盾构管片设计制做
盾构隧道管片设计方法
盾构隧道管片设计方法随着城市化进程的加快以及城市交通需求不断增加，盾构隧道作为一种高效、安全的地下交通建设方式，越来越受到人们的关注和重视。
盾构隧道的管片设计是盾构隧道施工中非常重要的一环，直接关系到隧道的质量和使用寿命。
下面将介绍盾构隧道管片设计的方法。
1.正确选择材料：在盾构隧道管片的设计中，首先需要正确选择材料。
一般而言，盾构隧道管片的主要材料有混凝土、钢筋和预应力钢筋等。
要选择合适的混凝土强度等级和钢筋型号，以满足设计要求。
2.优化管片结构：在盾构隧道管片的设计中，要根据隧道的特点和施工要求，优化管片的结构。
可以通过在管片的底部增加横隔板和撑筋来提高管片的整体强度和稳定性，同时减小管片的变形。
3.合理布置钢筋：管片的钢筋布置是盾构隧道管片设计中的关键步骤。
合理的钢筋布置可以提高管片的抗弯承载力和抗剪承载力，增加其整体稳定性。
在设计中需要考虑弯剪效应，确定合适的钢筋配筋率。
4.考虑盾构机施工因素：在盾构隧道管片的设计过程中，还需要考虑盾构机施工因素。
盾构机的旋转、推进和撑靠等施工措施会受到管片的约束，因此需要在管片设计中合理设置槽口和固定装置，以便实现盾构机的正常施工。
5.进行力学分析：盾构隧道管片的设计还需要进行力学分析。
通过有限元分析等方法，可以计算管片在施工和使用过程中的受力情况，进一步优化管片的结构和布置方式。
6.进行可靠性分析：除了力学分析外，盾构隧道管片的设计中还需要进行可靠性分析。
通过对管片进行静力、疲劳和耐久性等方面的分析，可以评估管片的安全可靠性，并提出相应的改进方案。
7.进行模拟试验：为了验证设计方案的合理性和可行性，盾构隧道管片的设计还需要进行模拟试验。
通过模拟试验可以获取管片在加载过程中的力学性能数据，进一步改进设计方案。
总结：盾构隧道管片设计是盾构隧道施工中非常关键的一环。
通过正确选择材料、优化管片结构、合理布置钢筋、考虑盾构机施工因素、进行力学分析、进行可靠性分析以及进行模拟试验等方法，可以设计出高质量、安全可靠的盾构隧道管片。
盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]
![盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/ceeb7bc5f46527d3240ce0bd.png)
一、盾构法隧道管片设计
3、衬砌型式及厚度 (2)衬砌厚度选择
1)衬砌管片厚度取值4～6%D,地铁区间隧道一般为4.5～ 5.6%D;大直径隧道相对厚度较小,一般为4～5%D,个人认为从 目前运营的角度看,建议取厚点,管片刚度大, 也有个别隧道达到7%D(青草沙水源地输水隧道,外径6.4m)
2)二次衬砌厚度150mm～350mm, 衬砌厚度的选择与地质条件、荷载条件密切相关,但更多情 况下是经验取值,经计算确定,
盾构法隧道管片类型从材质来说：有铸铁的、钢的、
钢筋混凝土的、钢纤维混凝土的, 从结构形式来说：有箱型、平板型… 从曲线拟合来说： 有通用楔形、左右楔形、标准+左右
楔形 从使用螺栓来说：有直螺栓、斜螺栓、弯螺栓…
从形状来说：有圆形(大多数)、双圆、类矩形、马蹄 形….
目前国内用得比较多的是平板型钢筋混凝土管片,特殊 地段加钢纤维,大直径盾构隧道大多采用通用楔形环,联络通 道局部会用到钢管片,国内全铸铁等材质管片基本没有,
(2)内净空与限界之间的富裕量(软土径向一般预留15cm,最近也预留 到55cm,硬土卵石层等可预留小些) 1)施工误差：一般5cm,拟合5cm, 2)隧道衬砌变形:设计2~3D%,验收规范5~6D% 3)后期变形(沉降或隆起):以前软土预留不足 通常直径6m以下称为小盾构,6m-10m为中盾构,10-14m为大盾
C环 B环(目标环)
A环
接缝回转弹簧K1 径向剪切弹簧K2
切向剪切弹簧K3
M
Hale Waihona Puke 录一、盾构法隧道管片设计 二、盾构法隧道管片建造 三、盾构法隧道管片运营保护 四、管片的缺陷整治与修复 五、结束语
二、盾构法隧道管片建造
1、建立工艺流程布置合理,高效制作的管片厂 办公区外,要考虑： 砂、石料堆放、 钢筋堆放及加工区 钢筋笼制作区 混凝土拌合浇筑 钢模堆放区(与蒸养区一起) 水养池区 成品堆放区
盾构法管片高精度预制工艺设计
盾构法管片高精度预制工艺设计随着综合国力的增强、技术的进步，盾构法施工越来越多的被国内接受。
目前国内地铁已经使用盾构法的城市有上海、广州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等，另外还有其他很多城市正在筹建。
