北京地铁盾构隧道管片设计合理性探讨

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北京地铁6号线盾构区间叠落隧道设计思考

北京地铁6号线盾构区间叠落隧道设计思考

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分析及安全控制 等方 面 , 研 究成果 如 张海波 等人 对上
l 国内外盾构 区问叠落隧道概述
地 铁 线路 在 城 区 地 段 受 规 划 条 件 、 既 有建 ( 构) 筑
海浦东南路站一南浦大桥站 区间长距 离交叠 隧道的模 拟E 2 J 、 张 晓军等人对 深圳地 铁 3号 线红岭 中路站一老 街 站一 晒布站 区间交 叠隧道 的研究 l 3 J 等, 主要研 究 内 容: 一是 近距离 隧道施工 时的相互 影响及其环 境影 响 ;
刘清 文 赵 磊
北京 1 0 0 0 3 7 ) ( 北京城建设计发 展集 团股份有 限公 司


新地大厦两处狭窄通道 , 形成叠落段 , 隧道叠交距 离约
为4 3 7 . 7 m, 最小净距为 2 m; 广 州 地铁 5号 线 区庄 站 一 动 物 园站 区 间 和 动 物 园 站 一 杨 箕 站 盾 构 区 间 , 为 规 避
间特殊 布置形 式 已在国 内外引起各方 的研究热潮 。 盾 构区间 自身叠 落 隧 道 近年 来 在 深 圳 、 北京 、 上 海、 广州、 杭 州等 地 已有 实施 , 如深圳 地铁 2号 线东延 线东门南站一 黄 贝岭站 区问叠落 隧 道 , 该线 路从 东 门 南站 以叠 线 方 式 出 站后 转 为平 行 隧 道 , 重 叠 段 长度 1 1 1 1 7 " 1 ; 深圳地铁 3号线 红岭 中路 站一 老街 站一晒布 站
的南锣鼓巷站 , 向东局部矿 山法后至盾构 始发井 , 叠 落 盾构 区间段为右 K 1 1 + 2 5 3 . 2 8 1~ 右 K 1 1+ 4 9 2 . 0 2 9 , 长 度约 2 3 8 . 7 m。叠 落 段 位 于 中 心城 区 , 地 面 标 高 为 4 4 . 5~ 4 6 . 4 m, 规划 为玉河风貌 保 护 区 及 商 业 区。主

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨【摘要】地铁盾构隧道是地下工程领域的重要组成部分,其管片结构设计对隧道的安全和稳定性具有重要意义。

本文通过对地铁盾构隧道管片结构设计的背景、原则、模型分析、材料选取和施工技术进行探讨,总结了在实际工程中应该注意的关键问题和技术难点。

地铁盾构隧道管片结构的设计要根据地质环境、施工条件等因素进行综合考虑,确保隧道的安全运行。

未来,随着技术的不断发展,地铁盾构隧道管片结构设计将迎来更多机遇和挑战,需要不断创新和提高。

深入探讨地铁盾构隧道管片结构设计是非常重要的,可以为相关工程提供有益的参考和指导。

【关键词】地铁盾构隧道、管片结构、设计原则、模型分析、材料选取、施工技术、重要性、未来发展、挑战与机遇1. 引言1.1 地铁盾构隧道管片结构设计探讨地铁盾构隧道管片结构设计是地铁隧道工程中的重要环节,其设计质量直接关系到隧道的施工质量和运行安全。

随着城市地铁建设的不断推进,对地铁盾构隧道管片结构设计的要求也越来越高。

对地铁盾构隧道管片结构设计进行深入探讨和研究显得尤为重要。

地铁盾构隧道管片结构设计涉及到各种工程原理、材料选择、施工技术等方面的知识。

在设计过程中,需要考虑地质情况、施工环境、工程安全等多个因素,确保设计方案的科学性和可行性。

还需要充分考虑隧道使用寿命、运行安全、维护便捷等方面的需求,为地铁盾构隧道的长期运行提供保障。

本文将对地铁盾构隧道管片结构设计的背景、设计原则、设计模型分析、材料选取、施工技术等方面进行探讨,旨在总结经验、提出建议,推动地铁盾构隧道管片结构设计水平的提高。

希望通过本文的研究,能够为地铁盾构隧道管片结构设计提供借鉴和参考,促进我国地铁隧道工程的发展与进步。

2. 正文2.1 地铁盾构隧道管片结构设计探讨的背景隧道工程是城市地铁建设中的重要组成部分,而地铁盾构隧道管片结构设计则是其中至关重要的一环。

随着城市人口的增长和城市化进程的加快,地铁建设成为解决交通拥堵和环境污染问题的重要手段。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨地铁盾构隧道在城市地下交通建设中发挥着重要作用,而盾构隧道的管片结构设计是其关键部分之一。

