68+(L 1-L 3)/ 5.8，Q 1值向上为正，向下为负

管片轴线水平趋向为：Q 2=(X 2-X 3)/4.68+(L 2-L 4)/ 5.8，Q 2值向右为正，向左为负

盾构在正常掘进时Q 1、Q 2均应控制在-3～3之间，在4～6、-4～-6之间时，就应该做调整，绝对不允许超过6、-6，否则就会出现管片错台，甚至破损。在纠偏线路上这个值可以适当增加，增加的幅度应与盾构机实际纠偏线路的趋向一致。

管片的超前量与盾构纠偏方向应相同，即盾构机向上纠偏Q 1为正值，盾构机向右纠偏Q 2为正值。

（4）管片的超前量

超前量是衡量当前管片的环面与隧道设计轴线是否垂直的指标（图6为管片超前量示意图），其可通过实测后计算得到。超前量的控制不当会导致拼装困难、管片

破裂、轴线偏差大和纠偏困难等问题。

在拼装中，主要是通过楔形管片的楔形量来计算出管片的超前量，选择合理的管片拼装点位来使楔形的管片拟合设计线路。

图3 楔形管片示意图

图

4 任意点位楔形量计算示意图

图5 管片趋向计算简图

图6 管片超前量示意图

图7 纠偏中盾尾间隙变化量计算示意图

（5）纠偏中盾尾间隙变化量计算

图7为纠偏中盾尾间隙变化量计算示意图，△ABC ∽ △CDE ∽△EFG。

楔形量，则

。

AB 为一环管片投影宽度6.2m。CD 及EF 为一环的环宽1.2m。

拼装下一环管片盾尾间隙变化量H=DE+FG。

根据相似三角形原理，

因此， （

式2）

当

时，H=7.2mm。然而，实际施工时，

希望调整盾尾间隙的位置不一定恰好在楔形量最大的点位，此时，式（2）中的按式（1）计算即可，见管片调整盾尾间隙表（如表3所示）。

3 管片拼装

管片由管片车运到场地后，由专人对管片类型、龄期、外观质量情况等项目进行最后一次检查，检查合格后才可卸下。管片经单、双轨梁按安装顺序放到前面，掘进结束后，再由双轨梁运到管片拼装机工作范围内等待安装。重点要注意以下几点：

（1）管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。

拼装前确保管片四周无粘结杂物。管片侧面如有硬块或沙粒，会造成管片挤压碎裂。因此，在拼装前必须仔细清理管片四周，确保没有硬块或杂物。

（2）管片安装应当从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。安装第一块管片时，用水平尺与上一环管片精确找平，因为每环第一块管片的拼装质量会直接影响到其余各块管片的拼装，如果第一块管片螺杆插入困难，会影响到其余块管片螺栓插入。

（3）安装邻接块时，为保证封顶块的安装净空，安装第五块管片时一定要测量两邻接块前后两端的距离（分别大于F 块的宽度，且误差小于+10mm），并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。

（4）安装封顶块不能强行插入，封顶块拼装时要确保留有足够的空间，不能强行硬插入：若封顶快拼装空间不够时，可适当采用松动L 块油缸的方式予以调整。

（5）管片拼装时，当封顶块位于衬砌环的下方时，将给封顶块的插入带来困难，甚至使封顶块被挤碎，因此，尽量不要选择将封顶块放在最下方。

（6）封顶块安装前，对止水条进行润滑处理，安装时先搭接

700mm

径向推上，调整位置后缓慢纵向顶推插入。

表2 管片超前量表（单位：mm）

表3 管片调整盾尾间隙表

（下转第66页）

（8）管片安装后，在推进下一环过程中，管片脱离盾尾前采用2600kN/M风动扳手一次性紧固，防止展迅速的城市轨道交通盾构隧道施工人员一些参考。

3　应用情况

项目研发的棉杆沙障及引进的塑料沙障、土工布沙障和生态垫新材料在民勤青土湖、西沙窝进行重点示范，累计建立不同类型沙障新材料示范面积500hm2，治理风沙口3处，有效防护农田3300hm2，防风固沙林防护能力提高20%。目前，沙障新材料技术成果普遍应用到民勤、古浪和景泰沙区，至2010年统计，累计推广面积1500hm2，区域流沙基本得到控制；项目引种筛选的固沙植物新材料抗性、适应性强，主要在民勤西沙窝沙区造林工程中进行试点推广，项目实施期间（2007～2009年）累计造林700hm2，推广应用前景广阔；通过民勤防沙治沙技术集成示范，使示范区生态环境效益进一步提高，活化沙丘示范区植被平均盖度达到34.7%，沙丘基本固定；沙障示范区高立式尼龙网沙障后5H距离处近地面20cm平均风速降低32.3%，行列式粘土沙障近地面20cm处平均风速降低20.6%，塑料方格沙障近地面20cm处平均风速降低20.6%，塑料方格沙障近地面20cm处平均风速降低45.3%。CSTA

36.2楔形量计算法的盾构管片选型

行文区间左线管片选型 、曲线半径使用管片计算 1. 转弯环偏角计算（xx） 0= 2X arctjg S /D = 2X arctg()= 0.3457 缓和曲线偏角 p 1= 1.2898 p2== 1.2898 圆曲线偏角 a= a—( p 1 p 2 = 4.77 - ( 1.2898 +1.2898 ) = 2.1904 式中： A――平曲线的总转角 缓和曲线中转弯环的数量 N1= p 1/ 0 + 3=2/1.2898 /0.3457 + 1.2898/0.3457 =7.46 环?8环左转缓和曲线中标准环的数量 M1 =( 11 +12)/ 1.5-N1=( 45+ 45)/ 1.5- 8 = 60-8=52 环 圆曲线中转弯环的数量 N2= a 0/= 2.1904 /0.3457 =6.33 环?7环左转 圆曲线中标准环的数量 M2=[Ls-(l1+l2)]/1.5-N2 =[128.194-(45+45)]/1.5-7