由于盾构施工在工期、安全、质量等方面的优势，一些城市，如上海、南京、武汉等过江隧道工程也越来越多的采用盾构法施工。
但是盾构在隧道内拼装的钢筋混凝土管片需要提前预制，并且需要很高的制作精度、抗压、抗渗、耐久性等要求，所以超大直径盾构管片施工需要我们不断总结，不断提高。
针对超大直径盾构隧道所采用的管片制作精度要求高，混凝土强度高，抗渗要求高，在制作过程中容易出现成型尺寸超差，管片裂纹等问题，提出盾构法管片高精度预制工艺。
1 管片模具安装调试由于管片精度要求很高，所以模具的质量就显得特别关键。
管片模具成模精度误差严格控制在±0.3mm范围内，采用高精度三维测量技术验收。
必须用指定的专用吊具移动组合后的模具，在磨具不在晃动情况下，轻轻落地。
模具在投入使用之前必须要经过调试。
具体做法为，在外观检查完成后，进行精度检测，由技术人员采用内径千分尺对模具内腔12个固定点（F块四个点）进行测量，每个测量点都达到设计标准值允许的误差范围内（±0.3mm），认为管片模具在宽度方向为合格，其他尺寸由用厂家提供的样规来检验。
投入使用的模具，在均衡生产的过程中，要加强细节的管控：1.1 模具清理需要把模具内关键部位如锁孔座、灌浆孔座的混凝土残积物彻底清理干净，可以使用抹布及专用铲配合清理，必须把模具各接触面、拼装面、定位装置表面、密封胶条等清理干净。
1.2 模具组合模具组合前需要检查模具各部件是否洁净，组模要按照正确的顺序，采用扭矩扳手，使用同样大小的扭力，这样可以避免模具产生内力及局部的变形，检查模底板和侧模板的连接缝橡胶密封条有否发生脱落或出现移位，防止由此引起模具精度超差和成品漏浆。
地铁施工盾构管片制作工艺流程
水养护
管片精度检验后需进行水养 护，一般可采用养护池和喷淋 池两种形式。
管片检漏
管片检漏试验按在检漏压力 0.8Mpa 水 压 力 作 用 下 ， 恒 压 6 小时，渗透深度小于5cm为合 格。
管片进入堆场
管片在内弧面醒目处应注明 管片型号，生产日期和钢模编 号。 管片堆放排列对应整齐， 并应搁置在柔性垫条上，垫条 厚度要一致，搁置部位要正确， 并在垫条外有塑料套保护，以 防垫条木质素污染在管片表面。
CO2气体保护焊
钢筋单片及骨架成型均采用 低温焊接工艺，焊接操作工经 过培训，考核合格后凭证上岗。 钢筋骨架须焊接成型，焊缝不 得出现咬肉，假焊、夹碴现象， 焊缝长度，高度必须符合设计 要求。
钢模精度测量
钢模清理必须彻底，砼残渣 必须全部铲除，并用压缩空气 冲净与砼接触的钢模表面，清 理钢模时不准用锤敲和凿子凿， 应沿其表面铲除，严防钢模表 面损坏。 采用内径千分尺测量 钢模宽度，宽度的允许偏差为 ±0.4mm。(钢模精度±0.25mm， 管片要求±0.5mm)
三环水平拼装
管片试生产后必须经过三环 水平拼装检验合格确认后方可 投入正式生产。投入正式生产 后每100环中任抽3环进行水平 拼装，检验合格后可继续进行 管片生产。总结以往拼装平台 经验，采用固定支座型拼装平 台以满足管片拼装直径和平整 度要求。
装车外运
管片应内弧面向上呈元宝形 平稳地放于装有专用支架的运 输车辆的车斗内。
管片混凝土浇筑
砼浇捣分二层摊铺的顺序进 行布料。两端砼摊铺和振捣到 位后，盖上压板，压板压紧压 牢后，再加料振捣。
砼振捣时振捣棒不得碰钢模 模芯、芯棒、钢筋、钢模及预 埋件，以防钢筋支架移位和损 伤钢模。
外时间才可拆除压板，进行 管片外弧面的收水工序。
盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]
一、盾构法隧道管片设计
3、衬砌型式及厚度 (2)衬砌厚度选择
1)衬砌管片厚度取值4～6%D,地铁区间隧道一般为4.5～ 5.6%D;大直径隧道相对厚度较小,一般为4～5%D,个人认为从 目前运营的角度看,建议取厚点,管片刚度大, 也有个别隧道达到7%D(青草沙水源地输水隧道,外径6.4m)
2)二次衬砌厚度150mm～350mm, 衬砌厚度的选择与地质条件、荷载条件密切相关,但更多情 况下是经验取值,经计算确定,
控制混凝土入模温度,冬季、夏季施工
要有针对性措施, (1)、从拌站出拌机的湿料,应在半小时之内到达浇捣点, 塌落度50~80mm,和易性满足浇捣要求,(坍落度检查) (2)、湿料拌制过程中应选加含气量小的,易于气体排出的外加剂,最大限度变 的减少,尤其侧板处的气泡, 浇筑与振捣(欠与过均不合规,试验确定), (1)、砼湿料应分层布料,料斗应紧贴外弧面,分层厚度不大于30cm,插入或振捣 的插入距离应考虑激振力一般不大于30cm, (2)、刮尺应反复多拉,保证外弧面密实,补料较多处一定要振捣, (3)、收水作业必须随捣随光,直到外弧面光实发生初凝,芯棒的松动和拔出应 随温度和季节,一般应在浇捣完后二小时,(混凝土浇捣记录,混凝土试块)