本文主要探讨地铁盾构隧道管片结构设计的相关内容,从材料选用、结构设计和施工工艺等方面进行深入分析,旨在为相关领域的研究和应用提供参考。

地铁盾构隧道是指利用盾构机在地下挖掘隧道,并在隧道内安装管片构成隧道结构的一种工程技术。

管片结构是地铁盾构隧道的主要构成部分,其设计的合理性直接影响着隧道的施工质量和使用性能。

地铁盾构隧道管片结构设计主要包括材料选用、结构设计和施工工艺三个方面。

二、地铁盾构隧道管片结构设计的材料选用1. 混凝土材料混凝土是地铁盾构隧道管片结构的主要构造材料,其工程性能和使用寿命直接影响着隧道的安全可靠性。

在材料选用中,需根据隧道的使用环境和荷载条件,选择合适的混凝土配合比和抗压强度等指标,以确保管片结构的抗震、耐久和防水等性能。

2. 钢筋材料钢筋是混凝土管片的加筋材料,能够增强混凝土的抗拉承载能力,提高管片的整体性能。

在材料选用中,需考虑钢筋的材质和规格,以满足隧道结构设计的荷载要求和使用性能需求。

3. 其他材料除混凝土和钢筋外,地铁盾构隧道管片结构设计还需要考虑其他材料的选用,如防水材料、隔离材料和填充材料等。

这些材料在管片结构中起着重要的作用,能够提高隧道结构的防水性能和整体稳定性。

1. 结构类型地铁盾构隧道的管片结构主要包括单曲线管片、双曲线管片和直线管片等不同类型,其结构形式与隧道的曲率半径、车站间距等因素有关。

在结构设计中,需根据隧道的具体情况选择合适的结构类型,以满足隧道的使用需求和施工条件。

2. 梁体设计地铁盾构隧道的管片结构中,梁体是其主要受力构件,需设计合理的梁体尺寸、加筋形式和预应力布置等。

在梁体设计中,需考虑管片的自重和荷载作用,进行受力分析和构造设计,以确保管片结构的受力性能和使用安全性。

3. 连接设计地铁盾构隧道管片结构的连接设计直接关系着隧道结构的整体性能和施工质量。

北京地铁五号线5、6标盾构可行性报告(方案一)127

北京地铁五号线5、6标盾构可行性报告(方案一)127

北京地铁五号线第五、六施工标段方案优化建议书中铁隧道集团有限公司2002年11月1、优化方案的提出北京地铁五号线第五、六施工标段包括:【磁器口站~崇文门站】区间、崇文门站、【崇文门站~东单站】区间和东单站,均采用矿山法施工。

考虑到【磁器口站~崇文门站】区间和【崇文门站~东单站】区间地理位置重要,地面民房密集,降水困难,地面沉降控制要求高等因素,建议【磁器口站~崇文门站】区间和【崇文门站~东单站】区间施工均采用盾构法(方案一);方案二为盾构法只施工【崇文门站~东单站】区间。

2、工程概况2.1、【崇文门站~东单站】区间2.1.1工程量1)、【崇文门站~东单站】区间隧道土建工程,设计里程为K7+043.8~K7+672.364,全长628.564双线延米及左右线联络通道23.75m;2)、区间五号线与一号线联络线的土建工程,全长243.073m;3)、竖井1座,施工横通道70m。

具体见附图1。

2.1.2区间隧道平面位置区间隧道位于崇文门内大街地下,出崇文门站后,沿崇文门内大街逐渐向东偏移至长安街后到达地铁五号线东单站。

沿线设置两段半径分别为2000m及1500m平曲线,左右线间距为16.8m。

见附图1。

2.1.3区间隧道竖向设计崇文门站由于受规划直径线及既有环线影响,轨面标高较低,而东单站又位于地铁复八线之上,站位较高,因此整个区间显示出北高南低的势态。

崇文门站位于3‰的坡度上,在K7+110里程处以半径为5000m的竖曲线变坡为24‰的上坡,到K7+350里程处又以半径为3000m的竖区线变坡为9‰的上坡,至K7+650里程处又以半径为5000m的竖曲线变坡为3‰的上坡到达东单站。

隧道穿越地层主要为中粗砂及圆砾石层,隧顶埋深14.6~9.6m。

具体见附图2。

2.1.4区间隧道周边环境【崇文门站~东单站】区间横穿东西向长安街,南北紧邻东单北大街、崇文门内大街,都是北京重要的交通干道,交通流量很大。

周围公交线网密集,长安街沿线公交线路有1、4、52、10、20、54、120、420、728、802、特1路等;东单北大街—崇文内大街沿线有3、8、24、39、39支、41、106、108、111、110、116、803路等,与车站形成换乘节点,沿长安街方向已经开通地铁1号线,在东单路口东侧设有车站,与5号线形成“T型”换乘。

地铁盾构法隧道管片设计的主要问题解析

地铁盾构法隧道管片设计的主要问题解析

地铁盾构法隧道管片设计的主要问题解析摘要:本文主要针对地铁盾构法隧道管片设计展开分析,思考了地铁盾构法隧道管片设计的关键性的问题,并对其问题的主要的解决方法进行了分析,希望可以为今后的设计工作带来参考。

关键词:地铁盾构法,隧道管片,设计,问题前言在地铁盾构法隧道管片设计的过程中,我们应该充分考虑到设计的重要性,对于设计的一些比较关键的地方进行重点关注,全盘考虑设计的所有问题,提高设计水平。

1、地铁盾构法隧道管片概述随着各大城市地铁交通的迅猛发展,造价低、机械化程度高的盾构法施工技术应用得越来越广泛,而标志隧道总体质量水平的管片使用数量也越来越多。

管片是隧道预制衬砌环的基本单元,管片的类型主要有钢筋混凝土管片、钢纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。

管片按拼装成环后的隧道线形分为:直线段管片、曲线段管片及既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片,其中曲线段管片又分为左转弯管片和右转弯管片。

盾构管片是盾构施工的主要装配构件,是隧道的最外层屏障,承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。

