【正文】 42 管片拼裝控制要點(diǎn) 隧道襯砌由六塊預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成成環(huán)形式為小封頂縱向全插入式在管片拼裝過(guò)程中要嚴(yán)格把握好襯砌環(huán)面的平整度 6 拼裝后及時(shí)調(diào)整千斤頂?shù)捻斄Ψ乐苟軜?gòu)姿態(tài)發(fā)生突變 7 嚴(yán)格控制環(huán)面平整度必須自負(fù)環(huán)做起且逐環(huán)檢查相鄰 塊管片的踏步應(yīng)小于 4mm 每塊管片不能凸出相鄰管片的環(huán)面以免鄰接塊接縫處管片碎裂 8 環(huán)面超前量控制施工中經(jīng)常插測(cè)管片圓環(huán)環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)的垂直度當(dāng)管片超前量超過(guò)控制量時(shí)應(yīng)用軟木楔子給予糾正從而保證管片環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)的垂直度 9 相鄰環(huán)高差控制相鄰環(huán)高差量的大小直接影響到建成隧道軸線(xiàn)的質(zhì)量及隧道有效斷面因此必須嚴(yán)格控制環(huán)高差不超出允許范圍內(nèi) 10 成環(huán)管片均有縱環(huán)向螺栓連接其連接的緊密度將直接影響到隧道的整體性能和質(zhì)量因此在每環(huán)襯砌拼裝結(jié)束后及時(shí)擰緊連接襯砌的縱環(huán)向螺栓在推進(jìn)下一環(huán)時(shí)應(yīng)在千斤頂頂力的作用下復(fù)緊 縱向螺栓當(dāng)成環(huán)管片推出車(chē)架后必須再次復(fù)緊縱環(huán)向螺栓 11 隧道橢圓度控制每環(huán)拼裝時(shí)應(yīng)測(cè)量隧道橢圓度不合格的及時(shí)糾正直到橢圓度小于 10mm 后方能進(jìn)行下一環(huán)的推進(jìn) 12 正確控制管片的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)量 43 襯砌防水控制要點(diǎn) 1 襯砌防水包括每塊管片水膨脹彈性密封墊的粘貼和隧道推進(jìn)結(jié)束后襯砌環(huán)縱縫的嵌縫兩大部分 2 彈性密封墊是襯砌接縫防水的主要措施粘貼前須用鋼刷刷去管片凹槽內(nèi)的污垢用氯?。尤┠z粘合劑粘貼粘貼好密封墊的襯砌若暫時(shí)不用或遇雨天須用塑料薄膜或油布嚴(yán)密遮蓋 44 地表沉降控制要點(diǎn) 1要求在盾構(gòu)施工全過(guò)程中設(shè)立一定數(shù)量的隧道沉降觀(guān)測(cè)標(biāo)志進(jìn)出洞 50m范圍內(nèi)旁通道和曲線(xiàn)段每 5 環(huán)設(shè)一個(gè)點(diǎn)直線(xiàn)段每 10 環(huán)設(shè)一點(diǎn)設(shè)在拱底塊的兩肩上測(cè)試頻率為距推進(jìn)面 50 環(huán)范圍內(nèi) 1 次天距推進(jìn)面 50～ 100 環(huán)范圍時(shí) 1 次 2 天距推進(jìn)面大于 100 環(huán)范圍 1 次周隧道貫通后一個(gè)月一次直至終驗(yàn) 2 若有較大的隧道沉降或隧道直徑變形時(shí)可根據(jù)監(jiān)理工程師意見(jiàn)增加測(cè)點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)須及時(shí)提交監(jiān)理工程師如果變形值接近極限值時(shí)監(jiān)理工程師可要求施工單位及時(shí)處理 45 關(guān)鍵過(guò)程控制人員落實(shí) 1 盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中施工測(cè)量和地表沉降由測(cè)量人員進(jìn)行信息反饋 2 管片拼 裝和襯砌防水由施工技術(shù)人員質(zhì)量員進(jìn)行質(zhì)量把關(guān) 3 盾構(gòu)進(jìn)出洞特殊地段掘進(jìn)等工程由工程師到場(chǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作 5 施工方案及主要施工工序 5151 泥水平衡土壓平衡盾構(gòu)的對(duì)比 土壓平衡式盾構(gòu) 適用土層 軟粘性土層砂礫層漂礫層固結(jié)淤泥層及含甲烷氣體的特殊地層等等最適合于洪積層砂性土中掘進(jìn) 土壓平衡盾構(gòu)式用地層沖擊粘土粉土粘土砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粘土夾砂粉質(zhì)粘土 優(yōu)點(diǎn) ① 泥水盾構(gòu)對(duì)地層的擾動(dòng)小沉降小 ② 由于開(kāi)挖泥漿的作用刀具和切削刀盤(pán)的使用壽命相應(yīng)的增長(zhǎng) ③ 適于高地下水壓江底河底海底隧道施工 ④ 排渣過(guò)程始終在密閉狀態(tài)下進(jìn)行故施工現(xiàn)場(chǎng)與沿途道路十分干凈而不受土渣污染 ① 內(nèi)部設(shè) 置布置簡(jiǎn)單開(kāi)挖面穩(wěn)定機(jī)制可靠施工安全可靠速度較快 ② 能適應(yīng)較大土質(zhì)范圍和地質(zhì)條件 ③ 因排出的是泥土故排土效率比泥水盾構(gòu)工法高 ④ 因土壓盾構(gòu)工法無(wú)需像泥水盾構(gòu)那樣的泥水處理系統(tǒng)故設(shè)備少現(xiàn)場(chǎng)占地面積小成本低 缺點(diǎn) ① 通過(guò)泥水運(yùn)出掘削土砂故出土效率不高 ② 由于切削刀盤(pán)和泥水室泥漿的阻隔不能直接觀(guān)察到開(kāi)挖面的工作情況對(duì)開(kāi)挖面的處理和故障的排除都十分困難 ③ 由于設(shè)置泥水管理處理系統(tǒng)致使工序設(shè)備復(fù)雜成本高 ④ 地表施工占地面積大并影響交通市容 ① 因添加材的相對(duì)密度大故對(duì)掘削地層的浸滲作用小所以掘削 摩阻力大即掘削扭矩大致使盾構(gòu)機(jī)的裝備扭矩大功耗大 ② 切削刀頭刀盤(pán)盤(pán)面磨損較大刀頭壽命比泥水加壓盾構(gòu)短要求刀頭的耐磨性高 ③ 土壓盾構(gòu)工法對(duì)周?chē)貙拥臄_動(dòng)大故地層隆起沉降均較泥水盾構(gòu)略大 泥土輸送 方式 泥水管道輸送可連續(xù)輸送輸送速度快而均勻管道輸送施工進(jìn)度較快占用隧道空間小更便于隧道內(nèi)的結(jié)構(gòu)和軌道的同步施工 螺旋機(jī)出土一般用土箱運(yùn)輸輸送間斷不連續(xù)施工速度較慢占用隧道內(nèi)空間大不便于隧道內(nèi)的結(jié)構(gòu)和路面的同步施工 適用土層 軟粘性土層砂礫層漂礫層固結(jié)淤泥層及含甲烷氣體的特殊地層等等最適合于洪積層砂性土中掘進(jìn) 土壓平衡盾構(gòu)式用地層沖擊粘土粉土粘土砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粘土夾砂粉質(zhì)粘土 費(fèi)用情況 施工所需費(fèi)用較高 較泥水盾構(gòu)費(fèi)用較少 盾構(gòu)施工方案確定 本工程位于上海市區(qū)內(nèi)四周交通復(fù)雜空余場(chǎng)地少較難提供泥水盾構(gòu)機(jī)所需的地面泥水處理系統(tǒng)結(jié)合上海地區(qū)地鐵工程實(shí)際施工中的經(jīng)驗(yàn)按照適用性可靠性經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一的原則 52 盾構(gòu)掘進(jìn)的施工準(zhǔn)備 技術(shù)交底 在盾構(gòu)施工前對(duì)參加施工的全體人員按階段進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底按工作進(jìn)行崗位培訓(xùn)考核合格后方可上崗操作 地面準(zhǔn)備工作 1 在盾構(gòu)推進(jìn)施工前按常規(guī)進(jìn)行施工用電用水 通風(fēng)排水照明等設(shè)施的安裝工作 2 施工材料設(shè)備機(jī)具備齊以滿(mǎn)足本階段施工要求管片連結(jié)件等準(zhǔn)備有足夠的余量 3 井上井下建立測(cè)量控制網(wǎng)并經(jīng)復(fù)核認(rèn)可 4 車(chē)架安置到位電纜管路等接至井下 井下準(zhǔn)備工作 1 盾構(gòu)基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制成榀盾構(gòu)基座位置按設(shè)計(jì)軸線(xiàn)準(zhǔn)確放樣安裝時(shí)按照測(cè)量放樣的基線(xiàn)吊入井下就位焊接兩根軌道中心線(xiàn)與基座上的盾構(gòu)必須對(duì)準(zhǔn)洞門(mén)中心且與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)基本一致并對(duì)基座加設(shè)支撐加固 2 盾構(gòu)吊裝就位調(diào)試驗(yàn)收 盾構(gòu)分段吊入井下后在井下重新組裝并在盾構(gòu)基座上正確就位由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員調(diào)試驗(yàn)收 3 盾構(gòu)后座拼裝盾構(gòu)進(jìn)入出洞狀態(tài) 工作井平面尺寸為 246179。 L 左 219704 總開(kāi)挖量約為 439408 52 管片用量 汶水路站～新滬路站區(qū)間隧道襯砌環(huán)計(jì) 1211 環(huán)管片縱向和環(huán)向均采用 M30直螺栓連接管片環(huán)與環(huán)之間用 17根縱向螺栓相連接每環(huán) 管片塊與塊間以 12根環(huán)向螺栓連接 表 51 襯砌連接件 序號(hào) 名稱(chēng) 型號(hào) 單環(huán)數(shù)量 總數(shù)量 環(huán)向螺栓 M 12 套 套 縱向螺栓 M 17 套 套 環(huán)向止水墊圈 24只 只 縱向止水墊圈 只 只 壓漿悶頭 6 只 只 72346 管片外側(cè) HRB40020MnSiV 熱軋鋼筋 28274 每環(huán)縱向鋼筋用量為 0189179。 L 右 219704 左線(xiàn)開(kāi)挖量ν左 π 4179。21684 175KN 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 KN 4 抗浮系數(shù) 430 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 355＞ 1111 為最小抗浮安全系數(shù) 滿(mǎn)足要求 經(jīng)上述各項(xiàng)驗(yàn)算設(shè)計(jì)的成果為襯砌管片厚度為 350 管片強(qiáng)度等級(jí)為 C55mm以及右線(xiàn)和左線(xiàn)的全長(zhǎng)均為 72809m 粗略計(jì)算隧道土方開(kāi)挖量 右線(xiàn)開(kāi)挖量ν右 π 4179。312176179。 253179。 150 104250 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 15179。