必要是可采用钢筋钢纤维(聚丙烯纤维复合管片), 在常州地铁1号线穿越某大学图书馆设计中,采用钢纤维
管片,效果很好,
二、盾构法隧道管片设计
9、管片防水及耐久性设计 管片防水及耐久性设计应给出水压条件下的抗渗等级,地铁
一般为C50P10,一般要求抗渗透能力不低于2倍的实际水压,地 铁规范要求检漏水压是实际水压的3倍,目前水下隧道管片等级 最高C60P12,下一步根据穿江越海隧道的高水压要求会进一步 提高管片性能等级,
从受力角度,要考虑纵环缝根据地质条件 及抗不均匀沉降的需要,是否设置榫槽,是全缝 面设置、局部设置还是设置抗剪切件,
盾构管片生产方案
目录1．综合说明 (3)1.1编制依据 (3)1.2编制原则 (3)1.3编制范围 (3)2、概况 (4)2.1 工程概况 (4)2.2 管片概况 (4)3、管片生产管理体系 (6)4、管片生产总体安排 (6)4.1管片生产时间 (6)4.2管模数量计算 (7)4.3管片生产模式 (7)4.4 管模设备 (7)4.5 管片预制厂设计 (9)4.6 管片加工 (11)5、劳动力计划及主要设备投入计划 (23)5．1钢筋制作人员安排 (23)5.2混凝土制作人员安排 (24)5.3投入的施工设备表 (24)5.4投入的试验设备表 (26)6、管片试拼装与试验 (26)6.1 管片试拼装 (26)6.2 管片应力测试 (26)6.3 管片检漏能力试验 (26)7、管片质量缺陷预防措施 (27)7.1 对裂纹的控制措施 (27)7.2 对气泡的控制措施 (27)8、管片夏、雨季施工措施 (28)8.1 夏、雨季施工准备 (28)8.2 技术措施 (29)9、管片冬季施工措施 (29)9.1 冬季施工准备 (29)9.2 技术措施 (29)9.3 保温防冻措施 (30)9.4 冬季施工管理 (31)10、管片生产工期保证措施 (31)11、安全管理措施 (31)11.1起重吊装 (31)11.2 电气焊 (32)11.3钢筋切断机 (33)11.4钢筋弯曲机 (33)1．综合说明1.1编制依据⑴施工设计图纸；⑵预制混凝土衬砌管片GB/T22082-2008；⑶水泥分析方法GB/T176-2008；⑷硅酸盐水泥熟料GB/T21372-2008；⑸用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596-2005；⑹铁路混凝土结构耐久性设计规范TB10005-2010；⑺高速铁路隧道工程施工质量验收标准TB10753-2010⑻其它现行设计规范、施工规范、验收标准；⑼管片厂区现场实地勘察、调查资料及规划方案；⑽京津城际延伸线3标施工组织设计；⑾ISO9001质量管理体系；⑿ISO14001环境管理体系；⒀GBT28001职业安全健康管理体系；⒁业主单位及设计单位下发的相关文件。
地铁施工盾构管片制作工艺流程课件
盾构管片作用
盾构管片作为隧道结构的主体，主要 承受来自土层、水压和交通动荷载的 压力。
它能够防止隧道变形、渗漏和坍塌， 保障地铁运营安全和乘客生命财产安全。
盾构管片分 类
根据制作材料的不同，盾构管片可分为钢筋混凝土管片和钢纤维混凝土管片两大 类。
根据管片的开口情况，可分为实心管片和空心管片；根据管片的直径大小，可分 为大直径管片和小直径管片。
原材料选择
选择符合要求的砂、石、 水泥等原材料，确保混凝 土的质量。
配合比设计
根据管片的强度要求和施 工条件，设计合理的混凝 土配合比。
混凝土搅拌与运输
将按照配合比配制好的混 凝土进行搅拌，并运至施 工现场，确保混凝土的状 态和运输过程符合要求。
混凝土浇筑与振捣
浇筑准备
检查模具是否已组装好，确保模具内 无杂物，并对模具进行湿润处理。
管片拼装精度控制
拼装前检查
在拼装前对管片进行精度检查，确保管片无损伤、无变形。
拼装顺序控制
按照规定的拼装顺序进行拼装，确保管片的拼装精度和稳定性。
拼装后检测
拼装完成后进行检测，及时发现并处理拼装误差，确保管片拼装精 度符合要求。
盾构管片制作安全措施
高处作业安全防护
作业人员必须佩戴安全带、 安全帽等个人防护用品。
地铁施工盾构管片制 作工艺流程课件
• 盾构管片概述 • 盾构管片制作工艺流程 • 盾构管片制作质量控制 • 盾构管片制作安全措施 • 盾构管片制作案例分析
目录
盾构管片概述
盾构管片定 义
01
盾构管片是地铁盾构隧道施工中 的重要组成部分，通常由预制的 混凝土管片拼装而成。
02
它具有承受土压、水压、交通荷 载等作用，是维持隧道结构稳定 的关键构件。
地铁施工盾构管片制作工艺流程课件 (一)
地铁施工盾构管片制作工艺流程课件 (一)