盾构管片的质量直接关系到隧道的整体质量和安全,影响隧道的防水性能及耐久性能,对控制地铁隧道的质量,保持地铁隧道的线形和保证地铁隧道使用寿命起着关键作用。

2、管片结构形式目前我国地铁工程中,盾构管片主要采取两种形式。

一种为楔形环(也称通用环)形式,其主要特点是采用一环具有楔形的管片,施工时通过调整每环之间不同组合的各块环片相对位置,拼装出隧道线形需要的直线段与曲线段隧道。

因而理论上只需要一种管片(包括钢模)即可实现任何线形隧道的掘进施工。

另外一种是在直线段隧道使用无楔环管片拼装,曲线段隧道则是在无楔环的基础上,增加有楔环进行组合拼装的直、曲组合环(也称普通环)形式。

因此,一般情况下,直、曲组合环形式的盾构管片应需要两种以上的管片(钢模)才能完成曲线隧道的掘进施工。

目前国内几个大城市地铁隧道用的管片形式,上海、北京为直、曲组合环形式;广州、深圳、南京则两种管片形式都采用。

地铁盾构法施工管片的选型及探讨

地铁盾构法施工管片的选型及探讨

隧道盾构法施工中的管片选型1 概述盾构法施工作为现代隧道施工比较先进的科学的方法,具有对围岩扰动小、施工速度快、作业安全、隧道建成后投入运行早等优点。

盾构法隧道施工中采用预制拼装块(管片)做为永久支护,或永久支护的一部分。

管片一般分为左、右转弯环和标准环。

可以由专门从事砼制品的具有较高水平的厂家提前制作,从而缩小施工用地、加快施工速度,特别对于城市中昂贵的地价、工期相对较短具有重大的意义。

2 影响管片选型的主要因素2.1隧道设计线路隧道设计线路各要素的特征原则上决定了管片拼装成环后横断面的走向,也在总量上限制了管片在一个施工合同中的综合类型分布。

2.1.1曲线地段曲线地段线路的曲线要素、纵向坡度的大小、不同衬砌环和组合特征(楔形量、锥度、偏移量等)决定了要安装的管片类型。

线路所要求提供的圆心角:α=180L/πR式中:L—一段线路中心线的长度;R—线路曲线半径。

K块(封顶块)不同位置时管片锥度的计算:β=2arctg(δ×cosθ/2D)式中: β—管片成环后的锥度。

标准环为0。

δ—转弯环楔形量,即转弯环管片12:00时水平方向内外宽度差。

D—管片外径。

θ—K块所在位置对应的角度。

线路所需要的圆心角α相等的X环不同类型的组合,管片选型时应按这种组合为基准来实施。

2.1.2直线地段直线地段原则上装标准环,只是在适当的时候靠转弯环来完成线路的纵向坡度,以及调整盾构机掘进过程中偏离中线的偏移量。

2.2盾构机姿态盾构机姿态决定管片选型盾构机姿态在某种程度上决定了管片选型。

我们在选择要安装的管片类型时,一定要考虑盾构机的趋势、盾构机偏移中线在水平和竖直方向的程度,以及计划要在以后几环中调整盾构机到隧道中心线上。

比如盾构机竖直方向偏移中线16mm,每环L使下一环向下低头4mm,10才能调整过来,但此时一定还要同线路的水平特性、盾构机则最少需要4环L10上下趋势等相结合。

2.3盾尾间隙管片安装是在盾尾壳体的支护下完成,安装完的管片应该处于盾尾的正中央,也就是说,管片外壁和盾尾内壁之间的孔隙是匀均的。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨1. 引言1.1 背景介绍当今社会,城市交通日益繁忙,地铁作为城市重要的交通工具之一,受到了越来越多的关注和重视。

地铁隧道作为地铁线路的重要组成部分,承载着巨大的交通压力。

在地铁隧道的建设过程中,盾构法是一种常见且广泛应用的隧道掘进技术。

而盾构隧道的管片结构作为地铁隧道中的关键组成部分,具有很大的重要性。

管片结构的设计直接影响着地铁隧道的安全性、稳定性和使用寿命。

合理的管片结构设计能够有效减少地铁隧道施工阶段和使用阶段的风险,提高地铁线路的整体运行效率。

研究地铁盾构隧道管片结构设计原则、优化方法、施工技术和质量控制等方面的内容,有助于提高地铁隧道的建设质量和运行安全性。

本文旨在探讨地铁盾构隧道管片结构设计的关键技术和发展趋势,为相关研究和实践提供参考,并在此基础上提出建议和展望,推动地铁隧道管片结构设计的不断进步。

1.2 研究目的研究目的是通过对地铁盾构隧道管片结构设计的探讨,深入了解和总结相关原则和技术,为今后地铁盾构隧道管片结构设计提供参考和指导。

具体来说,研究目的包括以下几个方面:通过对管片结构设计原则的分析和总结,探讨如何在不同地质条件下选择合适的材料和结构形式,以确保管片结构的稳定性和耐久性。

通过管片结构参数优化设计的研究,探讨如何最大程度地减少材料消耗和提高结构强度,从而降低工程成本并提高工程效率。

通过管片结构施工技术的探讨,分析如何在施工过程中合理安排施工顺序和采用先进的施工设备,以确保管片结构的质量和减少施工风险。

通过管片结构设计的新思路的研究,探讨如何结合现代技术和理念,创新管片结构设计方案,提高设计水平和推动管片结构设计领域的发展。

通过以上研究,旨在为地铁盾构隧道管片结构设计提供更加科学和有效的设计方法,推动相关技术的进步和应用。

1.3 研究意义地铁盾构隧道管片结构设计是地铁隧道工程中至关重要的一部分,其设计的科学性和合理性直接影响地铁运营的安全和效率。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨【摘要】地铁盾构隧道管片结构设计是地铁隧道建设中的重要环节,本文通过探讨其设计原理、方法、材料选用、施工技术及质量控制等内容,旨在揭示其对地铁建设的重要性,展望未来发展前景。

地铁盾构隧道管片结构设计的研究具有重要的实际意义,能够提高施工效率、保障施工安全、优化工程质量。

通过本文的研究成果总结,对地铁盾构隧道管片结构设计领域的发展有着积极的促进作用。

这些研究成果将为地铁隧道工程的发展提供有益借鉴,推动地铁隧道建设向着更加安全、高效、可持续的方向不断发展。

【关键词】地铁盾构隧道、管片结构、设计探讨、背景、研究意义、研究目的、设计原理、设计方法、材料选用、施工技术、质量控制、重要性、发展前景、研究成果总结。

1. 引言1.1 地铁盾构隧道管片结构设计探讨的背景地铁盾构隧道是城市地下交通建设中常见的工程方式,其设计以及施工都是需要高度重视的环节。

而地铁盾构隧道管片结构作为地铁隧道中重要的组成部分,其设计对于地铁运行的安全性和稳定性起着至关重要的作用。

在过去的地铁建设过程中,隧道管片结构设计的问题时有发生,导致了一些地铁运行事故的发生,给城市交通带来了影响。

为了提高地铁隧道管片结构设计的水平,减少事故的发生,加强地铁隧道的安全性,以及提高地铁运行的效率,对地铁盾构隧道管片结构设计进行探讨是非常必要的。

通过对地铁盾构隧道管片结构设计的深入研究和讨论,可以不断积累经验,总结成功的经验,发现问题并解决问题,从而为地铁盾构隧道管片结构设计提供更好的参考和指导,保障地铁建设的顺利进行和城市交通的安全畅通。

