盾构隧道衬砌设计指南(第三章)
盾构隧道衬砌设计指南
浆 。灌浆孔可用 于所用 管片拼装 设备举台管片。
６４ 封顶管片 （ 一 管片 ） ， Ｋ型 接缝的角度 Ｋ 型管片分 为两类 ： 向插入 的 Ｋ 型管块（ 一 径 一 Ｋ 一 型管片 ） 和纵 向插入 的 Ｋ 型管块 ｃｒ型管 片 ） 一 Ｋ 。如
在一些工程实例 中、丁基橡胶 的弹性不够强 ． 不能 在外部水压 巨大 的情况下提供足够 的密封性能。 在
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第１ 期
翟进 营 译
谭 宏 华 控 盾 构雕 道 衬 砌 设计 指 南
５ ７
０ ／＋ （ ２ 两侧 均 为楔 形 的 Ｋ 型 管 片 一 口＝ ＋ｍ （ 一侧 为 楔形 的 Ｋ 型 管 片 ｊ 一
圈 ｌ一 ３ 密 封垫密 封和堵缝 Ｉ２
衬砌 管片密封方法分 为密封 垫密封法 和油漆 密封法 ； 通常采用第一种密封方法。 密封垫密封 中， 密封垫粘贴于管片接头 的表面。 生产密封垫所用 的 材料有丁基非硫 化物橡胶 、 变形丁基橡胶 、 固体橡 胶 特殊合成橡胶和 ／ 或遇水膨胀材料。遇水膨胀
６３ 有关 管片搬运和灌 浆的结构 细节 ． 用 管片拼装机拼装管片时 ， 提供一定 的装置 应 来搬 运和举抬管片 最近开发 的真空式管片拼装机
管
可 以在没有上述 管片举 台装置的情况下搬运 管片 。 如果要通 过管 片进行 回填灌浆 ． 么每块管片 那 应具有一个内径 约为 ５ｒ ０ｍ的注浆孔 ．以便均匀灌 ａ
・
性能试验 （ 强度试验 ）； 其他 试验
＋ 一一ｔ一
一— —
管劫 片环 衬
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≮ ｊ ＿ Ｊ Ａ
盾构隧道设计指导书
盾构隧道设计指导书1000字
盾构隧道是一种常见的地下隧道建设方式，尤其适用于城市环境下的地下道路建设。
隧道设计的好坏直接影响着盾构隧道的施工效果和使用效益。
下面就盾构隧道设计的一些指导原则进行简要介绍。
一、隧道选择
在地质条件较为复杂的区域，需要进行详细的地质调查，评估地质环境的复杂程度。
同时，需要从经济性、社会性等方面进行全面评估，确定隧道的最佳位置。
二、隧道断面设计
盾构隧道的断面设计既要满足对交通工具的要求，也要确保路面的舒适性和通风效果。
一般来说，隧道断面的高度应根据交通工具的高度和通风需求进行设计，宽度应考虑车辆车身宽度和路面宽度等要素。
三、隧道长度和弯曲半径 design
隧道长度和弯曲半径的设计取决于道路的使用规模和具体位置。
在设计时还需结合地质情况和使用条件，确定最合适的长度和弯曲半径。
四、地质条件评估
地质环境复杂的区域，需要进行详细的地质调查，评估地下环境的复杂程度、土层的稳定性等因素。
同时这也是盾构隧道施工过程中需要关注的问题之一，需要制定合理的施工方案以避免地下水位、软弱土层、城市建筑物等对施工的影响。
以上就是盾构隧道设计的一些指导原则，需要根据实际情况进行具体细化，确保设计的科学合理性和实用性。
盾构法隧道衬砌结构设计共108页文档
ENDLeabharlann 盾构法隧道衬砌结构设计56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
盾构隧道衬砌设计指南(第二章)
盾构隧道衬砌设计指南（第二章）（国际隧道协会第二工作组） 第二章盾构隧道衬砌设计方法１ 总则 １．１ 应用范围 本《指南》为i）钢筋混凝土管片衬砌和ii）在非常软弱的地层（如冲积或洪积层）中修建的盾构隧道的二次衬砌的设计提供了总要求。
本《指南》亦可用于隧道掘进机（ＴＢＭ）在土层或软岩中开挖的岩石隧道的管片衬砌。
软弱围岩的物理性质如下： N≤50E=2.5×N≤125 MN/m2q u=N/80≤0.6 MN/ m2公式1.1.1式中，N：标贯试验得出的N值；E：土的弹性模量E；B-B断面A-A断面图Ⅱ-2 管片衬砌盾壳内完成的管片衬砌系统：所有管片都有盾壳内拼装、衬砌在盾壳内完成的管片衬砌系统。
扩大型管片衬砌系统：除封顶管片外，其他所有管片都在盾壳内拼装，而封顶管片在紧接盾壳之后插入，完成衬砌施作的管片衬砌系统。
厚度：隧道横截面上衬砌的厚度。
宽度：宽片的纵向长度。
接缝：衬砌中不连续的部分及管片之间的接触面。