300 90mm e ηei h2 as 28217550 407mm 對(duì)受壓面配筋 式中 各符號(hào)的解釋與前面一致 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 – 62400 0 按最小配筋率計(jì)算 最小配筋率ρ min 0245 ρminb h0 02451202000 882 由于受壓區(qū)采用最小配筋則要重新計(jì)算受壓區(qū)高度 式中 各符號(hào)的解釋與前面一致 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 計(jì)算得 470 2 as 100mm 對(duì)受拉面配筋 式中 各符號(hào)的解釋與前面一致 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 20311 再按 As 0 計(jì)算 As 式中各符號(hào)的解釋與前面一致 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 96181 取兩個(gè)計(jì)算中較小值故 As 20311 管片配筋為 內(nèi)筋選用 9φ 32 的鋼筋進(jìn)行布置 As 72346 63741 外筋選用 9φ 20 的鋼筋進(jìn)行布置 As 28274 20311 驗(yàn)算總的配筋率 279 ρmin 0245 417 式中 As 內(nèi)部配筋的計(jì)算面積 As 外部配筋的計(jì)算面積 418 故有 滿(mǎn)足配筋要求 接縫張開(kāi)量計(jì)算 因 為彈性密封墊采用遇水膨脹橡膠與氯丁橡膠復(fù)合墊 E 很小故采用假定環(huán)向螺栓達(dá)到允許應(yīng)力時(shí)襯砌外側(cè)的張開(kāi)量作為驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)此時(shí) [] 400155 2581N 內(nèi)側(cè)螺栓伸長(zhǎng) mm 422 襯砌外側(cè)張開(kāi)量 ＜ 3mm 423 式中彈性密封墊的寬度 mm E 螺栓鋼筋彈性模量 E NHRB235 所以滿(mǎn)足彈性密封條的防水適應(yīng)能力 圖 43 接縫張開(kāi)量計(jì)算簡(jiǎn)圖 44 千斤頂作用下局部承壓計(jì)算 局部承壓 圓形襯砌外徑 6200mm5500mm盾構(gòu)外徑 6340mmmm為 1500kN179。300 90mm 49 所以屬大偏心受壓情況 式中 e0 截面的初始偏心距 mm ea 軸向力在偏心方向上的附加偏心距 mm ei 修正截面初始偏心距 mm α s 混凝土的保護(hù)層厚度 mm h 管片的厚度 mm e ηei h2 as 410 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 e 62317550 748mm 式中 e 軸向力到受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離 mm η截面的偏心距增大系數(shù)這里取η 10 對(duì)受壓面配筋 411 式中 α 1 矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力 fc 的比值 fc 混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 b 管片寬度 mm ζ b 界限相對(duì)受壓區(qū)高度 fy 鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 h0 截面的有效高度 mm 根據(jù)選定的Ⅲ級(jí) HRB400 鋼筋和 C55 混凝土查表可得 α 1 10 fc 253 b 12m ζ b 0508 360 h0 300mm 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 – 19315 0 按最小配筋率計(jì)算 最小配筋率ρ min 查表得 ft 196 360 0245 412 式中 ρ min 最小配筋率 ft 混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy 鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 413 式中 b 管片寬度 mm h0 截面的有效高度 mm 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 由于受壓區(qū)采用最小配筋則要重新計(jì)算受壓區(qū)高度 414 式中 α 1 矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力 fc 的比值 fc 混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 b 管片寬度 mm e 軸向力到受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離 mm fy 鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 h0 截面的有效高度 mm 截面承受的最大軸力 KN 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 計(jì)算得 968 mm 2 as 100mm 對(duì)受拉面配筋 415 式中 α 1 矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力 fc 的比值 fc 混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 b 管片寬度 mm fy 鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 截面承受的最大軸力 KN 其余各符號(hào)的解釋與前面一致 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 63741 再按 As 0 計(jì)算 As 416 式中各符號(hào)的解釋與前面一致 將已知數(shù)值帶入計(jì)算可得 96525 取兩個(gè)計(jì)算中較小值故 As 63741 2 θ