1.2 研究意义研究意义是指了解和探讨地铁盾构隧道管片结构设计的重要性和意义。

盾构隧道是地下工程的重要组成部分,其管片结构设计直接关系到隧道的安全运行和使用寿命。

通过深入研究地铁盾构隧道管片结构设计,可以提高隧道设计的精准性和可靠性,减少设计错误和施工风险,保障地铁运行的安全和稳定性。

随着城市地铁建设的快速发展,不断探讨和完善地铁盾构隧道管片结构设计方法,可以促进地铁建设的科学化和规范化,推动地下工程技术的进步和创新。

北京地铁盾构隧道管片设计合理性探讨

北京地铁盾构隧道管片设计合理性探讨

收稿日期:2006-05-08作者简介:郭玉海(1972-),男,北京人,工程师,现从事地铁盾构隧道施工和研究工作。

文章编号:1009-7767(2006)04-0244-04北京地铁盾构隧道管片设计合理性探讨郭玉海1,陈丹2,袁大军2(1.北京市政集团第四工程处,北京100073;2.北京交通大学隧道与地下工程研究中心,北京100044)摘要:介绍了管片衬砌内力计算理论———修正惯用法和梁-弹簧模型法,并分别用其计算北京盾构地铁隧道的两个工程实例,通过比较分析得出梁-弹簧模型更符合北京地铁隧道工程实际。

最后,通过理论分析,推荐使用梁-弹簧模型法对北京地铁隧道管片进行设计优化,可减少其配筋量,为北京地铁工程创造更高的经济效益和社会效益。

关键词:隧道工程;盾构管片;修正惯用法;梁-弹簧模型法中图分类号:U455.43文献标识码:BDiscussiononRationalityofSegmentDesignforShieldTunnelingofBeijingMetroGUOYu-hai,CHENDan,YUANDa-jun北京地铁隧道目前正处建设高峰期,工期非常紧张。

由于城市建(构)筑物拥挤,地下管线错综复杂,以往传统施工方法(明挖法、盖挖法及浅埋暗挖法等)的局限性日益突出。

盾构工法则以其安全快速的优点得到了广泛应用,而作为盾构工法关键要素之一的隧道衬砌———管片,其设计与制造费用占盾构隧道建设费用的很大比重。

管片厚度、配筋率、混凝土强度等设计参数的合理与否,对体现盾构工法优越性、降低建设造价及提高工程经济性影响甚大;其设计的合理性与管片采用的计算模型密切相关。

因此,选择合理的管片计算模型至关重要。

目前,北京管片设计计算模型是采用日本70年代提出的修正惯用法[1]。

该计算模型未考虑管片接头的影响,计算简单,但用于北京地层是否经济合理未作深入研究。

而梁-弹簧模型法[1]是建立在错缝拼装、考虑管片螺栓接头形式和大小一种计算方法,为目前日本国内规范推荐使用,该模型较符合北京地铁隧道管片拼装实际状况,但用于北京盾构隧道管片设计是否更经济合理,须作分析研究。

关于地铁盾构结构设计的几点思考

关于地铁盾构结构设计的几点思考

关于地铁盾构结构设计的几点思考引言管片是盾构结构设计中非常重要的一种衬砌手段,这种手段在盾构结构设计中所占的比重是比较大的,特别是在设计和经费方面,所以说管片设计的合理性,能够影响到整个盾构结构设计工程的合理性和工程的经济效益。

本文提出了集中应用与管片盾构结构设计中的方法,提出了地铁盾构隧道的设计建议以及管片裂缝控制的合理性建议。

一、管片结构设计力学理论基础现在的进行盾构结构设计的时候应用的设计方法是很多的,但是最常用的还是几种比较典型的设计方法,包括惯用法、修正惯用法、多铰圆环法、梁·弹簧法。

下面对这几种设计方法进行了介绍。

(一)惯用法惯用法是将管片的环看作是一个刚度均匀的环来进行相应的计算的,这种方法不需要考虑管片在接头的部分弯曲度下降的因素,管片环应该具有和管片主截面相同的刚度。

(二)修正惯用法修正惯用法也是需要将管片环看做是一个刚度均匀的环,修正惯用法与惯用法的主要不同点就是修正惯用法在考虑管片接头部分的时候,认为弯曲刚度是下降的以及花香螺旋处的弯矩上升,将衬砌圆环考虑成一个弹性匀质的圆环,在计算的时候用刚度折减系数η来表示环向接头的影响,在设计计算的时候不考虑接头的具体位置,也就是说只是仅仅的降低了衬砌圆环的整体上的抗弯刚度。

刚度折减后的衬砌圆需要用曲梁单元来进行模拟,在设计计算的过程中应用了小于1.0的系数ξ来表示错缝拼装时引起的附加的内力值。

在设计计算中初步确定管片的参数的时候,ξ的取值范围应该是百分之二十到百分之三十。

(三)多铰圆环法多铰圆环法需要将管片的接头位置看作是一个铰结构来进行设计考虑,多铰圆环本身的结构就是一个非常稳定的结构,应用到隧道中之后,在隧道周围岩石等的挤压作用之后能够成为更加稳定的结构,所以说这种设计方法主要适合与那些隧道围岩状况良好并且能够具有普遍抗力的情况之中,所以说适用的范围比较小。

(四)梁·弹簧法在梁·弹簧法的设计过程中,需要将管片的主截面进行模拟,模拟成为一个梁结构,将管片环向接头进行模拟,模拟成旋转弹簧结构,将管片径向接头进行模拟,模拟成为剪切弹簧,将地层与管片环之间的相互作用进行模拟,模拟成为地层弹簧来进行表示。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨地铁盾构隧道是目前城市地下交通系统建设中常见的一种结构形式,盾构隧道管片是盾构隧道结构中的重要组成部分。