接缝的类型： Ａ普通型接缝 a.具有连接件a)直型钢螺栓b)曲型钢螺栓c)可重复使用的倾斜型钢螺栓d)塑料或钢制连接件b.无连接件c.具有导向杆Ｂ雌雄型接缝 Ｃ铰接型接缝 a.凸凹面铰接型接缝b.双凸面铰接型接缝c.具有中心调节元件（钢杆件）的接型接缝d.无中心调节元件的铰接型接缝Ｄ销式接缝 环形接缝：环与环之间的接缝。
径向接缝：管片之间的纵向接缝。
接缝螺栓：连接管片的钢螺栓。
在实际设计和施工中，应选取适当的衬砌构成、管片形状、接缝和防水细节、公差等，以便高效、可靠、迅速地拼装管片。
选取上述内容，应考虑下列因素： l管片拼装方法、细节及拼装设备； l隧道的功能要求，包括寿命和防水要求； l围岩和地下水状况，包括地震状况； l隧道当地的施工习惯。
１．４ 符号 本《指南》中有下列符号（见图Ⅱ－３）： ｔ：厚度； Ａ：面积； Ｅ：弹性模量； Ｉ：面积惯性矩； ＥＩ：抗挠刚度； Ｍ：力矩； Ｎ：轴向力； Ｓ：剪切力； ζ：通过接缝处毗邻管片传递的力矩的增加量与Ｍ（１＋ζ）的比值。
盾构法隧道衬砌结构设计PPT文档108页
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力则殆。——孔子
城市地铁盾构法区间隧道的设计
第一章工程概况第二章工程地质和水文地质第三章隧道设计第1节主要设计标准第2节盾构隧道线路的拟合第3节管片构造形式第4节管片结构设计第5节管片防水设计第6节联络通道和洞门设计第四章结论与建议目录2...2.3..3..3..5..7..8..1..0...1..1.第一章工程概况越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。
工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。
区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。
区间纵坡均为“ V”形坡，最大坡度为30 %。
，最小竖曲线半径为3000m。
线路沿线地形起伏较大隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。
第二章工程地质和水文地质区间的地层岩性在上部为:人工填土层，流塑—软塑状淤积层，海陆交互淤积层，冲、洪积砂层，冲、洪积土层，残积土层。
下部为:全风化、强风化、中等风化和微风化带的泥质粉砂岩。
区间隧道穿越地层大部分是岩层，少部分为残积土层和断裂破碎带。
隧道所处的地层为上软下硬，软硬岩互层现象特征明显。
本段地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。
第四系孔隙水主要赋存在淤泥质砂层和冲积—洪积砂层内。
基岩裂隙水多属承压水,但富水性较小,透水性多较弱。
第三章隧道设计第1节主要设计标准(1) 结构的安全等级为一级。
(2) 区间隧道的抗震按7 度设计,人防按6 级考虑。
(3) 防水标准:隧道整体为二级;隧道上半部A 级;隧道下半部、洞门及联络通道 B 级。
(4) 结构最大裂缝允许宽度: 管片内侧0. 3 mm , 外侧0. 2 mm。
(5) 地表沉隆控制标准：-30/+ 10mm;建筑物倾斜控制标准：框架结构2 %。
,砖混结构1.5 %°。
地下工程第三篇第三章讲义
第一章 概述 第二章 盾构法隧道施工 第三章 盾构法隧道设计 第四章 盾构法在不同地下工程中的应用
第一节 盾构几何尺寸的选定
主要指盾构外径D和盾构长度L、盾构灵敏度L/D。 最小建筑空隙值x ： x=mα=m D=d+2(x+δ l)
d
δ=0.02+0.01（D-4）
盾构长度L
盾构隧道所处地层参数平均化
例： 江坪河水电站泄洪洞衬砌结构FLAC3D分析
➢ 衬砌自重工况 ➢ 衬砌受内水压力工况 ➢ 衬砌受外水压力工况 ➢ 衬砌结构配筋
衬砌自重工况位移、破坏区分布图
自重作用下，衬砌的最大变形为3.78mm，上部与围岩产生张开 脱离现象，最大脱离间距为1.453mm。
衬砌自重工况应力矢量及云图
衬砌自重工况弯矩、轴力、安全系数图
衬砌受内水压力工况位移、破坏区分布
内水压力作用下，衬砌上部最大变形为3.105mm，上部与围岩脱离 间距减小为0.286mm，底部最大变形为4.890mm。衬砌基本被拉坏。
