管片选型

1、管片选型的原则

1、管片选型要适合隧道设计线路； 2、管片选型要适应盾构机的姿态。 1.1管片选型要适合隧道设计线路

依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系，可以计算出区间线路曲线段的转弯环与标准环的布置方式。δ=19mm1500mmθ转 弯 环

标 准 环

图1 标准环、转弯环关系图γ D=6000mm

转弯环偏转角的计算公式： 转弯环偏转角的计算公式： θ=2γ=2arctgδ/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＝

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0.3629

根据圆心角的计算公式： α＝180L/πR 式中：

L―――一段线路中心线的xx R―――曲线半径

而θ＝α，将之代入，得出L值

上式表明，可以算出圆曲线拼装关系，结合线路就可以将管片大致排列出来。 1.2管片选型要适应盾构机姿态

管片是在盾尾内拼装，所以不可避免地受到盾构机姿态的约制。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线，也就是盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样可以使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。同时也兼顾管片与盾尾之间地间隙，避免盾构机与管片发生碰撞而损坏管片。在实际掘进过程中，盾构机因为地质不均、推力不均等原因，经常要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或进行纠偏时，都要十分注意管片选型，避免发生重大事故。

2、管片选型

2.1管片的拼装点位

转弯环在实际拼装过程中，可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时K块所在的位置。区间的管片拼装点位为在圆周上按时钟分成12个点，即管片拼装

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的12个点位，相邻点位的旋转角度为36°。由于是错缝拼装，所以相邻两块管片的点位不能相差2的整数倍。一般情况下，本着有利于隧道防水的要求，都只使用上部6个点位。根据工程实际情况，选择拼装不同点位的转弯环，就可以得到不同方向的楔形量（如左、右、上、下等）。管片左转弯环不同点位的契形量计算表：

左转弯环楔形量计算表表1点位 xx形量 右契形量 上契形量 下契形量9点 0mm 0mm

19mm 10点

11.17mm11点

18.07mm1点－18.07mm

18.07mm－5.87mm2点－11.7mm 11.17mm－

15.37mm3点0mm－19mm 19mm 11.7mm－

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－

18.07mm 15.37mm

5.87mm－5.87mm －19mm－ 15.37mm 5.87mm 15.37mm

2.2根据盾尾间隙进行管片选型

如图2所示，通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。如果盾尾间隙过小，盾壳上的力直接作用在管片上，则盾构机在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。轻则增加盾构机向前掘进的阻力，降低掘进速度，重则造成管片错台（在越三盾构工程中，就是通过调整盾构间隙，大大减少管片错台量），盾构一边间隙过小，另一边相应变大，这时盾尾尾刷密封效果降低，在注浆压力作用下，水泥浆很容易渗漏出来，破环盾尾的密封效果。

德国海瑞克公司的土压平衡式盾构盾尾间隙为75mm，每次安装管片之前，对管片的上、下、左、右四个位置进行测量。如发现有一方向上的盾尾间隙接近25mm时，就要用转弯环对盾尾间隙进行调节（在盾构掘进过程中，应及时跟踪盾尾间隙，发现盾尾间隙有变小趋势，最好能通过千斤顶推力来调整间隙）。调整的基本原则是，哪边的盾尾间隙过小，就选择拼装反方向的转弯环。下面是在不同点位拼装一环左右转弯环的盾尾间隙调整表：

左转弯环盾尾间隙调整量表表2点位 盾尾间隙测量

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右方较小 结果 向左调整量 向右调整量 向上调整量 向下调整量- 7.2mm 7.2mm 0mm

0mm较小-5.1mm 5.1mm

5.1mm-5.1mm较小-6.7mm 6.7mm

2.8mm-2.8mm较小-5.1mm 5.1mm

5.1mm-5.1mm较小-2.8mm 2.8mm-6.7mm

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6.7mm- 2.8mm 2.8mm 6.7mm-

6.7mm9点10点 右、上方11点 右、上方1点 右、下方2点 右、下方

左方较小3点由上表可以看出，拼装一环左转弯环之后，左边盾尾间隙将减小，右边盾尾间隙将增大，同时通过拼装不同的点位，还可以调节上、下方向的盾尾间隙。如此时盾构机在进行直线段的掘进，则必须注意在拼装完一环左转弯环后，选择适当的时机，再拼装一环右转弯环将之调整回来，否则左边盾尾间隙将越来越小，直至盾尾于管片发生碰撞。如盾构机处于曲线段，则应根据线路的特点进行综合考虑。

2.3根据油缸行程差进行管片选型

盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的，我们把推进油缸按上、下、左、右四个方向分成四组。而每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系，可以看出下一掘进循环盾尾间隙的变化趋势。由图2可以看出，当管片平面不垂直于盾构机轴线时，各组推进油缸的行程就会从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态。同时也可以看出如果继续拼装标准环的话，下部的盾尾间隙将会进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应

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该拼装转弯环，在两个相反的方向上的行程差值超过40mm时，就应该拼装转弯环进行纠偏，拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表1，也就是拼装1环12点左转弯环，可以使左、右两组的油缸行程差缩小38mm。

2.4、盾构间隙与油缸行程之间的关系

在进行管片选型的时候，既要考虑盾尾间隙，又要考虑油缸行程的差值。而油缸行程的差值更能反映盾构机与管片平面的空间关系，通常情况下应把油缸行程的差值作为管片选型的主要依据，只有在盾尾间隙接近于警戒值（25mm）时，才根据盾尾间隙进行管片选型。

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