管片结构的设计对于盾构隧道的稳定性和安全性有着重要的影响,因此需要进行深入的探讨和分析。

盾构隧道管片结构设计的探讨可以从以下几个方面展开:材料选取、结构设计、施工工艺等。

在盾构隧道管片结构设计中,材料选取是至关重要的一环。

合适的材料可以保证管片的强度、耐久性和稳定性,从而保证隧道的安全运行。

一般来说,盾构隧道管片一般采用钢筋混凝土材料,因为这种材料具有良好的强度和耐久性,同时施工也比较方便。

在材料选取上,需要考虑材料的性能、成本和施工难易程度等因素。

在结构设计方面,盾构隧道管片需要考虑到各种外部环境因素和内部负荷,设计出合理的结构来确保管片的稳定性和耐久性。

盾构隧道管片结构设计需要充分考虑到外部地质条件、地下水情况、地震影响等因素,从而设计出适应不同地质环境的管片结构。

管片结构设计还需要考虑到管片的连接方式、密封性能、防水措施等方面,确保管片组成的整体结构稳定可靠。

在施工工艺方面,盾构隧道管片结构设计需要考虑到施工的可行性和安全性。

盾构隧道管片的施工常常需要借助于专用的盾构机械,需要考虑到盾构机械的施工要求和管片安装的操作流程,从而设计出符合施工工艺的管片结构。

施工工艺还需要考虑到管片的防水、防裂、防渗等技术要求,确保管片在施工过程中能够保持良好的结构完整性。

在盾构隧道管片结构设计探讨中,还需要考虑到管片的维护和管理问题。

盾构隧道管片作为地铁隧道结构的一部分,需要定期进行检查、保养和维修,以保证其长期稳定运行。

在管片结构设计中需要考虑到管片的维护便捷性、耐久性和维修成本等因素,设计出符合维护管理要求的管片结构。

盾构隧道管片结构设计是一个复杂而重要的工程问题,需要在材料选取、结构设计、施工工艺和维护管理等方面进行深入的探讨和分析。

只有设计出合理、稳定和耐久的管片结构,才能确保地铁盾构隧道的安全运行,从而为城市地下交通系统的建设和发展做出贡献。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨地铁盾构隧道是一种常用的地下交通隧道建造方式,其结构设计是关键之一。

隧道管片结构设计的目标是确保隧道的安全和可靠性。

本文将探讨地铁盾构隧道管片结构设计所涉及的主要方面。

地铁盾构隧道管片的材料选择是结构设计的第一步。

主要考虑因素包括材料的强度、耐久性和防水性能。

一般情况下,钢筋混凝土是常用的材料,因其具有较高的强度和耐久性,并且相对容易加工和施工。

但在某些特殊情况下,如地质条件恶劣或者需要较轻的结构,也可以考虑其他材料,如特殊混凝土、玻璃钢等。

管片的尺寸设计是关键的一部分。

隧道管片的尺寸应根据地铁盾构机的直径和施工要求进行设计。

一般来说,管片的长度应根据隧道的间距进行调整,以确保施工的顺利进行。

管片的宽度和厚度也应根据地铁盾构机的承载能力和隧道的使用要求进行设计。

地铁盾构隧道管片结构设计还需要考虑连接方式。

常用的连接方式有搭接式和搭接式连接。

搭接式连接是通过在管片上设置凸缘和凹槽来实现的,这种连接方式简单易行,但对准确度要求较高。

搭接式连接是通过在管片上设置连接件,如钢筋、螺栓等来实现的,这种连接方式效果更好,但需要更复杂的施工工艺。

地铁盾构隧道管片结构设计还需考虑隧道的地下环境和使用要求。

地下环境可能包括地下水、土壤条件等,需要根据实际情况进行考虑。

使用要求可能包括隧道的载荷要求、振动和噪声要求等,需要进行综合分析和设计。

地铁盾构隧道管片结构设计涉及材料选择、尺寸设计、连接方式以及地下环境和使用要求等方面。

合理的结构设计能够保证地铁盾构隧道的安全和可靠性,对于城市交通建设具有重要意义。

在实际工程中,需要根据具体情况进行综合考虑和设计。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨地铁盾构隧道是地下城市交通建设中常见的重要工程,其管片结构设计对于隧道的安全性和稳定性有着至关重要的影响。

本文将对地铁盾构隧道管片结构设计进行探讨,分析其设计原理和关键技术,为相关工程实践提供参考。

地铁盾构隧道在施工过程中采用盾构机械进行开挖和支护,最终形成的隧道结构由管片组成。

管片作为隧道的主要支护结构,其设计原理主要包括以下几个方面:1. 结构承载能力:管片需要具有足够的承载能力,能够承受地下水压力和地表荷载,保证隧道的稳定性和安全性。

2. 接缝设计:管片之间的接缝设计要求严格,确保在车辆和地下水的作用下不会产生渗漏和开裂,保证隧道的密封性。

3. 防水设计:隧道地下部分需要具备一定的防水设计,以保证地铁隧道的运营安全。

4. 隧道变形控制:管片结构的设计还需要考虑到隧道的变形情况,尽量减小隧道在使用过程中的变形。

地铁盾构隧道管片结构设计涉及到多个关键技术,包括材料选择、连接方式、施工工艺等方面。

以下是其中几个关键技术的探讨:1. 材料选择:管片的材料选择需要考虑到其强度、韧性和抗腐蚀性能。

目前常用的管片材料有混凝土、钢筋混凝土和复合材料等,根据实际情况选择合适的材料是管片结构设计的重要一环。

2. 连接方式:管片之间的连接方式主要有搭接式连接和榫槽式连接两种,连接方式的选择需要考虑到其密封性和承载能力。

3. 施工工艺:盾构机械施工过程中,需要精确控制开挖和管片安装过程,确保管片结构的准确性和稳定性。

三、地铁盾构隧道管片结构设计实践案例1. 北京地铁10号线盾构隧道工程北京地铁10号线盾构隧道采用复合管片结构,以满足地下水压力和地面荷载等要求。

在设计过程中,针对北京地区的地质条件和地下水情况,对管片的材料选择和连接方式进行了综合考虑,最终取得了良好的效果。

上海地铁1号线盾构隧道采用钢筋混凝土管片结构,通过对接缝设计和防水设计的精确控制,保证了隧道的运营安全和稳定性。

在实际工程中,严格控制施工工艺,确保了管片结构的准确安装,取得了良好的成效。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨随着城市的发展,地铁建设越来越受到人们的重视。