地铁施工盾构管片制作工艺流程课件旨在向参与地铁施工的相关工作人员讲解地铁盾构管片制作的具体流程及其注意事项，以便提高施工效率和质量。
下面将从工艺流程的各个环节进行阐述。
一、材料准备
盾构管片制作的材料主要包括硅酸盐水泥、砂子、石粉、矿渣筛末和纤维素等。
在制作前，需要按照一定的比例将各种材料进行混合，并确保其质量达到要求。
二、模具制作
盾构管片采用钢模具进行制作，模具的制作需要根据设计图纸进行加工，确保其尺寸精度和表面光滑度达到要求。
同时，在制作过程中需要定期进行检查，以确保模具的质量。
三、浇筑混凝土
盾构管片制作过程中，需要进行混凝土浇筑。
在浇筑前，需要将模具进行除油、除尘处理，并用清水进行处理，确保模具表面光滑。
混凝土搅拌需要按照一定比例进行，同时需要控制浇注速度和振捣程度，以确保混凝土密实度和质量。
四、晾干与养护
混凝土浇注后，需要进行晾干和养护。
晾干需要按照一定时间进行，一般需要3-5天时间，具体时间根据混凝土材料的特性和环境温度来决定。
养护需要进行水养护，确保混凝土充分硬化，并避免出现开裂现象。
五、拆模与修补
盾构管片制作完成后，需要进行拆模。
在拆模过程中需要避免模具和混凝土表面的损伤，并及时进行修补。
综上，盾构管片制作需要严格按照工艺流程进行，每个环节都需要严格把控，确保制品的质量和性能符合相关标准和要求。
通过对制作流程的详细介绍，工作人员可以更好的掌握操作技巧和注意事项，提高工作效率和质量。
盾构法施工管片设计说明
主要内容
1、特点和分类 3、管片模具设计 5、管片配筋 7、异型盾构
2、 设计计划 4、结构计算分析 6、防水设计 8、发展趋势
1. 特点和分类 — 特点
➢ 预制构件 ➢ 形状不标准。 ➢ 需要组合拼装，组合拼装精度要求高。 ➢ 组合拼装后整体具有良好的防水性能。 ➢ 能模拟空间曲线。 ➢ 三维承载，受力复杂 ➢ 加工精度高。
3. 管片模具设计 设计程序及过程控制
第一步：根据功能要求、周边控制条件和既有设备情况等确定隧道的形状和内径
3. 管片模具设计 设计程序及过程控制
第二步：根据功能要求、耐久性、受力等要求确定隧道采用单、双层衬砌
一般情况下采用单层衬砌，但对于污水隧道、有内压隧道、或管片衬砌里钢 铁等易腐蚀材料采用较多、或结构受力十分复杂、或运营条件对结构腐蚀性较强 等情况下，宜采用双层衬砌。
3. 管片模具设计 设计程序及过程控制
第五步：根据隧道直径、地质情况、受力和 安装要求，确定管片的连接方式，以及连接 件的数量和分布。
➢ 管片的连接通常采用螺栓连接，螺栓连接的数 量块间一般2-3个，环间考虑地质情况、抗震要求 等设置，一般每块不少于2根，一环对于中小直径 盾构控制在10-16个。 ➢ 为满足错缝拼装要求，环间螺栓必须360度范围 内均匀设置。 ➢ 由于螺栓接头需要人工操作，难以实现拼装的 自动化，快速化，因此不少工程环间开始采用钢销 、CONEX接头；块间采用推入锁定接头、钢制T\C型 零件接头、设置榫槽取消接头、销子接头等，开发 出来CONEX系列管片、销子. 快速接头管片、一次 成型管片、AS管片等。 ➢ 国内管片接头的形式比较单一，呆板，很有必 要结合工程情况进行创新和试验。
3. 管片模具设计 设计程序及过程控制
盾构管片生产最详细工艺流程
盾构管片生产最详细工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!盾构管片生产最详细工艺流程是盾构机施工中的重要环节，它直接关系到工程质量和进度。
盾构管片制作工艺作业指导书
- 261 -- 262 - 盾构管片制作工艺作业指导书3.13.1 工艺概述一、定义1、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。
2、管片模具：是用模具钢制造的，由一块底板、四块侧板、两个上盖所组成的用于隧道管片 生产的专用性混凝土预制件模具。
二、整体施工方案为提高管片的质量，应从工艺流程、模具使用、钢筋及骨架加工、混凝土配合比设计、 混凝土施工、混凝土养护等六个方面制定合理的方案。
3.13.2 作业内容 管片生产作业内容包括：模具的选用、调试、钢筋骨架的制作、混凝土施工、拆模、管片养 护。
3.13.3 质量标准管片混凝土强度指标为 C 50，抗渗等级 S 12。
表 3.13.3-1 管片质量检验标准3.13.4 工艺流程图管片生产施工流程图见图 3.13.4-13.13.5 工序步骤及质量控制说明一、模具使用1、模具的选用、调试及保养（1）在生产过程中，要经常对模具进行检查、维修。