= 26-7=19环 2. 转弯环偏角计算（右转） 0= 2X arctjg S /D = 2X arctg()= 0.3457 缓和曲线偏角 p 1= 1.2898 p2== 1.2898 圆曲线偏角 a= a—( p 1 p 2 = 4.6555 - ( 1.2898 +1.2898 ) = 2.0759 式中： A——平曲线的总转角 缓和曲线中转弯环的数量 N1= p 1/ 0 + 3=2/1.2898 70.3457 =3.7 环?4环右转 缓和曲线中标准环的数量 M1 = 11 /1.5-N1=45/1.5- 4 = 30-4=26 环 ZDK27+181.92--ZDK27+179.21有2 环为右转弯环。 纵断面坡度调整转弯环数量 S1a= V/B= 2%o/ tg =环~1环 曲线范围内坡度调整转弯环数量 Sa= 37/202 x 1 爭 纵断面坡度调整转弯环数量

大型通用楔形管片拼装施工技术

大型通用楔形管片拼装施工技术 盾构网 https://www.wendangku.net/doc/8514310870.html,(2008-11-25) 新闻来源：上海隧道工程股份有限公司 摘要：通用楔形管片作为一种较先进的隧道衬砌形式，在盾构法施工中能够较好地控制隧道掘进轴线和管片成环质量。文章以上海市上中路隧道工程大型通用楔形管片的应用为例，介绍了通用楔形管片的设计理念和特点、全圆周错缝拼装的施工方法以及施工中控制管片质量的方法。 关键词：隧道；通用楔形管片；错缝拼装；施工技术 1 工程概述 上海市上中路隧道工程位于徐汇区和浦东新区内。该工程西起上中路～龙川路交叉口东侧，与中环线南段上中路衔接；东至浦东规划华夏西路～公园大道交叉口西侧，与中环线南段华夏西路衔接，是连接浦东、浦西的交通枢纽工程和重要的地下生命线工程。 本越江通道工程共设南线和北线2条隧道，为双管双层双向8车道隧道工程，工程以南线上层、北线下层车道作为主线控制中心线。其中盾构法圆隧道南线起始里程为SK1+850.0m，终止里程为 SK0+580.0m，全长1270m。北线起始里程为NK0+582.853m，终止里程为NK1+856.908m，全长1274.055m。隧道工程采用一台Ф14870mm 泥水平衡式盾构机掘进施工。隧道最大坡度为4.50%，曲线转弯达12段，最小平曲线半径为R1000m。 在本次盾构施工中，我们采用通用楔形管片的形式作为隧道衬砌，在满足隧道曲线的基础上，保证了隧道环面的质量。 2 通用楔形管片的特点 2.1 普通隧道衬砌管片 目前在盾构施工中，隧道衬砌直线段一般采用等宽的普通圆环，在平面曲线和竖曲线段则采用不同的楔形圆环对隧道轴线进行拟合。整条隧道就需要设计和加工左转、直线、右转以及特殊形式的圆环，同时，由于管片楔形量是固定的，从而不利于在盾构施工中对隧道轴线的精准控制。而管片拼装一般采用通缝拼装和错缝拼装两种形式。错缝拼装要求在拼装时旋转一定的角度避免通缝，有利于衬砌本身传递圆环内力，且错缝拼装的隧道比通缝拼装的隧道整体性强，圆环可以近似按匀质刚度考虑。但在通常的隧道衬砌施工中，错缝拼装的形式比较单一，且管片的旋转角度相对固定(一般只能旋转3个角度，左右20度角范围内)。 2.2 通用楔形管片 本工程隧道管片外径14500mm，内径13300mm，环宽2000mm，管片厚度600mm。每环由10块管片构成。其中标准块7块(S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7)，邻接块2块(S8，S9)，封顶块1块(S10)。普通衬砌环由钢筋砼管片构成，砼强度等级为C55，抗渗等级为1.2MPa，钢筋采用HPB235级、HRB335级钢。管片环与环之间用38根M27的斜螺栓相连接，每环管片块与块间以20根M36的斜螺栓连接。具体管片构造详见图1。

管片楔形量计算

管片楔形量 一、管片楔形量计算 护盾式TBM（含盾构）在曲线段施工和蛇行修正时，需要使用楔形管片环，楔形管片环分为左转环及右转环。蛇行修正用楔形管片环的数量，会因工程区域内所包含的缓曲线和急曲线区段的比例、有无S形曲线等的隧道线路、影响TBM （含盾构）操作稳定性的周围围岩的情况而不同。通常，蛇行修正用楔形管片环数量大概是直线区间所需管片环数的3%～5%，可通过线形计算。 楔形量除了根据管片种类、管片宽度、管片环外径、曲线外径、曲线间楔形管片环使用比例、管片制作的方便性确定外，还应根据盾尾操作空隙而定。根据区间隧道线形，其最小半径为350m，建议曲线拟合采用楔形量38mm的楔形管片环，模拟线形采用标准环、左转环和右转环组合的方式。 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 （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）结合青岛市地铁1号线工程具体情况，TBM施工区段线路最小曲线半径为350m，按最小水平曲线半径R=350m计算，楔形量△=38mm，楔形角β=0.3629°。 楔形量与转弯半径关系（如图7.8）的计算公式如下：

曲线中心 图7.8 楔形量与转弯半径关系图 根据圆心角的计算公式： X＝180L/πR 式中： L——段线路中心线的长度(mm)， R——曲线半径(mm)， X——圆心角。 将圆心角公式代入得， 180×(1500-△/2)/[π×(R-3000)]=180×(1500+△/2)/[π×(R+3000)]简化得楔形量与转弯半径关系公式： (1500-△/2)/(R-3000)=(1500+△/2)/(R+3000) R=9000000/△ 将管片拼装的最大楔形量△=38mm代入上式计算得此转弯环管片的理论最小转弯半径为：R=236842mm。