在地铁建设中,隧道是非常重要的一个环节。

而地铁隧道的建设离不开盾构技术。

盾构隧道是一种应力连续的结构,其稳定性和安全性对于地铁建设至关重要。

而管片是盾构隧道的基本构件,其结构设计更是直接决定了地铁隧道的安全和稳定性。

因此,对地铁盾构隧道管片结构设计进行探讨和研究,对提高地铁隧道的建设质量和安全水平具有非常重要的意义。

首先,管片结构设计需要考虑地质条件和盾构机的工作状态。

在地铁建设中,盾构隧道建设一般分为典型地质段和复杂地质段两种情况。

因此,针对不同的地质条件,管片的结构设计也会有所不同。

同时,盾构机的工作状态也会对管片结构设计产生影响。

例如,在盾构机前方的地质条件较好时,管片可以减少环状补强构件;而如果地质条件较差,盾构机会受到更大的阻力,需要加强管片的结构以保证施工安全。

其次,管片结构设计需要考虑管片自身的强度和刚度。

盾构隧道的管片结构需要能够承受地下水压力、土压力、车载荷载等多种载荷作用,因此管片的强度和刚度是非常重要的。

通过合理的结构设计、选用适当的材料和加强设计等措施,可以提高管片的强度和刚度,从而提高地铁隧道的稳定性和安全性。

其三,管片结构设计需要考虑其与环缝的连接方式。

一般情况下,管片是通过环缝来连接的。

环缝连接方式对管片的结构设计和制造都有特殊的要求。

例如,环缝设计需要考虑管片的受力情况和连接的精度;同时在制造过程中,需要注意环缝的制造和连接精度,以确保管片的连接质量和安全性。

最后,管片结构还需考虑施工方便性和经济性。

地铁盾构隧道建设需要统计成本,并尽量减少工期,因此管片的结构设计也需要考虑到施工的方便性和经济性。

例如,可以采用模块化结构设计,以方便加工和运输;同时还可以优化构件的布局和减小构件数量,以降低制造成本和施工难度。

综上所述,地铁盾构隧道管片结构设计对提高地铁隧道建设的安全性和稳定性至关重要。

在管片结构设计过程中,需要考虑地质条件和盾构机的工作状态,管片自身的强度和刚度,管片与环缝的连接方式以及施工方便性和经济性等因素。

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨

地铁盾构隧道管片结构设计探讨地铁盾构隧道是城市地铁建设中常用的隧道施工方法,其管片结构设计对隧道的安全性和稳定性有着重要的影响。

本文将对地铁盾构隧道管片结构设计进行探讨,分析其设计原理和关键技术,以期为地铁隧道工程设计提供参考和借鉴。

一、地铁盾构隧道概述地铁盾构隧道是一种利用盾构机械设备进行隧道开挖,并在后续施工过程中逐步安装预制的环形混凝土管片,最终形成一条完整的隧道结构的方法。

盾构隧道工法因其施工速度快、对地表干扰小等特点,被广泛应用于城市地铁建设中。

盾构隧道的管片结构通常包括拱顶板、墙板和底板三部分,它们紧密连接在一起,形成一个整体结构,支撑和稳定着地下土体,并使其不受地表交通和建筑物的影响。

二、地铁盾构隧道管片结构设计原理1. 结构设计原理地铁盾构隧道管片结构设计的基本原理是确保隧道结构的整体稳定和承载能力。

在设计过程中,需要考虑隧道所处地质条件、地下水情况、地表荷载和交通荷载等因素,合理确定管片的尺寸、强度和连接方式,以保证隧道结构在使用过程中不会发生变形、开裂或失稳等问题。

地铁盾构隧道管片结构设计需要符合国家相关标准和规范的要求,包括《城市地铁盾构隧道设计规范》、《地下工程施工技术规范》等。

设计要求包括管片的尺寸精度、混凝土的强度等技术指标,以及连接方式、防水措施、抗震能力等隧道结构的安全性要求。

1. 材料选用地铁盾构隧道的管片通常采用高强混凝土预制构件,其混凝土强度需符合设计要求,并具有良好的抗渗性、抗冻融性和持久性。

管片的钢筋、钢筋混凝土连接器等材料也需要具备相应的技术性能,以保证隧道结构的安全可靠。

2. 结构连接地铁盾构隧道的管片之间需要进行精准的连接,通常采用钢筋混凝土搭接连接或机械连接的方式。

连接部位需要具备一定的承载能力和变形能力,以适应地下土体的变形和应力变化。

3. 水防护地铁盾构隧道施工过程中,需要采取相应的水防护措施,以防止地下水渗入隧道结构内部,导致管片混凝土开裂和腐蚀。

北京地铁盾构隧道设计施工之要点

北京地铁盾构隧道设计施工之要点

北京地铁盾构隧道设计施工之要点北京城建设计研究总院杨秀仁摘要:北京地铁五号线首次在北京地区采用盾构法修建地铁隧道,盾构试验段工程已经取得成功。

鉴于盾构隧道设计和施工在很大程度上依靠于地质条件,而北京与上海和广州的地质条件差异很大,无法照搬其经验,因此,通过盾构试验段工程对设计和施工进行了系统的研究,并取得了大量的研究成果。

本文以这些设计和施工研究的成果为基础,对设计和施工要点进行阐述,供今后的工程参考和借鉴。

一、工程背景及盾构隧道基本情况1、地铁五号线概况北京地铁五号线南起丰台区的宋家庄,北至昌平区的太平庄。

线路全长27.6Km,在四环路南北分别采用了地下和地面、高架线路型式,南段的地下线长16.9km,北部的地面和高架线10.7km。

全线共设22座车站,其中地下站16座,高架和地面站6座。

图1为地铁五号线工程线路示意图。

在地铁五号线工程地下线路段,部分线路在现状宽广的道路下方通过,地面限制条件少,采用技术较为成熟的矿山法施工;而部分线路受环境条件限制,隧道基本在现状低矮破旧的建筑物下通过,对地面沉降的要求较高,加上工程地质和水文地质条件复杂,地面无条件降水,推荐采用盾构法施工。