每套模具在使用达到 300 次时，派专 人进行维修，养护；（2）模具须放置在一个稳固的基面，水平 允许误差 1mm ；（3）模具底脚与地面必须同时紧密接触，在振动成型过程不允许移动；（4）模具放置的水平误差不符合要求时，应在工程师的指导下按制造商提供的说明书的步骤进行调校；（5）模具保养在机械工程师的带领下按制造商提供的方法规定进行；（6）紧固模具螺栓必须用扭矩扳手；（7）模具尺寸由管片使用方派专人使用内径千分尺检查、验收。
- 263 -2、模具精度控制管片模具的制造精度直接影响到管片的精度，对模具的使用注重对模具的精度控制。
选择高 精度量具进行测量，每周定期对关键控制指标宽度进行一次全面的检测，必须将各项指标控制在 公差范围内。
对模具精度进行控制的办法主要是，组模后对合模后模具固定测点进行测量，并对 成型后产品进行宽度检测，并形成记录，采用数理统计的方法，来观察模具的精度变化，发现问 题便可及时调整。
盾构管片概述生产工艺及生产图片
4.形状与规格
4.2.1形状：根隧道的断面形状可分为圆形（Y）、 椭圆形（TY）、矩形（J）、双圆形（SY）等多种 断面。
4.2.2
规格：见表1。
5.主要的原材料
5.1 水泥
宜采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅 酸盐水泥
5.2 集料
细集料宜采用中砂，细度模数为2.3～3.0，含泥量
蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段，采用蒸 汽养护可达到提高混凝土脱模强度、缩短养护时间，为加快 模具周转创造条件，并起到控制温度裂缝的作用。
②先进行粗抹面，使混凝土表面平顺；然后 进行中抹面，待混凝土面收水后使用灰匙进 行光面，使管片表面平整光滑；再进行精抹 面，以手指轻按混凝土有微平凹痕时，用长 匙精工抹平，力求使表面光亮无灰匙印。 ③在混凝土终凝后约1h 左右拔出螺杆并及时 清洗干净，涂抹黄油后放指定位置备下循环
②管片运输
a.管片内弧面向上呈元宝形平稳地放于装有专 用支架的运输车辆的车斗内。
b.在同一车装运两块以上管片时，管片之间垫 有柔性材料的垫块。
c.平稳起吊，轻吊轻放，作业过程发出信号要 清晰明确。
d.管片装卸车时，缓慢、平稳进行，逐片搬运， 起吊时加垫木或软物隔离，防止管片碰撞。
3.夏季施工措施
③钢筋笼制作成型后，进行实测检查并填写记录；钢筋 笼检验合格后，用门吊将钢筋笼放置在存放区，并设明 显合格标识牌。
③安装保护层垫块，垫块根据不同部位分别选用 齿轮形和支架形两种。
④安放预埋管时，先将管套上螺旋钢筋，将螺杆 插入模具后进入预埋管管内，对准手孔座孔位处 事先安放的垫圈，固定螺杆。螺杆头部须全部插 入到手孔座的模孔内，防止连接不紧出现缝隙造 成漏浆现象。
c.入模及预埋件安装
盾构法管片制作施工工艺
盾构法管片制作施工工艺3.13.1工艺概述一、定义1、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。
2、管片模具：是用模具钢制造的，由一块底板、四块侧板、两个上盖所组成的用于隧道管片生产的专用性混凝土预制件模具。
二、整体施工方案- 261 -为提高管片的质量，应从工艺流程、模具使用、钢筋及骨架加工、混凝土配合比设计、混凝土施工、混凝土养护等六个方面制定合理的方案。
3.13.2作业内容管片生产作业内容包括：模具的选用、调试、钢筋骨架的制作、混凝土施工、拆模、管片养护。
3.13.3质量标准管片混凝土强度指标为 C50，抗渗等级 S12。
表3.13.3-1 管片质量检验标准项目单位允许偏差检验要求备注管片宽度mm ±0.5每块检验弧弦长mm ±1.0每块检验管片厚度mm +3/-1 每块检验成环后内径mm ±2.0测 4 条（不放衬垫）水平拼装检验成环后外径mm +3/-2 测 4 条（不放衬垫）水平拼装检验环、纵向螺栓孔mm ±1.0水平拼装检验环向缝间隙mm 0.6~0.8 每环测 6 点（不放衬垫）水平拼装检验纵向缝间隙mm -0~+2.0 每条缝测 3 点水平拼装检验3.13.4工艺流程图管片生产施工流程图见图 3.13.4-13.13.5工序步骤及质量控制说明一、模具使用1、模具的选用、调试及保养（1）在生产过程中，要经常对模具进行检查、维修。
每套模具在使用达到 300 次时，派专人进行维修，养护；（2）模具须放置在一个稳固的基面，水平允许误差 1mm；（3）模具底脚与地面必须同时紧密接触，在振动成型过程不允许移动；（4）模具放置的水平误差不符合要求时，应在工程师的指导下按制造商提供的说明书的步骤进行调校；（5）模具保养在机械工程师的带领下按制造商提供的方法规定进行；（6）紧固模具螺栓必须用扭矩扳手；（7）模具尺寸由管片使用方派专人使用内径千分尺检查、验收。