管片楔形量计算

管片楔形量计算 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

管片楔形量 一、管片楔形量计算 护盾式TBM（含盾构）在曲线段施工和蛇行修正时，需要使用楔形管片环，楔形管片环分为左转环及右转环。蛇行修正用楔形管片环的数量，会因工程区域内所包含的缓曲线和急曲线区段的比例、有无S形曲线等的隧道线路、影响TBM（含盾构）操作稳定性的周围围岩的情况而不同。通常，蛇行修正用楔形管片环数量大概是直线区间所需管片环数的3%～5%，可通过线形计算。 楔形量除了根据管片种类、管片宽度、管片环外径、曲线外径、曲线间楔形管片环使用比例、管片制作的方便性确定外，还应根据盾尾操作空隙而定。根据区间隧道线形，其最小半径为350m，建议曲线拟合采用楔形量38mm的楔形管片环，模拟线形采用标准环、左转环和右转环组合的方式。 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 （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）结合青岛市地铁1号线工程具体情况，TBM施工区段线路最小曲线半径为350m，按最小水平曲线半径R=350m计算，楔形量△=38mm，楔形角β=°。 楔形量与转弯半径关系（如图）的计算公式如下：

曲线中心 图楔形量与转弯半径关系图 根据圆心角的计算公式： X＝180L/πR 式中： L——段线路中心线的长度(mm)， R——曲线半径(mm)， X——圆心角。 将圆心角公式代入得， 180×(1500-△/2)/[π×(R-3000)]=180×(1500+△/2)/[π×(R+3000)] 简化得楔形量与转弯半径关系公式： (1500-△/2)/(R-3000)=(1500+△/2)/(R+3000) R=9000000/△ 将管片拼装的最大楔形量△=38mm代入上式计算得此转弯环管片的理论最小转弯半径为：R=236842mm。

大 型通用楔形管片拼装施工技术

大型通用楔形管片拼装施工技术 盾构网https://www.wendangku.net/doc/8514310870.html,(2008-11-25) 新闻来源：上海隧道工程股份有限公司 摘要：通用楔形管片作为一种较先进的隧道衬砌形式，在盾构法施工中能够较好地控制隧道掘进轴线和管片成环质量。文章以上海市上中路隧道工程大型通用楔形管片的应用为例，介绍了通用楔形管片的设计理念和特点、全圆周错缝拼装的施工方法以及施工中控制管片质量的方法。 关键词：隧道；通用楔形管片；错缝拼装；施工技术 1 工程概述 上海市上中路隧道工程位于徐汇区和浦东新区内。该工程西起上中路～龙川路交叉口东侧，与中环线南段上中路衔接；东至浦东规划华夏西路～公园大道交叉口西侧，与中环线南段华夏西路衔接，是连接浦东、浦西的交通枢纽工程和重要的地下生命线工程。 本越江通道工程共设南线和北线2条隧道，为双管双层双向8车道隧道工程，工程以南线上层、北线下层车道作为主线控制中心线。其中盾构法圆隧道南线起始里程为SK1+850.0m，终止里程为SK0+580.0m，全长1270m。北线起始里程为NK0+582.853m，终止里程为NK1+856.908m，全长1274.055m。隧道工程采用一台Ф14870mm 泥水平衡式盾构机掘进施工。隧道最大坡度为4.50%，曲线转弯达12段，最小平曲线半径为R1000m。 在本次盾构施工中，我们采用通用楔形管片的形式作为隧道衬砌，在满足隧道曲线的基础上，保证了隧道环面的质量。 2 通用楔形管片的特点 2.1 普通隧道衬砌管片 目前在盾构施工中，隧道衬砌直线段一般采用等宽的普通圆环，在平面曲线和竖曲线段则采用不同的楔形圆环对隧道轴线进行拟合。整条隧道就需要设计和加工左转、直线、右转以及特殊形式的圆环，同时，由于管片楔形量是固定的，从而不利于在盾构施工中对隧道轴线的精准控制。而管片拼装一般采用通缝拼装和错缝拼装两种形式。错缝拼装要求在拼装时旋转一定的角度避免通缝，有利于衬砌本身传递圆环内力，且错缝拼装的隧道比通缝拼装的隧道整体性强，圆环可以近似按匀质刚度考虑。但在通常的隧道衬砌施工中，错缝拼装的形式比较单一，且管片的旋转角度相对固定(一般只能旋转3个角度，左右20度角范围内)。 2.2 通用楔形管片 本工程隧道管片外径14500mm，内径13300mm，环宽2000mm，管片厚度600mm。每环由10块管片构成。其中标准块7块(S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7)，邻接块2块(S8，S9)，封顶块1块(S10)。普通衬砌环由钢筋砼管片构成，砼强度等级为C55，抗渗等级为1.2MPa，钢筋采用HPB235级、HRB335级钢。管片环与环之间用38根M27的斜螺栓相连接，每环管片块与块间以20根M36的斜螺栓连接。具体管片构造详见图1。

