盾构管片生产中气泡和裂缝的防治

盾构管片计算方法研究

盾构管片计算方法研究 摘要：随着我国经济发展,各大中大城市建造大规模的公路、过江隧道及城市地铁隧道,盾构隧道由于其地层适应性强、施工便利、节约地下空间资源、降低工程造价，最大限度地减少对城市其他设施的影响等方面的独到的优势而逐渐在地铁、市政等工程建设中得到广泛应用。本文结合某盾构隧道工程情况，对盾构管片计算方法进行研究分析，以期对行业发展有所参考意义。 关键词：盾构轨道；管片计算；自由变形圆环法；弹性地基梁法 1、引言 近年来,我国开始了大规模的公路过江隧道及城市地铁隧道的建设工作。由于盾构隧道施工技术可以最大限度地减少对城市其他设施的影响,所以正逐渐成为地铁隧道施工的主流技术。在我国,上海是较早使用盾构隧道施工技术的城市,北京、广州、南京、深圳等城市在地铁施工中开始使用盾构技术,盾构技术是一项正在兴起的新技术。对于这一新技术的应用,存在着机械、设计、施工等多方面的问题,而本文主要是针对管片计算方法的问题进行了一些分析研究。管片设计是盾构隧道结构设计中比较关键的一环,管片设计的成败直接关系到工程的安全、造价及使用,关于盾构隧道管片设计方法,由于国内尚无统一的设计规范,很多设计、施工单位根据机械制造商(国外厂商)所提供的方法进行设计,有的情况下是凭借上海等地铁盾构隧道实例进行模仿设计。 2、主要研究内容 本文采用多种研究方法，对盾构隧道结构计算模型、各项计算参数的敏感性以及盾构隧道纵向结构计算进行了系统研究。主要内容如下： （1）针对荷载-结构模型中不同断面和不同地质条件下的垂直土压力取值及拱肩土压力、水压力作用方式等，分析了不同条件下盾构隧道的力学特征。 （2）分别对荷载-结构模型中衬砌结构对土层侧压力系数、地层抗力系数及管片接头刚度的敏感性以及连续介质模型中衬砌结构对地层弹性模量、泊松比、荷载释放系数、衬砌环刚度有效率等计算参数的敏感性进行了研究，并对各参数的取值方法和取值范围进行研究。 （3）通过对不同的盾构隧道管片分块及环宽进行力学计算，分析不同盾构管片分块方案及环宽对隧道内力的影响。

盾构管片修补方案设计

地铁6号线盾构施工第二合同段文化中心站～乐园站 管片修补施工方案 编制： 审核： 审批： 城建隧道股份

2016年8月

目录 1、编制依据........................................................... - 1 - 1.1 编制原则.......................................................... - 1 - 1.2 编制依据.......................................................... - 1 - 1.3编制围............................................................. - 1 - 2、工程概况........................................................... - 1 - 3、管片修补........................................................... - 2 - 3.1衬砌管片要求....................................................... - 2 - 3.2管片进场验收与存放................................................. - 2 - 3.3管片损坏的原因..................................................... - 3 - 3.4管片修补方法....................................................... - 3 - 4、技术质量保证措施................................................... - 6 - 5、施工组织情况....................................................... - 6 - 6、管片修补后的验收标准............................................... - 7 -

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

管片修补方案

目录 一、编制说明 (1) 二、进场验收与存放 (1) 1、进场验收与评定 (1) 2、管片存放 (1) 三、管片修补分类与目的 (2) 四、管片修补方法 (2) 1、修补前的准备工作 (2) 2、修补材料与配合比 (2) 3、地面管片修补 (3) 4、隧道内管片修补 (4) 五、技术质量保证措施 (5) 1、技术保证措施 (5) 2、原材料的控制 (5) 3、后期养护措施 (5) 4、操作工艺控制 (5) 六、施工组织情况 (6) 七、管片修补后的验收标准 (6)