盾构隧道高精度盾构管片钢模设计过程
盾构隧道高精度盾构管片钢模设计过程(中铁装备----上海项目内控资料)2015年，上海某厂在消化吸收日本钢模设计、制造技术后，率先试制成功国产新一代高精度钢模，随后国产高精度钢模进入快速发展阶段，并日趋成熟，部分厂家生产的钢模已经达到世界先进水平。
一、钢模技术要求盾构机和管片是控制盾构隧道质量的两大要素，管片质量的好坏直接影响了盾构机掘进控制、管片拼装质量以及成型后隧道的结构性能，防水性能和耐久性，在隧道使用阶段，管片质量是第一位的。
影响管片生产质量的最主要因素是管片钢模。
管片钢模与普通的钢模板有明显差别，其技术要求具有高精度性，坚固耐久性，易操作性。
根据《GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范》对钢筋混凝土管片的精度要求可以确定对钢模的精度要求，主要为表1中的五项检测项目：钢模宽度、钢模高度、钢模内外径弧弦长、纵向环向芯棒中心距、纵向环向芯棒孔径。
表 1钢模的精度要求出于成本、精度等多方面考虑，工程应用的管片钢模一般需生产1000环管片，反复的开合模、振捣等操作，加上国内一般采用蒸养工艺来加快钢模周转速度，使得其使用环境十分恶劣，这些都对钢模的耐久性是个极大的考验。
而作为一件工业装备，操作的方便性是其必须具备的属性。
二、钢模设计2.1、管片形式介绍地铁采用了常见的1200mm宽幅的管片，外径为6200mm，内径5500mm，管片厚度350mm。
每环衬砌环由6块管片组成（见），其中1块封顶块（K）、2块邻接块（B1、B2）、3块标准块（A1、A2、A3）。
为满足曲线地段线路拟合及施工纠偏的需要，专门设计了左、右转弯楔形环，通过与标准环的各种组合来拟合不同的曲线。
衬砌环纵、环缝采用弯螺栓连接，其中每环纵缝采用12根M30螺栓，每个环缝采用16根M30螺栓。
为保证管片的防水、拼装及结构受力需要，衬砌制作及拼装应达到一定的精度。
管片制作及拼装允许误差应满足《地铁设计规范》（GB 50517—2003）的有关要求。
盾构隧道管片设计方法
梯形管片
箱形管片
六边形管片
楔形管片
管片尺寸设计
管片环的外径 1. 取决于隧道隧道净空和衬砌厚度（管片厚度与二次衬砌厚度） 2. 考虑施工误差与后期变形等 管片的厚度 1. 主要由荷载条件决定，兼顾隧道施工条件和使用目的 2. 同一条隧道一般采用统一厚度，通过调整配筋来满足受力要求 管片的宽度 1. 从降低工程成本，减少接头，提高防水性能，加快施工速度方面考虑，管片宽度 大些好 2. 为便于运输、组装以及在隧道曲线上的施工，管片宽度小一些好 3. 根据隧道断面，结合施工机械情况和实际工程经验，选择在经济、施工方面均较 合理的宽度 4. 中至大直径隧道管片宽度一般为1000~2000mm，隧道直径大则采用的管片宽 管片的分块 1. 满足管片运输、吊装和拼装的要求 2. 考虑封顶块的拼装方式和连接螺栓的布置与形式 3. 据以往经验，管片环一般由5~11块管片组成，小直径隧道管片数少
盾构隧道（TBM Tunnel） 管片设计
内 容
管片类型
管片尺寸设计
作用荷载 计算模型
结构验算
管片堆放及吊装
管片类型
分类标准 管片材料 （1）钢管片 （2）钢筋混凝土管片 管片类型 管片形状 （1）矩形管片 （2）楔形管片 （3）梯形管片 （4）六边形管片 （5）箱形管片
矩形管片
缓冲垫结构验算 1. 承受管片间挤压力能力(轴力Nmax) 2. 承受地下水压能力 (basing on gasket offset and max. gap)
管片堆放及吊装
1. 一般一个管片环上的所有管片堆在一堆 2. 二个垫块的位置选择应保证由管片自重产生的正、反弯矩基本相等 3. 验算管片一天 (堆放) 和七天(吊装)抗弯和抗剪强度是否满足要求 4. 考虑上下垫块位置出现偏差的情况
盾构管片设计制做
3 管片尺寸的确定
3.1 管片环的内、外径：管片环的外径尺寸， 取决于隧道净空和管片厚度。
• 衬砌环的内径
隧道衬砌环的内径主要取决于运 营车辆的建筑限界，同时还必须考虑以 下几个因素：
3.3 管片的宽度：管片的宽度从便于 搬运、组装以及在隧道曲线段上的施工， 考虑盾尾长度等条件，管片宽度小一些 为好。但是，从降低隧道总长的管片制 造成本，减少易出现漏水等缺陷的接头 部数量、提高施工速度等方面考虑，则 此宽度大一些好。所以，应根据隧道断 面，结合实际施工经验，选择在经济性、 施工性方面较合理的尺寸。
2.2目前存在的主要问题：
（1）衬砌厚度偏大，主要是构造上的原因；比如南京和 上海用350mm，广州为300mm。
（2）管片宽度偏小；以前主要为小于1.2米,现在有1.5 米(直径6米)