地铁隧道常用管片特点与选型计算

地铁隧道常用管片特点与选型计算 （王国义中铁十三局集团第二工程有限公司，广东深圳 518083） 内容提要：盾构作为地铁隧道施工的主要设备在中国迅速发展，管片作为地铁隧道的永久衬砌应用非常广泛，管片选型的好坏直接影响到地铁隧道的精度和质量，甚至达到隧道重新修改设计线路的严重后果。从现在最常用管片的特点开始着手，着重讲述现今应用普遍的等腰梯形转弯环管片的楔形量计算、管片排版计算及盾构管片选型依据，首次提出根据实际拼装管片和设计隧道中心线的偏离值与盾构自动导向系统生成管片的偏差相比较，校核人工测量和盾构自动导向测量的准确性理论，对地铁盾构施工有一定的指导作用。 关键词：管片；转弯环；楔形量；选型；校核 1 引言 在国内各大城市地铁隧道工程中，目前已越来越多地开始使用盾构来掘进区间隧道，用预制钢筋混凝土管片[1]作为永久衬砌。成型管片的质量直接关系到隧道的质量，而隧道的成型质量直接受到管片选型好坏的影响。这就需要在盾构施工中掌握管片技术参数及管片楔形量计算知识，达到能够灵活选用盾构[2]管片，保证盾尾间隙和管片成型质量之目的，同时实际成型隧道位置是否正常直接影响到隧道的最终验收及使用。 2 常用地铁管片的特点 目前在地铁隧道盾构施工中，各个大中城市主要采用标准环和转弯环管片对设计隧道平纵曲线拟合，管片一般分为标准环、左转弯环、右转弯环三种管片，每环管片一般由六块管片组成，三块标准块，两块邻接块，一块封顶块，由盾构上的拼装机[3]拼装成一个整环(如图1)。 2.1 地铁常用管片技术参数(如表1) 表1 地铁常用管片技术参数

图1 右转弯环管片示意图 2.2 管片拼装点位的分布 管片成型的隧道为了能够达到很好的线形，完成隧道的左转弯、右转弯、上坡、下坡等功能，需要使用不同的楔形量管片[4]，这就要求转弯环管片有不同的位置来达到此目的。 现在常用的地铁管片一般采用错缝拼装，有10个点位，来达到转弯所需要的不同楔形量。管片拼装点位是以封顶块的中线位置来叙述的(管片拼装点位如图2)，转弯环不同的拼装点位在平曲线中有不同的楔形量，达到不同的转弯半径[5]。 为了能够顺利拼装管片，左转弯环或右转弯环一般拼装1、2、3、8、9、10这六个点位。 83 图2 管片拼装点位图 2.3 管片楔形量的计算

管片选型与拼装

管片选型与拼装 昆明地铁晓东村至世纪城站区间，沿途经过华洋五金机电城，雨龙村等，城中建筑多为二至七层结构。我们在管片拼装时主要面临着350m小半径的难题，在管片选型我们要时刻注意油缸的行程与盾尾间隙，在推进的过程中还要考虑转弯对管片的损害。 在这个区间我们的管片采用的时候通用型管片，所以我们在管片选型时可以不用考虑选用左弯环、右弯环或者是通用环。每一环共有6块管片，分别为B1\B2\B3\L1\L2\K块，管片的最小楔形量为零，最大楔形量为37.2mm。盾构机共有16组油缸，其中K块由一个油缸顶着，其余每块由三组油缸顶着。在盾构机推进的过程中盾体接着管片的反作用力前进。所以管片的拼装决定着盾构机的姿态以及盾构机的走向。管片是在尾盾进行拼装，所以在盾构机推进时，不合理的拼装会与尾盾有摩擦，有肯能将管片损坏。所以在拼装管片时，管片应该尽量垂直于盾构机轴线，使盾构机的推进油缸的撑靴能垂直贴在管片上，这样可以使管片受力均匀，掘进时不会事管片破损。同时也要兼顾管片与盾尾的间隙，使其控制在55mm，这样的缘由有以下两点：第一、盾尾间隙过大，在同步注浆时由于注浆的压力在3bar左右，浆液容易将盾尾脂冲破，造成漏浆，空隙填充不饱满，地面一起沉降；第二、盾尾间隙过小，盾尾上的盾尾刷紧贴管片，在推进过程中，盾尾刷在前进，容易将盾尾刷刮坏，造成漏浆，或者将管片损坏，在盾尾托出管片时地下水从管片破损处流进，后果不堪设想。盾构机在推进时应该尽量根据设计路线进行掘进，避免产生不必要的偏差。在实际掘进过程中，盾构机因为地质不均，推理不均等原因，盾构机的姿态经常会偏离隧道的设计路线，当盾构机在偏离设计路线进行纠偏时，要特别注意管片型号的选择，避免因为盾尾间隙过小造成管片的破损。如果盾构机偏离设计路线时，在纠偏的过程中不要过急，为了保证盾尾密封，盾尾钢丝刷密封工作的良好，同时也为了保证管片的不受损坏，纠偏过程不应该有太大的调整，一环的纠偏值应该控制在8mm内，否则管

盾构隧道设计基本概念

盾构隧道设计基本概念 1盾构管片的几何设计 1.1隧道线形的选择—平纵断面的拟合 隧道的中线是由直线及曲线组成。设计常常采用楔形衬砌环（见图1-1），来实现盾构隧道在曲线上偏转及纠偏，楔形衬砌环最大宽度与最小宽度之差称为楔形量。一般来说，楔形量的确定具有经验性，应考虑管片种类、环宽、直径、曲线半径、曲线区间楔形管片环使用比例、管片制作的方便性、盾尾操作空隙因素综合确定；管片楔形量还必须为施工留出适当的余裕。如下图所示，阴影部分是管片的平面投影图，圆弧是隧道设计中心线，圆弧中心点O1是隧道的转弯半径所在的中心点，O2是理论上能拼出的最小转弯半径时的圆心，则O2P＜O1P。 a）普通环b）单侧楔形环c）两侧楔形环 图1-1 楔形衬砌环（β-楔形角、△-楔形量） 图1-2 楔形量与转弯半径示意图 日本曾统计管片外径与楔形量的相关关系，如下图所示。