一、编制说明 在管片运输、吊运、拼装过程中，由于自然碰撞、人为疏忽及拼装挤压等原因，管片将出现一些破损、裂缝和缺角掉边的问题，为保证管片外观质量及外防水的要求，根据?地铁工程质量检验标准?(土建部分)和盾构区间钢筋混凝土管片制作说明的要求，对管片出现一些破损、裂缝和缺角掉边进行修补，特编制管片修补方案。 二、进场验收与存放 1、进场验收与评定 管片进场首先由质量人员进行验收并记录后，方可视其质量状况决定是否吊卸。根据与监理、管片厂技术人员协商，管片依据破损情况划分为：合格、现场修补、退回管片厂修补和直接废弃四种。其具体标准如下：①外观整体完好无损，符合规范及设计要求，且没有缺角掉边的，定为合格品；②总体外观质量符合要求，仅局部有较小掉角缺边，不影响止水和使用效果的，视为现场修补管片。管片可以吊卸，但须作现场标识且单独存放。③管片外观有较大缺角掉边，影响止水效果的、修补后不影响使用功能的管片，定为退回管片修补类管片。④损伤情况严重、无法进行修复的管片，将视作直接废弃管片，不得进入施工现场。 2、管片存放 管片存放实施分区管理，即施工现场将对于存放在管片区的合格管片和现场修补管片进行分区域存放，不得混合存放，以防止不合格管片被误吊入井下，同时也利于现场操作管理。

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

盾构管片修补方案(建筑类别)

天津地铁6号线盾构施工第二合同段文化中心站～阳光乐园站 管片修补施工方案 编制： 审核： 审批： 天津城建隧道股份有限公司 2016年8月 优质建材#

目录 1、编制依据........................................................... - 1 - 1.1 编制原则.......................................................... - 1 - 1.2 编制依据.......................................................... - 1 - 1.3编制范围........................................................... - 1 - 2、工程概况........................................................... - 1 - 3、管片修补........................................................... - 2 - 3.1衬砌管片要求....................................................... - 2 - 3.2管片进场验收与存放................................................. - 2 - 3.3管片损坏的原因..................................................... - 3 - 3.4管片修补方法....................................................... - 3 - 4、技术质量保证措施................................................... - 6 - 5、施工组织情况....................................................... - 6 - 6、管片修补后的验收标准............................................... - 7 -

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

5800p盾构管片计算程序

线路中边桩坐标正反算程序(2013-9-18) MAIN-PROG(主程序) Lbl 4: 9→DimZ：“1→ZS,2→FS，3→GPZT”?N(选择计算模式，1为正算，2为反算,3为管片姿态计算) N=1=>Goto 1:N=2=>Goto 2:N=3=>Goto 3 Lbl 1: “K=”?S：“PJ=”?Z：Prog “SJ-PM”： Abs(S-O) → W：Prog “SUB1-ZS”： F-90→F ：If F≥360：Then F-360→F :“X=”：Locate4,4,X:“Y=”：Locate4,4,Y: “W=”：Locate4,4,F°：S→K：Prog “SJ-GC”：“H=”：Locate4,4,H◢ Goto 4 (正算-输入待求点里程K=、输入待求点偏距PJ=、显示待求点里程X=、显示待求点里程Y=、显示待求点方位角W=、显示待求点高程H=) Lbl 2:“X=”?X：“Y=”？Y:Prog“SJ-PM”： X→ I： Y→ J：Prog "SUB2-FS"：O+W→S: “K="：Locate4,4, S：“PJ="：Locate4,4, Z ：S→K：Prog “SJ-GC”：“H=”：Locate4,4,H◢Goto 4 (反算-输入实测点X=、输入实测点Y=、显示实测点里程K=、显示实测点偏距PJ=) Lbl 3:“X=”?X：“Y=”？Y：“H=”？→Z[7]：Prog“SJ-PM”： X→I ：Y→ J：Prog "SUB2-FS"：O+W→S:Prog "SJ-PYL"：Prog "SUB4-PYL"：Z-Z[6]→Z[8]：S→K：Prog “SJ-GC”：Prog “SJ-DCHD”：Z[7]-(H-Z[5])→Z[9]：“SP=”：Locate4,4,Z[8]：“GC=”：Locate4,4,Z[9]◢ Goto 4 （管片姿态计算时，输入全站仪实测的平面坐标X、Y以及水准测得的管片底标高H，结果显示平面偏差“SP=”，左-右+，高程偏差“GC=”，高+低-） SJ-PM（子程序名-平面线形数据库）里程从DK44+744.5~DK47+160.091 （直线段）If S ≥44744.5（线元起点里程）:Then 315898.3852→U（线元起点X坐标）：509426.7059→V（线元起点Y坐标）：44744.5→O（线元起点里程）：357057’7”→G（线元起点方位角）：179.775 →H（线元长度）：1×1045→P（线元起点曲率半径）：1×1045→R（线元终点曲率半径）：0→Q（线元左右偏标志：左-1右1直0）：IfEnd （ZH点）If S ≥44924.275（线元起点里程）:Then 316078.0453→U（线元起点X坐标）：509420.2813→V（线元起点Y坐标）：44924.275→O（线元起点里程）：357057’7”→G（线元起点方位角）：20 →H（线元长度）：1×1045→P（线元起点曲率半径）：2000→R（线元终点曲率半径）：1 →Q（线元左右偏标志：左-1右1直0）：IfEnd