（3）设计计算理论中荷载模型及管片接头模拟尚不完善， 有待改进；
（4）软土隧道纵向变形所带来的问题日益突出；
（5）管片生产精度虽达到国际水平，但成本过高，几乎 与英国等发达国家相当；
M.I.Brunel 提出了用盾构法修建隧道的方法。盾构法曾 经采用的辅助方法有：1830年由LordCochrance发明了气 压辅助施工、1847年格雷塞德首创了在盾尾后面的衬砌外 围环形空隙中压浆的施工方法 。我国在第一个五年计划
期间，东北阜新煤矿用直径2.6m的盾构及小型混凝土预制 块修建输水巷道。1957年在北京下水道工程中也用过直径 为2.0m及2.6m的盾构。1963年上海开始在第四纪软弱含水 地层中进行直径4.2m盾构隧道工程试验成功，盾构为手掘 式。
盾构法施工管片设计
荷载
国名
澳大 利亚
水土压力计算方法 Pv=全覆土荷载； Pe=λPv+静水压力（λ≥μ（1－μ））
奥地利
浅埋隧道：Pv=全覆土荷载；Pe=λPv+静水压力； 深埋隧道：Terzaghi松弛土压力公式
比利时 德国
法国
Schulze-Duddeck法 Pv=全覆土荷载；Pe=λPv（λ=0.5） Pv=全覆土荷载或Terzaghi松弛土压力公式； Pe=λPv（λ按经验取值）
➢ 满足抗渗要求：≥250mm；（不尽合理，对于小型盾构，厚度偏大）
➢ 根据荷载情况，进行结构分析验证。
3. 管片模具设计 设计程序及过程控制
第四步：根据机械情况、施工经验、进度要求、耐久性考虑，结合技术经济比较，判 断是否采用矩形管片，如果采用梯形、六边形、翼型等管片，应同步对管片的连接形 式进行考虑确定，最好在实施期间进行管片和接头的模型或实物试验。
型号 小型盾构 中型盾构 大型盾构
管片宽度 0.8-1m 1-1.5m 1.5-2.8m
3. 管片模具设计 设计程序及过程控制
第七步：进行管片的分块设计
➢ 管片的分块不宜过多，这样拼状时间长，材料 用量也大；也不宜过少，这样管片体量过大，不利 于拼状和运输。 ➢ 对于中等直径盾构，一般采用六分块或七方案 ：一块封顶块+二块邻接块+三块标准块。 ➢ 小直径盾构管片多采用5-6分块；大型盾构管片 经常分为7-9块。 ➢ 管片分块必须重点考虑K块的设计，是采用大封 顶块，还是采用小封顶块，需根据螺栓的设置、千 斤顶的行程控制、手孔的布置以及封顶块的拼状方 式进行总体综合考虑。 ➢ 封顶块的设计需要考虑管片的拼状条件，一般 条件下，最后拼状封顶块时，k块和两侧邻接块在 任何部位两者间的最小水平间隙不宜小于25mm，如 果减少间隙，需要盾构机制造商同意。为插入方便 ，K块的水平投影线与中轴线的水平角度控制在8度 左右；为保证K块在注浆压力下的稳定，其中剖面 处中心径向的旋转角度宜控制在3.5度左右。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
盾构法施工应该包括三部分： 1）盾构机；2）管片；3）盾构施工 三部分内容相互联系，如盾构机选型时直径应考
虑管片外径、宽度、分块情况，以遍考虑千斤顶的 分组，千斤顶的长度，管片设计应该考虑盾构施工 方便。盾构施工是一个系统工程，相互之间的影响 非常大。
本次课程内容
• 国内外动态 • 管片外型尺寸设计 • 管片结构计算力学模型 • 管片计算实例（优化） • 通用管片设计 • 管片生产（如有时间）
错接头衬 砌管片
管片设计需要研究的问题
• 管片外型尺寸的确定：内外径、宽度、分
块、楔形量等
• 材料选择：钢、铸铁、钢筋混凝土、钢纤
维
• 连接方式：弯螺栓、直螺栓、凸榫连接 • 防水设计：遇水膨胀、弹性橡胶
精度和外观质量检验
Байду номын сангаас
外观要求
管片表面应光洁平整、无蜂窝、露筋、无裂纹、缺角、无气泡水泡； 注浆孔应完整、PVC管内无水泥浆等杂物； 止水带附近不允许有缺陷；
2.2目前存在的主要问题：
（1）衬砌厚度偏大，主要是构造上的原因；比如南京和 上海用350mm，广州为300mm。
（2）管片宽度偏小；以前主要为小于1.2米,现在有1.5 米(直径6米)
（3）设计计算理论中荷载模型及管片接头模拟尚不完善， 有待改进；
（4）软土隧道纵向变形所带来的问题日益突出；
（5）管片生产精度虽达到国际水平，但成本过高，几乎 与英国等发达国家相当；
1 盾构法隧道的国内外研究动态
1.1 盾构法隧道的相关概念及发展历史
（1）相关概念：盾构、盾构法、盾构隧道 管片（segment）
盾构是近代修建隧道时开挖土砂围岩的主要机械， 由切口环、支撑环及盾尾三部分组成。也叫做盾构机 械。盾构系译意名称，即为具有保护条件及隧道施工 功能的钢结构体—隧道掘进机，其最常见的形状为圆 形。就广义而言，顶管工具头也属盾构范畴。盾构法 是指用盾构在围岩中推进，一边防止土砂的崩塌，一 边在其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。盾 构隧道是指用盾构法修建的隧道。
