盾构隧道轴线控制及盾构课件.ppt
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- 盾构 隧道 轴线 控制 课件
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1、盾构技术交流地铁建总:郭永顺 2022-9-27一、盾构隧道轴线控制 1.管片尺寸及类型 2.管片选型及对轴线影响 3.管片与盾尾间隙影响 4.盾构机轴线控制 5.注意问题二、盾构机选型 1)盾构机类型 2)刀具形式 3)开挖刀盘形式 4)刀具布置、刀盘形式 5)盾构选型三、管片制作施工控制 1)施工流程 2)混凝土性能 3)施工注意问题2022-9-27 在1930年前,盾构隧道使用的管片主要为铸造钢管片。之后,开始使用预制混凝土管片,应用在英国的伦敦小直径的下水道(1.5米3米)。直到1965年,在欧洲国家主要发展和使用预制混凝土管片,应用于大直径软土的盾构隧道(5米10米),如德国、比利
2、时、奥地利、法国。同期日本在预制混凝土管片使用尚尤其显著。2022-9-27 盾构隧道轴线控制属于掘进管理中的线形管理。盾构隧道轴线偏差是在推进器推进长度差的变化、土质的强度不一、选用管片类型拼装所形成。因此在一定程度内盾构隧道轴线将产生蛇行状态。盾构隧道轴线控制关键需了解管片所固有的尺寸特性及盾构机外形尺寸,根据尺寸的特点合理管片选型,使管片形成的轴线与设计轴线尽量在设计允许偏差范围内。2022-9-27设 计 轴 线施 工 轴 线允许误差直 线 管 片楔 形 管 片直 线 管 片短 直 线施工后隧道中心施工后隧道中心设计隧道中心设计隧道中心2022-9-27 管片的形状和尺寸,应考虑使用目
3、的,便管片的形状和尺寸,应考虑使用目的,便于施工和经济等条件来确定。于施工和经济等条件来确定。决定管片形状、尺寸的主要有下列内容:(1)管片环的外径 (2)管片厚度 (3)管片宽度 (4)管片环的分割 管片从类型上可分为:直线环楔形环和通用管片2022-9-27 楔形量除应根据管片宽度、管片环外径、曲线半径及区间使用的楔形环所占的比例、管片的制造性外,还应根据盾尾空隙量而定。圆曲线管片宽度(L)2022-9-27 管片的尺寸特性掌握,主要是根据管片拼装形式决定,关键取决于封顶块旋转的位置,从而确定了管片形成空间尺寸,如对轴线偏移量,轴线纠偏量等。2022-9-27管片宽度:1200mm,厚度3
4、00mm外径:6000mm,内径5400mm楔形环管片水平最大宽度:1225.5mm,最小宽度:1174.5mm,封顶块旋转36度进行错缝拼装。2022-9-272022-9-27aaYPAAXKPKYZX2022-9-27AaXYYCAaCoXCYCXaAA2aYX362022-9-27alallXXcos.2tan2cos.cos.2sin.2cos.tanalallYYcos.2tan2cos.cos.2sin.2cos.tan封顶块位置从顶端偏了a时,楔形环前面的中心点C,(中心点由CC,)移动,其移动量为COC=5.1mm。移动量分成水平(X)和垂直(Y):X=5.1cosaY=-5
5、.1sina楔形环前端断面的直角方向(C,C“)和SRT的连接面与直角方向(Z轴方向)是AA角Z,此角度可分成X(水平-X)与Y(垂直-Y),C,C“的长度为L,公式如下:2022-9-27由于:tan2=tan(0.4870)=8.50010-3所以:X=tan-1(0.0085cos a)Y=tan-1(0.0085sin a)锥形管片K件在不同位置时X,Y,X,Y其值依次的大小:K件位置宽度最小点a()XYXY12:00 05.1000.48700.01:00 364.1-3.00.3940-0.28632:00 721.6-4.90.1505-0.46324:00 108-1.6-4.
6、9-0.1505-0.46325:00 144-4.1-3.0-0.3940-0.28636:00 180-5.10.0-0.48700.07:00 216(-144)-4.13.0-0.39400.28638:00 252(-108)-1.64.9-0.15050.463210:00 288(-72)1.64.90.15050.463211:00 324(-36)4.13.00.39400.28632022-9-27K件位置a上下宽度尺寸左右宽度尺寸XtXbXt-XbXlXrXl-Xr12:0001200120001225.51174.5511:00361215118530122111794
7、22:0072122411764812081192164:00108122411764811921208-165:00144121511853011791221-426:001801200120001174.51225.5-517:0021611851215-3011791221-428:0025211761224-4811921208-1610:0028811761224-48120811921611:0032411851215-3012211179422022-9-27 对管片固有尺寸特性掌握后,利用封顶块不同位置,可计算管片选型拼装对施工轴线影响及施工过程中对轴线的纠偏。2022-9-2
8、71.直线区间对轴线影响2.曲线区间对轴线影响2022-9-27TBM环1环2环3环4#盾尾与管片外围间隙盾构推进器(千斤顶)#2022-9-271.使用楔形环管片;2.管片的方位角(或俯仰角)与盾构机的方位角(或俯仰角)不一致;3.盾构机中心与管片中心不一致平行移动的影响。2022-9-271.掌握千斤顶使用、计算方法2.掌握中折系统使用、计算方法2022-9-27 目的:为使盾构机在设计轴线开挖或使盾构实行施工轴线纠偏,其开挖空间符合盾构机主体能有效地通过。2022-9-27RSROLbLb2LaSTCaCwOCABCO(0,0)铰接型盾构X轴Y轴铰接角说明:1.铰接型盾构超挖量,详细的计
9、算见EXCEL。2.不同盾构主体,计算变量将不同。2022-9-271盾构机施工轴线尽可能控制在误差范围内。2管片的选型拼装尽可能吻合设计轴线。3当发生轴线纠偏时,须每一环测量盾构的轴线情况及管片与盾尾间隙的大小,根据测量结果,计算每一环纠偏量,合理安排管片的选型,决不能一次纠偏到位。同时根据施工轴线偏离状况,计算纠偏的环数,使其轴线满足设计要求(即构成缓和曲线)。4施工过程中,要根据轴线控制情况,制定盾构和管片轴线测量频率。根据测量结果推算隧道及盾构机轴线未来的情况,及时作出调整。5定期测量管片超前量(使用楔形环管片)初步检测管片隧道与盾构的情况。6在拼装管片过程中,尽可能避免出现管片与管片
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