盾构隧道管片修补方案

盾构隧道管片修补施工方案 一、编制目的及编制依据 1.1 编制目的 管片结构强度是盾构隧道工程的重要环节，施工中，针对盾构工程的特点，管片在施工过程中易出现破损、崩角等质量通病。采取合理的管片修补措施，确保工程质量达到设计与施工规范要求，特制定此施工方案。 2.2编制依据 （1）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002） （2）混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87） （3）盾构法隧道施工与验收规范（GB50446-2008） （4）其它相关技术文件及图纸等。 二、隧道管片破损机理 引起隧道管片破损的主要原因是吊装或水平运输过程中磕碰；盾构掘进过程中盾构姿态控制不当；拼装过程中违反操作规程。具体可分为以下几类：

1、管片在运输、吊装过程中受挤压、碰撞，缺边掉角； 2、在掘进中盾构姿态控制不当，造成盾尾与管片的间隙过小 或者没有间隙，管片出盾尾时被盾壳拉伤，盾构机姿态调 整时,千斤顶行程差过大而导致受力不均出现管片损坏； 3、管片拼装质量差，螺栓未拧紧，接缝张开过大，以致推进 过程中管片受力不均，造成崩角和破损； 4、千斤顶撑靴顶在管片上不正(盾尾间隙不均匀时)会使管 片内侧或外侧的混凝土破损。 三、管片破损修补措施 1、缺角、崩角管片修补方法（顶部管片）

修补材料:①渗透性聚合物水泥修补砂浆；②高渗透改性环氧防腐涂料；③白水泥；④细砂；⑤聚合物水泥修补砂浆乳液。 修补方式：①对缺损部位凿锚处理，用钢丝刷清除破损部位的残渣，用水清洗干净；②按照乳灰比1：6拌合聚合物砂浆，分层进行修补，每层厚度控制在15mm以内，分层修补时间间隔6～7小时；④面层涂刷3～5mm厚砂浆，砂浆使用高渗透改性环氧防腐涂料、白水泥、细砂按1：5：10进行配色。 2、大块崩角管片修补方法（侧面、底面的部位）

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。

盾构隧道管片破裂原因分析及预防

盾构隧道管片破裂原因分析及预防 楼红波（Louhongbo ） （中铁十六局集团有限公司 100018） {China 16th Bureau Group Limited Company post code 100018} 摘要：从盾构隧道管片生产及拼装的特点出发，结合实例，分析成型隧道管片破损原因及预防措施。 关键词：管片 破裂 预防 近几年，随着盾构隧道在国内城市交通、水利、国防等方面的广泛应用，盾构隧道的质量控制日益引起施工单位的重视，由于目前盾构隧道的衬砌普遍采用单层装配式管片衬砌,盾构隧道的质量控制主要是对拼装管片的质量控制，包括管片生产质量、拼装质量二个方面。下文针对深圳地铁一期工程华岗盾构区间隧道成型管片破损的原因及相应处理措施进行阐述。 1、工程概况 深圳地铁一期工程7标段华－岗区间盾构位于深圳市市中心区，起讫里程CK5+338.800～CK7+108.601，右线隧道长1778.084m ，左线隧道长1793.521m ，最小水平曲线半径300m ，最小垂直曲线半径3000m ，最大坡度30‰。盾构隧道主要穿越砂层和粘性土层中通过，部分位于全风化～强风化的花岗岩中，局部位于中风化的花岗岩中。地下水一般位于2.0～6.9m ，以孔隙潜水为主，水位变幅0.5～1.0m ，砂层透水性较好。 区间隧道采用海瑞克Φ6.25m 土压平衡盾构机进行施工，幅宽1.2m 单层通用型管片衬砌。管片厚300m ，配筋率153.8Kg/m 3 ，管片生产采用德国产进口带振动器钢模，由于深圳市港创预制件公司进行管片生产。 2、管片破损情况分类 成型隧道内管片破损情况根据破损的位置主要可以分为四种：管片外弧面破裂、管片边角崩裂、管片环向螺栓孔处砼崩裂、管片吊装孔处砼破裂。在隧道贯通后，我们对四种破损进行了统计，共统计了破损点41处，其中5处管片外弧面破裂根据施工记录计算。 管片外弧面破裂10% 管片边角崩裂35% 螺栓孔处砼破裂 49%吊装孔处砼破裂 6% 3 破裂原因分析