M.I.Brunel 提出了用盾构法修建隧道的方法。盾构法曾 经采用的辅助方法有：1830年由LordCochrance发明了气 压辅助施工、1847年格雷塞德首创了在盾尾后面的衬砌外 围环形空隙中压浆的施工方法 。我国在第一个五年计划
期间，东北阜新煤矿用直径2.6m的盾构及小型混凝土预制 块修建输水巷道。1957年在北京下水道工程中也用过直径 为2.0m及2.6m的盾构。1963年上海开始在第四纪软弱含水 地层中进行直径4.2m盾构隧道工程试验成功，盾构为手掘 式。
管片的概念
• 管片的英文为segment，即为片段，也以说
是弧形片段，当然早期有矩形断面的管片， 就是直线形式的了。将这些弧形片段连接 起来，就形成了圆形隧道。
• 盾构隧道是用管片（直线形式）来拟合
隧道线路，在曲线地段即用直线来拟合
曲线，即盾构隧道是用直线段圆环连接 起来的隧道。
顺接头衬 砌管片
（3）管片结构计算理论的发展阶段： 刚性结构阶段、弹性结构阶段、假定抗力阶段、弹性地基梁 阶段、连续介质阶段、数值方法阶段、极限和优化阶段。
应该指出，地下结构计算理论的上述七个发展阶段在时间上 并没有截然先后之分，后期提出的计算方法一般也不否定前期的 成果。鉴于土层介质性质的复杂多变，这些方法各有其适用场合 和一定局限性。但是，新方法不断出现，意味着地下结构计算理 论将日益完善。
（6）纵向拼装采用通缝形式，影响纵向内力传递，且不 利于抗震；
（7）管片接头形式较单一，拼装效率偏低；
（8）管片防水及防迷流措施尚不完善；
（9）管片制作及提运工艺需要改进；
（10）隧道掘进效率偏低。
问题的提出：
由于我国盾构技术的起步较晚，大多为学习和借鉴 国外的技术，且存在以上诸多问题，可以通过研究解决， 这样既节省了投资，也方便了施工，特别是目前我国的 地铁建设达到了一个高潮，如广州地铁在未来十年拟每 年投入100亿元人民币修建地铁，大多区间隧道为盾构隧 道，建设的速度是前所未有的，由一般的5年左右建成一 条线，到现在的2.5年时间建成一条线，但对于承包商的 竞争也相当激烈，投入也相当大，如每套管模的初次投 入为100万元人民币，因此，如何在节省投资的同时，保 证工程进度和质量是一个值得研究的、迫切的、具有现 实意义的课题。本文以南京地铁、深圳地铁、广州地铁 等为背景，对地铁区间盾构隧道单层钢筋混凝土管片进 行研究。重点研究通用管片环。
（4）计算模型分类：
连续体或不连续体模型 、基础梁模型（又称作用-反作用模 型，荷载结构模型）、收敛-约束模型、经验类比法。
2 工程背景及问题的提出
2.1 国内外盾构隧道的发展状况（主要 针对施工工艺方面）
（1）国外盾构隧道的发展状况 ：开发高性能盾构 掘机 、开发新的管片衬砌及施工工艺
（2）国内盾构隧道的发展状况 ：以前主要是学习 和借鉴国外的经验，但目前对于地铁建设部门，如何 进一步节省投资、控制质量与进度；对于设计研究部 门，如何针对已建和新建隧道使用和施工阶段已经发 生的新问题和将来可以遇见到的问题，结合国内外以 往的工程设计经验及研究成果，改进传统设计方法、 探索新的设计理论与设计方法；对于施工单位，如何 提高生产及施工工艺；成为我国隧道工作者的一大任 务。
1.2 盾构隧道衬砌结构的国内外研究动态
（1）管片结构计算方法的发展过程：从1922年至今已发展 了几十种不同的计算方法。
（2）我国盾构衬砌管片研究的发展阶段： 第一阶段为二十世纪六、七十年代，该阶段为起步阶段， 主要是借鉴国外的设计理论，解决刚性衬砌问题； 第二阶段为二十世纪八十年代，经过反复实践，具有一定 刚度的柔性衬砌开始广泛用于上海地铁一号线及越江隧道的设 计中，一系列与柔性衬砌配套的柔性技术应运而生； 第三阶段即进入二十世纪九十年代后，随着我国地铁建设 的发展，尤其是上海、北京、广州等地相继大规模地铁建设的 展开，建设城市地铁隧道的施工对市政环境的影响问题以及周 边土建施工（如基坑开挖、打桩等）对地铁变形的影响日益突 出，此阶段研究的重点转向以控制隧道施工引起的地层移动理 论的研究。
成品精度
项目 管片宽度 弧长、弦长 内半径 管片厚度 环、纵向螺栓孔 环面间隙 纵缝间隙
单位 mm mm mm mm mm mm mm
允许偏差(mm) ±1
±1.0 ±1.0 -1～+3 ±1.0 ≤1.0
2-4
备注 每块测三点 每块测三点
设计要求 每块测三点
每块检验 三环整环拼装 三环整环拼装
• （2）发展历史：盾构法已有170多年的历史，1818年