采用盾构法施工的区段为宋家庄~刘家窑地段、东单~和平里北街地段。

2、盾构试验段概况由于北京以往没有采用盾构法施工地铁隧道的工程经验,且本地区的地质条件与国内其他采用过盾构法施工的城市有比较大的区别,为了确保地铁五号线正式施工能够顺利进行,首先选择正线典型的地段开展试验段施工,以摸索和把握北京地区特有条件下的盾构隧道设计、施工技术。

盾构试验段选在北新桥站~雍和宫站区间线路的左线(西侧),试验段隧道长度约688m。

试验段线路平面见图2,由图上可以看出,试验段隧道基本在现状建筑物下方穿过。

图2 盾构试验段线路平面图3、试验段工程地质及水文地质条件(1)工程地质条件试验段范围内的地层从上到下依次为●人工填土层(Qml),其中包括:杂填土①-1:主要成份为碎石、炉灰、房碴土等,稍湿,局部呈饱和状态,松散~稍密,一般厚度为1~1.5m,局部最厚处为2.7m。

地铁盾构隧道管片选型

地铁盾构隧道管片选型

将数据代入得θ =0.458 根据圆心角的计算公式: a=180L/∏R 式中: L-一段线路中心线的长度; R-曲线半径,取1000m 而θ = a 将之代入,得出L=7.994m 上式表明,在800m的圆曲线上,每隔7.994m要用一 环转弯环,管片长度为1.2m,就是说,在800m的 圆曲线上,标准环与转弯环的拼装关系为6环标准 环+1环转弯环。
调整的基本原则
哪边的盾尾间隙过小,就选择拼装反方向的 转弯环。在不同点位拼装一环左转弯环的盾尾 间隙调整。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,直至盾尾与管 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。
1、 管片选型要适合隧道设计线路
当一个盾构工程开工之前,就要根据设计线路 对管片作一个统筹安排,通常把这一步骤叫管片 排版。通过管片排版,就基本了解了这个线路 需要多少转弯环(包括左转弯、右转弯),多 少标准环,曲线段上标准环与转弯环的布置方 式。现根据北京地铁四号线二十标段工程颐和 园 --- 北宫门区间的管片排版, 其简要技术参数 如表1所示。
2) 盾构机掘进 盾构机应尽量根据设计线路进行掘进,避免产生 不必要的偏差,这样基本可以根据管片排版进行管 片拼装,也有利于管片按计划进行生产。如果盾构 机偏离设计线路,在纠偏过程中也不要过急,否则 转弯环管片的偏移量跟不上盾构机的纠偏幅度,盾 尾仍然会挤时间坏管片。
目前,有些较为先进的盾构机上配备的自动测量系 统已经有了自动进行管片选型的功能。但该系统还不 是很完善,所以在实际的管片选型的过程中,还需要 人工进行复核和修正。 在盾构工程中管片选型是一项较为复杂且极为重要 的工作,对此应该认真对待,一旦选型失误,将会对 隧道质量产生重大影响。

北京盾构隧道管片及联络通道标准化设计的研究的开题报告

北京盾构隧道管片及联络通道标准化设计的研究的开题报告

北京盾构隧道管片及联络通道标准化设计的研究的开题报告1. 研究背景及意义大规模城市建设和交通基础设施建设需要大量的地下隧道,而盾构隧道是其中一种常见的隧道类型。

盾构隧道管片及联络通道是盾构隧道中的重要组成部分,其设计质量和施工效率直接影响到隧道的稳定性和安全性。

然而,目前盾构隧道管片及联络通道的设计大多数仍采用传统的手工绘图方式,难以满足快速开展工程建设的需求,而且由于设计师的经验和素质存在差异,导致设计结果往往存在着不合理的情况。

因此,将盾构隧道管片及联络通道的设计标准化,可提高设计效率和设计质量,确保工程的安全。

2. 研究内容本研究将探索盾构隧道管片及联络通道的标准化设计,并主要从以下三个方面展开研究:(1)盾构隧道管片的标准化设计:主要研究盾构隧道管片设计的标准化流程和方法,通过建立管片设计参数的标准化体系,实现有效的管理和控制。

(2)联络通道的标准化设计:主要研究联络通道的设计标准和规范,针对常见的连接方式和变化情况,制定适用于不同场景的标准化设计方案。

(3)标准化设计软件的开发:基于盾构隧道管片及联络通道的标准化设计流程,开发一套可视化的设计软件,实现快速设计和标准化管控。

3. 研究方法本研究将采用文献调研、实地调查、实验室测试和软件开发等方法,具体步骤如下:(1)文献调研:通过收集国内外相关文献,深入了解现有的盾构隧道管片及联络通道设计方法和标准。

(2)实地调查:实地走访盾构隧道的建设工地,了解实际建设情况,掌握现场设计的实际操作和问题。

(3)实验室测试:在实验室中对盾构隧道管片材料进行测试,获取管片机械性能数据,为管片设计提供定量的参数支持。

(4)软件开发:基于盾构隧道管片及联络通道的标准化设计流程,开发一套可视化、操作简单的标准化设计软件。

4. 研究预期成果本研究将设计一套盾构隧道管片及联络通道的标准化设计流程和标准规范,开发一套可视化的标准化设计软件,实现从设计到施工全流程的标准化管控,提高设计效率和质量,减少施工难度和风险。