图1-3 楔形量的施工统计 《盾构工程用标准管片（1990年）》规定管片环外径与楔形量的关系如表1-1所示。 表1-1 楔形量与管片环外径的关系 目前，多采用楔形衬砌环与直线衬砌环的组合、左右楔形衬砌环以及通用型管片。 1.1.1标准环+楔形环 管片拼装时，根据隧道线路的不同，直线段采用标准环管片，曲线段采用楔形管片（左转弯环、右转弯环）用于隧道的转弯和纠偏。楔形环的楔形角由标准管片的宽度、外径和施工曲线的半径而定。采用这类管片时，至少需三种管片模具，即标准环管模、左转弯环管模和右转弯环管模。 a）直线段b）曲线段 图1-4 标准环+楔形环拟合线路 通常，以短折线拟合曲线，在设计时常以2标准环+1楔形环来拟合；不得以（极端困难）时，以1标准环+1楔形环来拟合。

盾构始发技术交底-上传重点

福州市轨道交通2号线工程 施工单位：合同号： 监理单位：编号： 技术交底记录 B.0.27

二、盾构始发人员安排 表-1盾构始发施工人员任务划分表 序号岗位白班夜班主要工作内容 1 生产调度 负责协调地面及隧道盾构施工所有工序生产工作，紧急情况下启动应急 预案 2 技术负责人负责盾构掘进施工中各掘进技术参 数的控制 3 值班安全员负责现场安全巡查，制止相关违规作业，警戒安全事故现场 4 值班技术员 监督现场按照技术方案或上级指令的掘进参数施工，洞门密封装置的保 护和加强 5 掘进班（机）长管理协调隧道运输、掘进、设备保养 等工作 6 盾构主司机盾构掘进及设备维保 7 管片拼装手管片拼装、台车、电瓶车轨道延伸、 管片吊运等 8 同步注浆负责人负责同步注浆及管道疏通、砂浆罐清理工作，盾构盾体径向注浆 9 二次注浆负责人负责二次注浆及管道疏通、浆液制备，洞门预留孔注浆 10 拌合站负责人负责拌合站砂浆制备等地面管理工 作 11 地面辅助负责人负责地面协调，各材料、物资的吊装 12 机电维修负责人负责盾构机配套设备的机电维保工作，同时负责二次密封板焊接 13 物资仓库负责人负责各种材料物资（应急物资）的发 放及领用 三、盾构始发施工技术措施 1、端头加固处理及检测： 桔园洲站始发端头加固采用800mm厚素砼地下连续墙+基坑内Φ850@600三轴搅拌桩+靠基坑侧Φ800@600三重管高压旋喷桩密贴地墙止水，同时在加固范围内布置4口降水井，进行辅助降水。端头加固平面布置如下图： 始发端头加固平面图始发端头加固断面图端头井地基加固完成后，盾构始发前在洞门开挖轮廓线范围内打检查孔，检查加固效果，

第4讲 管片选型与盾构姿态控制

盾构施工关键构关技术讲座之四 管片选型与盾构姿态控制 讲座人：张厚美 广市盾建地程有公 广州市盾建地下工程有限公司2011---2011729

管片选型与盾构姿态控制 本节主要内容： 管片的拟合计算 4.1 管片的拟合计算 4.1 如何进行管片选型 4.2 4.2 如何进行管片选型 管片下井与拼装 4.3 管片下井与拼装 4.3 盾构机姿态测量及控制 4.4 盾构机姿态测量及控制 4.4 广州盾建2

预备知识——衬砌环类型 为了满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇行纠偏的需要，应设计楔形衬砌环。目前国际上通常采用的衬砌组合类型有种衬砌环组合类型有三种。 A 、直线衬砌环与楔形衬砌环的组合采用楔形衬砌环与直线衬砌环的 优选及组合进行线路拟合包括左优选及组合进行线路拟合，包括左 转弯、右转弯楔形衬砌环及直线衬 砌环由于采用的衬砌环类型不完砌环。由于采用的衬砌环类型不完 全确定性，所以给管片供应带来一 定难度16:38广州盾建3定难度。

B ）通用型管片 目前欧洲较为流行通用管片 。它只采用一种类型的楔形 衬砌环，管片衬砌环是可以 °360旋转。国内深圳地铁首 次采用通用管片。由于它只 需种管片类型可降低管需一种管片类型，可降低管 模成本，但是通用管片拼装 难度较高需要有经验的盾难度较高，需要有经验的盾 构机操作人员。 16:38 广州盾建4

）左右楔形衬砌环之间相互组合C）左、右楔形衬砌环之间相互组合 这种管片组合形式，国内在南京地铁施工中首 次使用。根据线路偏转方向及施工纠偏的需要 ，设计左转弯、右转弯楔形衬砌环，在直线段 通过左转弯和右转弯衬砌环对应组合形成 通过左转弯和右转弯衬砌环一一对应组合形成 直线。设计时根据线路条件进行全线衬砌环的 排列，以使隧道设计拟合误差控制在允许范围 之内。盾构推进时，依据排列图及当前施工误 之内盾构推进时依据排列图及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。 16:38广州盾建5