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

管片修补方案

东莞至惠州城际轨道交通项目GZH-2标 管片修补方案 编制单位：中铁十八局集团有限公司 莞惠城际GZH-2标项目部 编制时间：2014年11月 25日

一、工程概况 本标段盾构区间隧道起始于东莞市蔡屋基村西南侧约100m处，与莞惠城际GZH-2标明挖段相接，下穿蔡屋基村、周溪村2~3层房屋（GDK11+600~GDK12+100），莞太立交桥（右线平面上避开立交桥的桥桩分别从立交桥的两跨下穿过），经过GDK12+250.050区间风井后，沿莞太大道敷设约750m后，向东行驶，下穿新基工业区（3~6层房屋）、万科金域华府（建筑桩基群），转至规划二路至GDK14+199盾构接收井。 本标段左线设计起点里程GDZK11+499.5，终点里程GDZK14+199，长链606.3m，总长3305.8m；本标段右线设计起点里程GDZK11+501.1，终点里程GDK14+199.0，长链578.87m,右线全长3276.7m，结构型式为单线单洞结构。本区间隧道最大线路纵坡为30‰，最小纵坡为10.5‰，竖曲线半径均为10000m，隧道顶部最大埋深为45m，最小埋深8.6m，隧道穿越的地层以弱风化花岗片麻岩为主。 管片断面外径为8.5m，内径为7.7m，厚度0.4m,宽度1.6m，采用单层通用装配式混凝土管片衬砌，采用“4+2+1”即四块标准块、两个邻接块、一个封顶块组成衬砌环模式，错缝拼装,双面楔形量46mm。 为保证隧道的防水要求及盾构隧道用钢筋混凝土管片外观质量的完整，我项目部特制订隧道防水堵漏及管片修补方案。 二、受损管片修补方案 盾构隧道衬砌管片强度和防水等级均较高，安装成型的管片环一旦破损，将很难恢复到原生产的强度和防水等级。为提高破损管片的修复质量，满足设计和规范要求，需要在同标号的水泥中添加特殊的修复材料，同时根据管片破损的位置、破损面积和厚度的不同，采用不同的混凝土配比和不同的修补方法进行修补。 2.1修补材料介绍 环氧树脂砂浆主要由环氧树脂+固化剂+增塑剂+稀释剂+填料组成，具有良好的振动和易性、强度高、粘结力强、耐腐蚀、防水，可用来修补裂缝及钢筋的

盾构区间管片破损修复及加强处理专项方案

目录 一、编制依据 (1) 1.1、设计依据 (1) 1.2、设计规范 (1) 1.3、适用范围 (1) 二、工程概况 (1) 三、管片破损情况 (2) 四、工程筹划 (2) 4.1、施工准备 (2) 4.2、工期安排 (3) 4.3、劳动力配置 (3) 4.4、材料、工具 (3) 4.5、C50高强砂浆配合比 (3) 五、主要施工方案及方法 (4) 5.1、表面破损修补施工 (4) 5.1.1、清理破损部位 (4) 5.1.2、破损深度大于3cm处理方法 (4) 5.1.3、破损深度小于3cm处理方法 (4) 5.1.4、砂浆回填修补 (4) 5.1.5、养护 (5) 5.1.6、验收 (5) 5.2、管片加强施工 (5) 5.2.1、管片植筋 (7) 5.2.2、钢环安装 (7) 5.2.3、钢环侧面封堵 (8) 5.2.4、钢环背后注浆 (9) 5.2.5拆除侧面封堵楔形块 (9) 5.2.6钢环之间连接 (9) 5.2.7涂刷防火防腐漆 (10)