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环间接头
图 2
管 片 截 面 内 力
1 2 梁一 簧法 理论 基础 . 弹 梁一 弹簧 法是 根据 日本 实 际情 况 ,考虑 错接 头 的 拼 装效 应 而 采 用 的方 法 . 村 上 ( rk mi和 小 泉 是 Mua a ) ( ozm ) 弹性 铰 圆环 模 型基 础 上 考虑 错 缝 拼装 效 K i i在 u 果 : 用 弹簧 来 评 价 环 间 的抗 剪 阻 力 , 用 来解 释 管 采 可 片 接头 的转 动和剪 切 特征 , 并且 还 给 出 了管 片纵 向接 头剪 切效 应 的解 析方 法 ( 又叫 M— K法 ) 此 模 型 同时 。 考虑 了管 片接 头 刚度 、接 头位 置及 错缝 拼 装效 应 , 是
程 实 例 . 过 比较 分 析 得 出 梁 一 簧 模 型 更 符合 北 京 地 钦 隧道 工 程 实 际 。 通 弹 最后 , 过 理 论 分 析 , 荐 使 用 粱 一 簧 模 型 法 对 通 推 弹 北 京 地 铁 隧道 管 片进 行 设 计 优 化 , 减 少 其 配 筋量 , 北 京 地 铁工 程创 造 更 高 的经 济 效 益 和社 会 效 益 。 可 为 关 键 词 : 道 工 程 ; 构 管 片 ; 正 惯 用 法 ; 一 簧 模 型 法 隧 盾 修 梁 弹
考虑 管片螺 栓接 头形 式 和大小 一 种计 算 方法 , 目前 为 日本 国 内规 范推 荐使 用 . 该模 型 较符 合北 京地 铁 隧道
管 片拼装 实 际状 况 . 用 于北 京盾 构 隧道 管 片设计 是 但
否更经 济合 理 . 作 分析 研究 。 须
鉴 于 目前北 京地 铁建 设 的形 势 . 讨 分析 北京 地 探
1 修正 惯 用法和 梁一 弹簧 法的 理论基 础
1 1 修 正 惯 用 法 理 论 基 础 .
隧道 设计 计算 模 型通 常分 为 4种 [ ( ) 2 1 经验 类 比 1 :
模 型 ;2 荷 载结 构 模 型 ;3 地 层 结 构 模 型 ;4 收 敛 () () ()
限制 模 型 。 中最常 用 的是荷 载结 构模 型 和地层 结 构 其 模 型 . 正惯用 法 就属 于荷 载结 构法 。修 正 惯用 法 的 修
铁 盾构 隧道 管片设 计 合理 性非 常必 要 。
收 稿 日期 : 0 6 0 — 8 2 0 — 5 0
作 者 简 介 :郭玉海 (92 ) 男 , 1 7 ~ , 北京人 , T程 师, 现从 事地铁盾 构隧
道 施 丁 和 研 究 丁 作
( 土与水分 离计算 )
Байду номын сангаас
图 1 管 片 所 受 荷 载
中图 分 类 号 :U 5 .3 4 54 文献标识码 : B
Dic so o Ra i na iy o g e sg s usi n n to l fSe m ntDe i n t
frS il u n l go in to o hedT n ei f j gMer n Be i
作 深 入研究 。而梁一 簧模 型法 l 弹 】 】 是建立 在错 缝 拼装 、
接 头处 弯矩 (- ) 1 ̄ M。其 中 : 为 弯 曲刚度 有效 率 ; 叼称 ‘ 为 弯矩 增 大率 , 它为传 递 给邻 环 的弯矩 与计 算 弯 矩之 比。采 用修 正惯 用法 管 片受力 图式 如 图 l 所示 , 片 管
北 京地铁盾构 隧道 管片设计 合理性探讨
郭 玉 海 , 陈 丹 , 大 军 袁
( . 京 市政 集 团 第 四 工 程 处 , 京 1 0 7 ; . 京 交 通 大 学 隧道 与 地 下 工 程 研 究 中 心 , 京 1 0 4 ) 1北 北 00 3 2北 北 0 0 4

要 : 绍 了管 片 衬 砌 内力 计 算 理论 — — 修 正 惯 用 法 和 梁一 簧 模 型 法 , 分 别 用 其 计 算 北 京 盾 构 地 铁 隧道 的 两个 工 介 弹 并
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20 0 6年第 4期
北 京地 铁盾 构 隧道 管片设 计 合理 性探 讨
・4 ・ 2 5
截 面 内力示 意 图如 图 2所 示 . 型 外 荷载 确定 和 内力 模
计算 公式 见相 关 文献 I5 41 1。 [
直梁系统
图 3 梁 一 簧 模 型 弹
设 计 思路 是[: 衬 砌视 为具 有 刚度 3将 ] 的均 质 圆环 ,
用 的很 大 比重 。 片厚 度 、 管 配筋 率 、 混凝 土强 度等设 计 参 数 的合 理 与否 , 对体 现 盾 构 工 法优 越 性 、 降低 建 设
造 价及 提高 工程 经济性 影 响甚 大 : 其设 计 的合 理性 与
将 计算 出 的弯矩 乘 以增 大系 数 ( ) 1 即得 到 管片 体 的
弯 矩 ( 《 ) , 求 出弯矩 乘 以减小 系 数 ( ) 1 将 1 即得 到
管 片采用 的计 算模 型 密切 相关 。因此 . 选择 合 理 的管 片计 算模 型至 关重 要 。 目前 .北 京管 片设 计计 算模 型是采 用 日本 7 0年 代提 出 的修 正 惯用 法Ⅲ 。该 计算 模 型未 考虑 管 片接头 的影 响 . 算 简单 . 用 于 北 京 地 层 是否 经 济 合 理未 计 但
维普资讯
第 2 4卷 第 4期
20 0 6年 7月




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张。 由于城市 建 ( ) 构 筑物 拥挤 , 下管 线错 综 复杂 , 地 以 往传 统施 工方 法 ( 明挖 法 、 盖挖法 及 浅埋 暗挖 法 等 ) 的 局 限性 日益突 出 。 构工法 则 以其 安全 快速 的优 点得 盾 到 了广泛应 用 , 而作 为盾 构 工法关 键 要素 之 一 的隧道 衬 砌—— 管 片 . 其设计 与 制造 费用 占盾构 隧 道建设 费
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