浅谈通用环管片纠偏

浅谈通用环管片纠偏 发表时间：2017-07-12T13:43:15.167Z 来源：《防护工程》2017年第5期作者：汪凯杨飞[导读] 本文从盾构姿态、管片姿态、设计轴线三者之间的空间关系出发，结合通用环管片基本参数。 西安市地下铁道有限责任公司陕西西安 710018 摘要：通用环管片是盾构隧道衬砌结构的一种形式，即每一环都是楔形环。它利用不同拼装点位具有不同的管片超前量，进行拟合设计线路中的直线和曲线要素。本文从盾构姿态、管片姿态、设计轴线三者之间的空间关系出发，结合通用环管片基本参数，研究了盾构纠偏过程中的管片排版，提出分类纠偏思路，对现场实际纠偏操作具有指导作用。关键词：盾构隧道；通用管片；排版；纠偏。 一、引言 目前国内地铁盾构隧道衬砌管片主要有两种形式，即普通环形式和通用环形式，通用管片形式在欧洲得到普遍应用，并逐渐成为国内大中型盾构隧道设计中优先考虑的衬砌形式[1]。根据通用环管片的特性，它可以在三维空间内对线路进行环环拟合，不需要采用楔形贴片来拟合竖曲线，故而能使隧道线路更加平顺自然。 二、工程概况 栎社新村站～鄞州大道站区间设计起点里程为SK2+693.500，终点里程为SK4+154.774，全长1461.274双线米，采用日本小松6250盾构机进行施工，导向系统为演算工坊测量系统。隧道埋深5.8m～21.6m，线间距13～15m，线路最大纵坡为27‰，最小平曲线半径380m，隧道外径6.2m。本区间采用通用环管片为隧道的衬砌结构，内径为5500mm，外径为6200mm，厚度为350mm，环宽为1200mm。隧道衬砌采用错缝拼装方式，楔形衬砌环设计为双面楔形环，最大楔形量为37.2mm，每环楔形角20'37.59"，共有16个拼装点位(如图1所示)，管片环缝采用凹凸榫槽结构。 根据通用环管片的设计参数可以推算出其基本参数，如表1所述： 三、影响纠偏的因素 盾构隧道在施工时，往往会因为某些原因，造成施工线路与设计线路存在偏差，这时就需要进行纠偏作业。在研究纠偏之前，首先须明确隧道设计轴线、管片成型轴线、盾构施工轴线之间的空间几何关系（图2）。其次，根据现场实际状况分析具体问题，制定出可操作的纠偏措施。

大直径通用楔形管片拼装技术

大直径通用楔形管片拼装技术
张毅 1 徐贤宇 2 荣亮 3
（1．中铁隧道股份有限公司，河南郑州 453000；2．中铁隧道集团科研所，河南洛阳 471009） 摘要：武汉长江隧道是我公司第一个大直径泥水盾构过江隧道工程。盾构隧道管片外径
11000mm，内径 10000mm，管片环宽 2000mm，采用双面楔形的通用管片，楔形量为 55mm，采用 9 块等分“大楔型封顶”分块形式。管片拼装的质量直接影响到盾构掘进工程的安全、进度和隧道整 体的防水质量。为了保证盾构安全顺利的完成隧道掘进，本人对管片拼装的技术和遇到问题的解决 办法加以研究总结。
关键词：盾尾间隙 点位选取 管片安装 管片旋转 管片椭圆 质量保证
Large-diameter General Wedge Segment Assembly technology
Zhang Yi1,Xu Xian yu2,Rong Liang3 （1．China Railway Tunnel Stock Co, Ltd., Xinxiang 453000, He’nan；2．China Railway Tunnel
Group Scientific Research Institute, Luoyang 471009, He’nan） Abstract: The Wuhan Yangtze River Tunnel is the first company of large diameter shield muddy river tunnel project. Shield Tunnel-diameter 11000 mm, diameter of 10000 mm, the ring-width 2000 mm, using double-sided wedge of the Universal film, for the wedge of 55 mm, using nine sub-"big wedge-shaped cap" block form. The quality of the films assembled a direct impact on the security shield tunneling projects, progress and the overall water quality of the tunnel. In order to ensure the smooth completion of safety shield tunnel boring, I assembled the film's technical problems and solutions to summarize. Key words: Mei space shield，Select the Point，Installation Segment，Segment
Rotation，Segment Elliptic，Quality Guarantee.
1. 概况
本工程施工中，采用错缝拼装通用楔形管片。拼装方式采用错缝拼装。即通过旋转调整管片位 置，满足隧道设计轴线要求(曲线)，同时使隧道纵向连接缝不在同一直线上。错缝拼装具有圆环管 片接缝刚度分布趋于均匀、圆环整体刚度高、接缝及整体结构变形小等优点。采用通用楔形管片通 过管片的精确定位，提高了管片的拼装质量，且管片型号单一，便于管片的储存、运输及施工管理。 盾构隧道管片外径 11000mm，内径 10000mm，管片环宽 2000mm，采用双面楔形的通用管片，楔形量 为 55mm，采用 9 块等分“大楔型封顶”分块形式。每环管片由一环封顶块 F(小封顶块 1/3 纵向插入)、 两块邻接块 L 和 6 块标准块 B 构成。环宽 2m，厚度 500mm，楔形管片的楔形量为 2×25.0＝50mm。 环与环间以 38 根 M30 的纵向斜螺栓相连，块与块间以 30 根 M36 的环向斜螺栓相连。管片拼装的质 量直接影响到盾构掘进的安全质量、进度和隧道整体的防水质量，因此为确保盾构快速顺利的完成 掘进，对管片拼装技术进行系统的研究。
2.拼装前的质量检查
盾构掘进完成后要将安装的管片就位并清理干净，同时检查运至作业面的管片是否和工程 师下达的本环管片指令类型相同；管片是否有破损、掉角、脱边以及裂缝；止水条、衬垫和自 粘性橡胶薄板等是否有起鼓、隆起、断裂、破损和脱落等现象，止水条是否部分已失效。
3.F 块点位选取