5.3、洞门圈梁处渗水处理 (11) 六、质量要求及保证措施 (11) 七、脚手架搭设技术措施 (12) 八、安全、质量保证 (13) 8.1、施工安全注意事项 (13) 8.2、安全用电 (13) 8.3、质量检查保证措施 (13) 附件 (14)

盾构区间管片破损修复及加强处理专项方案 一、编制依据 1.1、设计依据 1、《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446—2008） 2、《工程建设环境安全技术管理体系》（试行） 3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002） 4、盾构隧道工程施工设计盾构主体设计 5、盾构法区间结构管片钢环加固设计图 6、国家现行的有关规范、规程和标准 7、我单位从事地铁、市政等工程的施工经验 1.2、设计规范 1、在充分了解设计图纸的基础上，采用安全有效、合理可行的施工方案； 2、确保工程质量，保证施工安全和施工进度的原则； 3、确保“安全第一、预防为主、综合治理”的原则； 4、严格按照规范、标准、设计图纸施工的原则。 1.3、适用范围 本方案适用于右线615~621环管片的破损修复和加强处理。 二、工程概况 区间右线起止点里程范围为YDK19+285.916~YDK20+031.225,长为745.3m，共计621环，南段连接站，为侧式车站，区间在临近车站处为上下叠落，隧道竖向间距1.95m。盾构段面形式均为标准断面，衬砌环外径6000mm，内径5400mm，管片宽度1200mm，管片厚度300mm。衬砌环由1个封顶块(C型)、2个邻接块(B型)、3个标准块(A型)组成。衬砌环向分6块，即3块标准块(中心角67.5°)，2块邻接块(中心角67.5°)，一块封顶块(中心角22.5°)。衬砌环纵、环缝均采用弯螺栓连接，其中每环纵缝采用12根螺栓，每个环缝采用16根螺栓。管片混凝土强度等级为C50，抗渗等级P12。管片连接螺栓强度采用等级为6.8级、性能等级为B级的钢材。

盾构隧道结构ansys计算方法

一、盾构隧道结构计算模型 1、惯用法(自由圆环变形法) 惯用法的想法早在1960年就提出了，在日本国内得到了广泛的应用。惯用法假设管片环是弯曲刚度均匀的环，不考虑管片接头部分的柔性特征和弯曲刚度下降，管片截面具有同样刚度，并且弯曲刚度均匀的方法。这种方法计算出的管片环变形量偏小，导致在软弱地基中计算出的管片截面内力过小，而在良好地基条件下计算出的内力又过大。地层反力假设仅在水平方向上下45°范围内按三角形规律分布，这种模型可以计算出解析解。 P 0 k δ

2、修正惯用法 在采用惯用法的60年代，怎样评价错缝拼装效应是一个问题。如果错缝拼装管片，可弥补管片接头存在造成的刚度下降。于是，在对带有螺栓接头的管片环进行多次核对研究时，首次引入了η-ξ对错缝拼装的衬砌进行内力计算，即为修正惯用法。该法将衬砌视为具有刚度ηEI的均质圆环，将计算出的弯矩增大即（1+ξ）M，得到管片处的弯矩；将求出的弯矩减少即（1-ξ）M，得到接头处的弯矩。其中η称为弯曲刚度有效率，ξ称为弯矩增加率，它为传递给邻环的弯矩与计算弯矩之比。管片接头由于存在一些铰的作用，所以可以认为弯矩并不是全部经由管片接头传递，其一部分是利用环接头的剪切阻力传递给错缝拼装起来的邻接管片。 隧 道 纵 向 接头传递弯矩示意图

二、管片计算荷载的确定 1、荷载的分类 衬砌设计所考虑的各种荷载，应根据不同的地质条件和设计方法进行假定并根据隧道的用途加以考虑。衬砌设计所考虑的各种荷载见表所示。 衬砌设计荷载分类表

