盾构隧道幻灯片.pptVIP

　作用在单位长度隧道管片上的竖向浮力，按竖向均布和侧边线性变化组合为： (4-25) ①地基的抗力分为与地层位移无关和与地层位移有关的两种情况； ②为计算竖向水土压力和自重位移引起得抗力，必须采用诸如管片矫正器之类得设备，以保证在土压力和水土压力作用前衬砌不至因为自重变形，并保持准确的衬砌形状； ③拱顶竖向土压力和自重与隧道底竖向土压力平衡，由此确定隧道底的地基反力。这是一类抗力与地层无关的情况。 　衬砌较柔﹑土层刚度较大情况下，对于盾构法施工的圆形隧道可以适当考虑一些由地层位移引起的地基抗力。 　抗力图形假设呈以等腰三角形，其作用范围为隧道水平直径上下45°范围之内。 　抗力大小按弹性地基梁基床反力系数法计算： 式中：k——地基基床反力系数（MN/m3）； δ——衬砌圆环在水平直径处变形量(m)； qk——地基的抗力（MN/m2）。 (4-26) ④构件内力计算 a.自由变形弹性均质圆环法 1)处于软弱地层和饱和软粘土中的整体式圆形衬砌，或接头刚度接近结构本身刚度的装配式圆形衬砌均可采用本方法进行结构内力分析。 2)假定： a)地层不提供侧向弹性抗力； b)地基竖向反力按均匀分布考虑，并根据静力平衡条件计算其量值； c)结构为弹性均质体。 3)弹性均质自由变形圆环 b.弹性地基刚架模型法 1)把每块管片作为一个刚体，相互铰接 2)借助计算机，适合不同的荷载变化情况 3)可以采用法向地基抗力，也可以采用切向抗力 4)地基抗力施加范围可以是全部弹簧支撑刚架模型﹑拱部五抗力刚架模型﹑全部无弹簧支撑刚架模型 c.有限单元法 适用于构筑在软岩或较稳定得地层内得衬砌设计 ⑤截面设计 a.装配式衬砌宜选用钢筋混凝土，C40；特殊地段可用复合衬砌； b.衬砌厚度应根据隧道外径的大小﹑埋深等因素确定，一般为(0.05～0.06)D； c.单线地铁直径一般5.5～6.5m，通常衬砌环分4～6块，大直径分6～8块； d.端肋和环肋的宽度应满足强度和抗裂要求； e.偏心受压的钢筋混凝土构件； f.主体结构工程设计使用年限为100年。 管片的预制工艺与技术 Segment stored in Metro of Brescia site. 盾构施工中的其它问题 1盾构施工地面沉降的控制技术 现在对环境控制的要求越来越高，对盾构穿过城市中心重要建筑时的影响要求极为严格 (如上海,广州的多座地铁隧道的建设.一般要求施工时地面沉降控制在+10mm~－30mm 之内) 。盾构施工不可避免地干扰原土层的平衡状态，虽从理论上可实现无沉降施工，但限于目前工艺和施工手段、操作质量，几乎无法做到地面无沉降或隆起。目前，国内外许多学者从事这一方面的研究，内容包括盾构施工引起的地表沉降、地层沉降以及盾构施工对邻近建筑物(桩基及已建隧道等)的影响等。 研究的方法主要有经验公式法、 离心模型试验和有限元法等。 2 管片结构的防水 衬砌混凝土管片自防水技术措施 接缝防水：弹性密封垫防水 嵌缝防水 注浆防水 管片内径的确定 隧道内径的确定主要取决于地下结构的建筑限界，同时还要考虑施工误差、测量误差、线路拟合误差及不均匀沉降等诸多因素。 由于隧道的不同用途，地下结构的建筑限界不同,隧道内径尺寸方面的变化较大,小的输水隧道内径只有 2m 左右,公路隧道直径日益向大的方向发展,如上海大连路公路隧道和延安东路隧道直径均达 11.22m。沪-崇-苏越江公路隧道直径达 15.20m,是目前世界上最大直径的盾构公路隧道;日本东京隧道直径达 14.14m;以及德国易北河盾构公路隧道直径达 14.20m等。 国外隧道内径尺寸的发展情况大体上也是以上特点,主要受地下结构的建筑限界和盾构设备技术进步的影响。 管片结构型式 隧道断面形状可分为圆形、椭圆形、矩形、复合圆形等多种断面。管片的形状根据各种断面的形状来设计。我国地下隧道通常为单圆形、箱行等，因而钢筋混凝土管片结构型式要有：箱型管片和平板型管片。 箱型管片主要用于大直径隧道，手孔较大利于螺栓的穿入和拧紧，同时节省了大量的混凝土材料，减轻了结构自重，但在千斤顶的作用下容易开裂，国内应用很少。在上海穿越黄浦江的两条公路隧道——打浦路隧道和延安东路隧道中都采用了直径约 11.22m的箱型管片。 对于中小直径的圆形盾构隧道，国内外普遍采用平板型管片，因其手孔小对管片截面削弱相对较少，对千斤顶推力有较大的抵抗能力，正常运营时对隧道通风阻力也较小。现在国内外很多大直径隧道也采用平板型管片。 箱形管片（图4-13）是指因手孔较大而呈肋板形结构。方便拼装，便于运输和拼装，易开裂。只有金属管片才采用箱形结构。 图4-13 箱形管片 平板形管片（图4-14）是指因螺栓手孔较小或无手孔而