浅谈通用型楔形管片

摘　要：盾构隧道主体结构是由一系列预制的钢筋混凝土管片排列而成的。而管片的选型、拼装不仅会影响盾构机的姿态、设计线路，同时还会造成成型的隧道管片出现破碎、漏水等影响隧道后期使用的问题。所以做好管片的选型、拼装尤为重要。本文结合宁波市轨道交通一号线一期工程某区间使用的通用型楔形管片的工程实例，对通用型楔形管片的选型、拼装进行了分析研究，并提出了控制措施。 关键词：通用型；楔形管片；选型；拼装；控制；措施 DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2011.23.022随着社会经济的发展城市人口增多、规模变大，现有的城市交通已经不能满足城市发展的需要。经济发达的城市开始修建地铁工程，盾构施工技术普遍应用于地铁工程中。盾构法施工的隧道衬砌方式有两种：单层装配式衬砌和多层混合式衬砌。在盾构施工中，主要采用单层装配式衬砌，衬砌为预制的钢筋混凝土管片，它们构成了盾构隧道的主体结构并承受四周土体的荷载。 盾构隧道是由一系列管片排列而成的，可以看成一组短折线的集合，近似地拟合成实际线路。由于采用短折线来代替光滑曲线，实际的线性和设计线性不能完全吻合，两者之间存在一定的偏差。传统的普通管片对于平面曲线可以通过转弯环来模拟，但对于竖曲线，只能够通过粘贴楔形衬垫来拟合，粘贴工作费时费力，可控 性差。而且，由于加大了环缝间隙，降低了弹性密封垫的压缩率，也不利于防水。通用型楔形管片可以通过封顶块位置的改变，即选择不同的拼装点位来达到转弯或竖曲线的目的，使得管片的选型灵活多变，随意性较大。但是不可避免的封顶块位置也需要根据实际情况相对变换，对设备选型和管片的选型及拼装提出了一定的要求。本文结合宁波市轨道交通一号线一期工程某区间使用的通用型楔形管片的工程实例，对通用型楔形管片的选型、拼装进行了分析研究，并提出了控制措施。 1 管片设计概述 本项目盾构区间采用的是预制钢筋混凝土管片，管片外径6200mm，内径5500mm，宽度1200mm，厚度350mm。每环管片纵向共16只M30螺栓，环向共12只M30螺栓。按照隧道埋深不同，管片配筋相应有差别，按照隧道埋深不同将管片分为P1、P2、P3三类，即浅埋、中埋、深埋环，浅埋覆土厚度h ≤11m，中埋11

管片楔形量计算

管片楔形量 、管片楔形量计算 护盾式TBM （含盾构）在曲线段施工和蛇行修正时，需要使用楔形管片环，楔形管片环分为左转环及右转环。蛇行修正用楔形管片环的数量，会因工程区域内所包含的缓曲线和急曲线区段的比例、有无S形曲线等的隧道线路、影响TBM （含盾构）操作稳定性的周围围岩的情况而不同。通常，蛇行修正用楔形管片环数量大概是直线区间所需管片环数的3%?5%,可通过线形计算。 楔形量除了根据管片种类、管片宽度、管片环外径、曲线外径、曲线间楔形管片环使用比例、管片制作的方便性确定外，还应根据盾尾操作空隙而定。根据区间隧道线形，其最小半径为350m,建议曲线拟合采用楔形量38mm的楔形管片环，模拟线形采用标准环、左转环和右转环组合的方式。 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 （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）结合青岛市地铁 1 号线工程具体情况，TBM 施工区段线路最小曲线半径为350m，按最小水平曲线半径 R=350m计算，楔形量厶=38m m，楔形角B =°。 楔形量与转弯半径关系（如图）的计算公式如下：

根据圆心角的计算公式： X = 180L/ n R 式中： L 段线路中心线的长度(mm), R ――曲线半径(mm)， X ――圆心角。 将圆心角公式代入得， 180X (1500-△/2)/[ nX (R-3000)]=180X (1500+A /2)/[ nX (R+3000)] 简化得楔形量与转弯半径关系公式： (1500-A /2)/(R-3000)=(1500+^ /2)/(R+3000) R=9000000^ 将管片拼装的最大楔形量△ =38mm 代入上式计算得此转弯环管片的理论最 小转弯半径为： R=236842mm 。 曲线中心 图楔形量与转弯半径关系图

管片选型及拼装作业指导书

管片选型及拼装作业指导书 1.目的及范围 编制管片的选型及拼装施工技术措施，对施工做以指导，保证管片的拼装质量，达到施工及验收要求。 目前国内常见的管片形式为通用环和标准环加左、右转弯环管片。因此，主要介绍这两类型管片的施工技术。 2.编制依据 2.1 管片设计要求； 2.2 适应隧道设计线路； 2.3 适应盾构机的姿态。 3.职责 管片拼装职责表 4.施工工艺、方法及主要技术措施 4.1 施工工艺及流程

通过合理的管片选型使管片错缝拼装。 4.2.1 管片的拼装点位 4.2.1.1 通用性管片 管片为双面楔形通用管片，衬砌环纵采用12根弯螺栓连接，环缝采用16根弯螺栓连接。 根据管片环向16个螺栓孔，将管片按照钟表的方向平均分为16个点位，通过管片的选型，以达到错缝拼装的要求。 表4.2.1-1 管片拼装点位表

4.2.1.2 标准环加左、右转弯环管片 管片为双面楔形通用管片，衬砌环纵采用12根弯螺栓连接，环缝采用10根弯螺栓连接。 根据管片环向10个螺栓孔，将管片按照钟表的方向平均分为10个点位，通过管片的选型，以达到错缝拼装的要求。管片的点位可划分为两类，一类为1点、3点、5点、8点、10点；二类为11点、2点、4点、7点、9点，同一类管片不能相连。 表4.2.1.2-1 管片拼装点位表 鉴于管片拼装的规律性，所以盾构施工前必须对隧道管片做好排序，并根据设计，模拟出联络通道和泵房位置，管片拼到联络通道处时，点位要正好和设计点位符合，否则联络通道位置会被改变。 管片排序时，要优化洞门的长度，在武汉洞门长度要求在400mm～800mm，一环管片的长度是1500mm，在条件允许的条件下，通过调整始发负环的位置，把每节隧道两端的洞门长度之和控制在1500mm以内，当隧道长度除以管片长度的余数大于两倍最小洞门宽度800mm（各地洞门的最小宽度要求不同）时，就取余数的一半为洞门长度。

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：优点一简化施工控制，减少管片选型工作量；缺点一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