2、计算断面选择 ●埋深最大断面 ●埋深最小断面 ●埋深一般断面 ●水位 3、水土压力计算 对于粘性土层，如西安地铁黄土地层、成都地铁二号线膨胀土地 层等，地下水位以上地层荷载用湿容重计算，地下水位以下用饱和容重计算。 对于透水性较好的砂性地层，如西安地铁粗砂、中砂地层，成都 地铁卵石土地层等，此时地下水位以上地层荷载用湿容重计算，地下水位以下用浮容重计算。 水土压力合算与分算，主要影响管片结构侧向荷载。一般水土分算时侧向压力更大。 4、松弛土压力 将垂直土压力作为作用于衬砌顶部的均布荷载来考虑。其大小宜根据隧道的覆土厚度、隧道的断面形式、外径和围岩条件等来决定。考虑长期作用于隧道上的土压力时，如果覆土厚度小于隧道外径，一般不考虑地基的拱效应而采用总覆土压力。但当覆土厚度大于隧道外径时，地基中产生拱效应的可能性比较大，可以考虑在计算时采用松弛土压力，一般采用泰沙基公式计算。

隧道管片修复方案

1编制依据 （1）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002） （2）混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87） （3）盾构法隧道施工与验收规范（GB50446-2008） （4）其它相关技术文件及图纸等。 2工程概况 武汉轨道交通七号线一期工程第八标段土建工程越江隧道自武昌工作井始发，穿越临江大道、武昌堤防后，进入长江，在汉口岸上岸，沿三阳路向北穿越汉口堤防、沿江大道、胜利街后，在汉口工作井接收。如图2.1-1所示。 图2.1-1七号线一期工程八标段工程线路示意图 本工程范围主要为武昌、汉口两岸结构及江中段外径15.2米大盾构隧道、武昌工作井～徐家棚站（不含）公路隧道（暗埋段）、武昌工作井～徐家棚站（不含）地铁盾构区间隧道等。如图2.1-2所示。

图2.1-2 七号线一期工程八标段工程范围示意图 3隧道管片破坏机理 引起隧道管片破损的主要原因是吊装或水平运输过程中磕碰；盾构掘进过程中盾构姿态控制不当；拼装过程中违反操作规程。具体可分为以下几类： 1.管片在运输、吊装过程中受挤压、碰撞，缺边掉角； 2.在掘进中盾构姿态控制不当，造成盾尾与管片的间隙过小或者没有间隙， 管片出盾尾时被盾壳拉伤，盾构机姿态调整时,千斤顶行程差过大而导致 受力不均出现管片损坏 3.管片拼装质量差，螺栓未拧紧，接缝张开过大，以致推进过程中管片受 力不均，造成崩角和破损； 4.千斤顶撑靴顶在管片上不正(盾尾间隙不均匀时)会使管片内侧或外侧的 混凝土破损。 4隧道管片破坏 1. 管片裂缝：指成型隧道管片由于各种原因导致管片出现的各种裂缝； 2. 管片崩角：一般指管片因各种原因使管片角部或边缘处产生的小于 200mm×200mm； 3. 管片破损：一般指管片因各种原因出现大于200mm×200mm的混凝土破损 露石甚至露筋的情况。

盾构管片建厂分析

**工程盾构管片预制建厂分析报告 二零一四年四月

**盾构管片建厂分析报告 一、**工程管片概况 1. 工程概况 **工程全长，共设18车站，14个区间，1个辆段出入段，1座综合基地。全工程单延米长度25648米，管片数量约17100环。 2. 目前正在运营的管片厂 目前南宁市地铁1号线正在建设。根据调查，目前南宁市地铁轨道公司安排了3个管片预制厂，分别是中铁8局、中铁20局、中铁23局管片预制厂，均成立了管片预制注册公司。管片到场价格每环16100元。日产能力平均30环，日最大生产能力35环（各厂简介见附件4、5、6）。二、我方投资自建管片厂建厂投入 1．预计规模 （1）预计固定投资 新建管片厂占地80亩，购15套模具，采用流水线生产计算，年最高产量可达到7200环（外径6m，环宽，厚，8 m3/环，按照2环/天/套计算）。主要包括：厂房、管片生产车间、办公室、员工宿舍、养护水池、管片堆场硬化、管片模具、混凝土搅拌站、锅炉、车间行车、运输管片的叉车、翻片机、管片吸盘机等配套设施（不含土地费用），新建厂施工时间约为7个月。预计固定资产投资约3430万元，见下表。 管片厂投资建设估算费用表

（2）租地费用 本管片预制厂，根据管片量，需要用地80亩，租期按三年考虑，租金10000元/亩.年,租赁费合计10000*80*3=240000元,青苗补偿费80*4000=320000元,累计2720000元。 三、盾构管片每环成本测算 经分析测算，管片到施工现场每环价格为元（不含税金，含税为元）。如下表 管片成本测算（到场价）

四、利、税指标的分析 （1）税金： 由项目统一上交，管片厂为项目劳务分包，可以不缴纳税费。 （2）利润：每环成品管片到场价格为元，与外购相比，每环利润为：16100－=2857元。 总利润为17100环×2857元/环=4885万元（未包括设备折旧后的残值、前期建厂费用投入及库存产品的资金占用费）。 五、风险 1.目前中铁已有三家管片厂,有一家已在建尚未投产。现有三家管片厂明年初基本完成1号线生产任务，南宁轨道公司是否同意2号线自建管片厂？ 2.在租赁场地上建大型厂房,五象新区管委会是否同意？ 3.砂的采购比较困难，根据对目前中铁三个厂的调查看，管片砼用砂，技术要求高，本地产河砂、江砂量不能满足需要，而要从北海合浦或玉林陆川运过来，运距远，费用高。 4.现场盾构掘进决定着管片生产是否正常，根据目前中铁三个厂家调查看，现场各种因素特别是管线迁移及复杂地质条件的影响，滞约盾构掘进速度，使管片成品积压严重，造成投入资金长时间占用不能回收。 六、结论 总体来看，自建厂生产管片利大于弊。一是可与轨道公司及五象新区管委会进行深入沟通。二是广泛寻找砂源，同设计院沟通，改进管片生产工艺。三是做好现场盾构施工前的各项地质预测和防范，与管线产权单位做好沟通协调和积极改移配合，风险是可控的。 因此，建议自建厂生产管片。 附件:1混凝土配合比

管片修补方案

广州轨道交通二/八号延长线盾构5标 管片修补方案 一、工程概况 ㈠工程范围 本标段工程包括【会石区间轨排井～广州新客站】和【江泰路站～跃进村站】两个盾构区间。 【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】里程范围为：左线ZCK0+743.344～ZCK1+473.480，长730.262m(含长链0.126m)，ZCK1+648.480～ZCK1+938.573,长290.093m；右线：YCK0+743.670～YCK1+473.480，长729.81m，YCK1+648.480～YCK1+942.900,长294.42m。 【江泰路站～跃进村站盾构区间】里程范围为：右线YCK12+915.9～YCK13+637.61，长721.71m，左线ZCK12+915.9～ZCK13+637.61,长722.287m(含长链0.577m)。 本标段管片委托广州安德建筑构件公司生产。 ㈡管片类型、数量 本标段所需各种管片见下表所示 二、管片修补

㈠衬砌管片设计要求 根据设计，衬砌表面应密实、光洁、平整，边棱完整无缺损。衬砌用于拼装前，应予以严格检查，密封垫槽两侧及平面转角处不得有剥落、缺损，大缺角用修补砂浆修补，密封垫沟槽两侧、底面大麻点用修补水泥浆腻干填平，检查合格后方可使用。 ㈡管片损坏的原因 1、管片脱模、储存、吊装、运输等过程中操作不当，出现边角破损； 2、拼装时管片在盾尾中的偏心量太大，管片与盾尾发生磕碰现象，以及盾构推进时盾壳卡坏管片； 3、管片拼装时相互位臵错动，管片与管片间没有形成面接触，盾构推进时在接触点处产生集中应力，造成管片角碎裂； 4、前一环管片的环面不平，使后一环管片单边接触，在千斤顶的作用下形同跷跷板，管片受到额外的弯矩而断裂。在封顶块与邻接块的接缝处的环面不平，也会导致邻接块两角断裂； 5、拼装好的邻接块开口量不够，在插入封顶块时间隙偏小，如强行插入，则导致封顶块管片或邻接块管片角崩落； 6、拼装机在操作时转速过大，拼装时管片发生碰撞，边角崩落； 7、隧道内机械车辆行走或人为的碰损，尤其是拐角处。 ㈢破损管片修补程序 1、预制场内的管片在脱模时即可对轻度的水气泡缺陷进行修补，对存在缺陷较大的管片应报驻厂工程师批准方可进行修补，在未合格前应先行隔离并标识。 2、由于管片在储存、运输过程中有可能碰损，所以修补工作