（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P =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: P 二L/R=0.6 △总=(R+D/2) P - (R-D/2) P =3720mm 由△总计算出需用楔形环数量: n1= △总/ △=100 标准环数量为: n2= (L-n 1*B ) /B=125 标准环和楔形环的比值为: u=n2: n1=5:4 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。 3) 管片实际拼装位置排版 管片拼装采用错缝拼装。

盾构隧道转弯环管片在缓和曲线上的排版

盾构隧道转弯环管片在缓和曲线上的排版 （中铁十一局集团第四工程有限公司于洪） 【内容摘要】：盾构施工在缓和曲线上的管片选型排版直接关系到在圆曲线上盾构机的姿态控制，现以某区间缓和曲线段管片的选型排版为例，对管片在缓和区线段的选型排版方法进行总结介绍，以便在今后盾构施工进行借鉴和指导。 【关键词】：盾构转弯环缓和曲线排版 一、引言 目前盾构工程在地下铁路施工中应用越来越多，由于曲线的存在就要用标准环与转弯环配合使用，以适应线路的走势。曲线是由一条圆曲线和两条缓和曲线组成。对于圆曲线的管片排版已有了相对较为成熟的理论。而缓和曲线上的管片排版以往通常是根据盾构机VMT来选择，没有成型的理论支持，为此，结合测量理论和弯环管片的实际探索出在缓和曲线上准确选择弯环管片理论排版的方法，介绍给大家，供参考和借鉴。二、缓和曲线理论 按线路的前进方向，直线与缓和曲线的连接点称为直缓点，依次类推其余各点分别为缓圆点、圆缓点、缓直点，分别记为ZH、HY、YH、HZ。其相对关系见图1及图2。 图1 曲线要素示意图

图2 缓和曲线图 由2 2S L RL β= (rad) 可得 L =β――为缓和曲线上任一点P 处的切线角； L S ――任一点P 所对应的切线长 当L S =L 时，即可得出β=L/2R 02L R β= (rad) 。 2.1.弯环管片偏转角计算 依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角关系可知： 图3 标准环、转弯环关系图 θ=2γ=2arctg δ/D 式中： θ—转弯环的偏转角 δ—转弯环的最大楔形量的一半 D —管片直径

将数据代入得出θ＝0.3629o 三、缓和曲线上转弯环管片用量计算 在缓和曲线段内，缓和曲线切线角β与一环转弯环的偏转角θ的比值即为曲线上所需管片的数量。现以某区间右线JD8为例进行计算。 某区间管片技术参数如下： 管片长度：1500ｍｍ；管片内径：5400ｍｍ； 管片厚度：300ｍｍ；管片外径：6000ｍｍ； 转弯环楔形量：38ｍｍ； 右线JD8的曲线要素如下： 由相关数据计算可得： N=β/θ=10.53(环) N——单条缓和曲线需加设的弯环管片用量 由此可以看出在JD8的单条缓和曲线上需放10.53环转弯环管片，但是管片都要成环拼装，0.5环就要和圆曲线组合综合考虑了，整条曲线的弯环数按取整数进行取舍，如果有不足一环的管片存在，就可以多拼出一个转弯环，而不能少拼，即拼66环。四、缓和曲线上转弯环管片位置确定 考虑切线角β累计超过转弯环偏转角θ的一半时即应该放置一个转弯环管片，可以计算出当β＝0.5θ、1.5θ、2.5θ、3.5θ……时所对应曲线长，即将每一个弯环所对应的曲线长度逐个计算出来。再通过曲线位置计算出转弯环在线路上的具体里程。从表中可以清楚的看出每个转弯环管片准确的位置。

36.2楔形量计算法的盾构管片选型.doc

行文区间左线管片选型 一、曲线半径使用管片计算 1.转弯环偏角计算（ xx） θ＝2× arctg（δ /D）＝ 2× arctg（）＝ 0.3457 °缓和曲线偏角 β1＝＝ 1.2898 ° β2＝＝ 1.2898 ° 圆曲线偏角 α0＝αA－（β1＋β2）＝ 4.77 －°（ 1.2898 ＋°1.2898 ）°＝ 2.1904 °式中： A——平曲线的总转角 缓和曲线中转弯环的数量 N1＝β 1/ θ +β＝2/1θ.2898 ／°0.3457 ＋°1.2898 ／°0.3457 ＝°7.46 环≈8环左转缓和曲线中标准环的数量 M1＝（ l1＋l2）／ 1.5－N1＝（ 45＋45）／ 1.5－8＝60-8=52 环 圆曲线中转弯环的数量 N2＝α 0/ ＝θ2.1904 /0°.3457 ＝°6.33 环≈7环左转 圆曲线中标准环的数量 M2＝［ Ls－（ l1＋l2）］／ 1.5－N2 ＝［ 128.194－（ 45＋45）］／ 1.5－7 ＝26-7=19 环

2.转弯环偏角计算（右转） θ＝2× arctg（δ /D）＝ 2× arctg（）＝ 0.3457 °缓和曲线偏角 β1＝＝ 1.2898 ° β2＝＝ 1.2898 ° 圆曲线偏角 α0＝αA－（β1＋β2）＝ 4.6555 －°（ 1.2898 ＋°1.2898 ）°＝ 2.0759 °式中： A——平曲线的总转角 缓和曲线中转弯环的数量 N1＝β 1/ θ +β＝2/1θ.2898 ／°0.3457 ＝°3.7 环≈4环右转 缓和曲线中标准环的数量 M1＝l1／1.5－N1＝45／1.5－4＝30-4=26 环 ZDK27+181.92--ZDK27+179.218有 2 环为右转弯环。 纵断面坡度调整转弯环数量 S1a＝V/B＝ 2‰／tg θ＝环≈1环 曲线范围内坡度调整转弯环数量 Sa＝37／202× 1≈1环 纵断面坡度调整转弯环数量 S1b＝V/B＝24.2 ‰／tg θ＝≈4环 曲线范围内坡度调整转弯环数量