衬砌受内水压力工况应力矢量、云图
衬砌受内水压力工况弯矩、轴力、安全系数图
衬砌受外水压力工况位移、破坏区分布
Xy
Py4 Py1 Px1
X Y Px4
Px2 Py3
Py2
， Px3 方 向 为 矩 形 分 布
Py4 Py1
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， Px3 向 梯 形 分 布
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矩
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X
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Y
布
Px4
y
向
Px2
盾构隧道衬砌类型及分块
管片分块
2.衬砌管片拼装 (2)拼装顺序 ◆管片放在设有转盘的专门小车上，运到举重器处，在这转盘上转动管 片，使管片垂直于隧道轴线方向，并将其平放在对准举重钳的位置上，将举 重钳的摇轴插入管片螺栓孔中，缩回举重臂，将管片提起，再将举重臂沿隧 道环向旋转，将管片对准安放的地方就位。 ◆拼装时，按先纵后环的顺序，将管片逐块先与上一环管片拼接好，最 后封顶成环。这种拼装顺序，可轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后 退，减少开挖面土体的走动。
盾构隧道衬砌类型
管片分块
1.单层衬砌 止水带
(1)装配式衬砌
②板形管片
手孔
注浆孔
A-A 视图 螺栓孔
图7-17 平板形管片结构图
盾构Байду номын сангаас道衬砌类型
1.单层衬砌 (1)装配式衬砌 ②板形管片
管片分块
盾构隧道衬砌类型
管片分块
1.单层衬砌 (1)装配式衬砌 ③复合管片 ●其外部孤面采用钢板焊接成为钢壳，在钢壳内部用钢筋混凝土浇灌而 成，形成由钢板和钢筋混凝土复合而成的管片。 ●常用于普通隧道的特殊区段。 ●它的优点是强度大于钢筋混凝土管片，抗渗性特别好；抗压性与韧性 比铸铁管片高。 ●但耐腐蚀性差，造价也较高，如无特殊要求时，不宜大量采用。
盾构隧道衬砌类型
管片分块
1.单层衬砌 (1)装配式衬砌 ④铸铁管片 ●这种管片重量轻、耐腐蚀性好、材质均匀、强度高、机械加工后的 精度要求高、接头刚度大、拼装准确，因此防水效果也好。 ●但是造价非常高，因此只限于用在建筑物下面需要高强度管片的部 位或盾构法施工的车站、通风口、泵站等位置。
盾构隧道衬砌类型
盾构隧道衬砌类型
3.管片接头螺栓 (2)弯螺栓接头 ◆在管片上预留出供弯螺栓穿过的弓 形孔道，并在适当位置留出必要的凹槽， 称为手孔， ◆是一种较为经济的接头形式，在我 国地铁工程中使用较多，但与直螺栓接头 相比，拼装要麻烦一些。
盾构隧道衬砌设计指南
盾构隧道衬砌设计指南隧道是连接城市交通的重要通道，而盾构隧道作为一种现代化的隧道施工方法，由于其施工速度快、安全性高等优点，被广泛应用于城市地下交通建设中。
在盾构隧道施工中，衬砌是保证隧道结构稳定和安全运行的关键环节。
本文将介绍盾构隧道衬砌设计的一些指南和要点。
1. 衬砌类型选择盾构隧道衬砌一般可分为刚性衬砌和柔性衬砌两种类型。
刚性衬砌一般采用混凝土或钢筋混凝土，在结构上能够承受地表和地下水压力，保证隧道的稳定性。
柔性衬砌一般采用钢板或聚合物材料，能够适应地质变形，减少地下水渗漏和隧道变形。
2. 衬砌材料选择在选择衬砌材料时，需要考虑材料的抗压强度、耐久性、防水性和耐腐蚀性等因素。
常用的衬砌材料有钢筋混凝土、纤维增强混凝土、预应力混凝土等。
根据具体的隧道条件和设计要求，选择合适的材料。
3. 衬砌厚度设计衬砌的厚度设计需要考虑地质条件、地下水位、荷载等因素。
一般情况下，盾构隧道衬砌的厚度应满足地下水位以上2米的要求，以保证隧道的防水性能。
另外，衬砌的厚度还需要考虑隧道的荷载情况，以确保隧道的结构安全。
4. 衬砌结构设计盾构隧道衬砌的结构设计需要考虑隧道的荷载、地质条件等因素。
一般情况下，衬砌结构包括挡土墙、拱顶、侧墙和底板等部分。
挡土墙用于承受地表土压力，拱顶用于承受地下水和荷载，侧墙用于承受地下水和地表土压力，底板用于承受地下水和荷载。
5. 衬砌施工工艺盾构隧道衬砌的施工工艺包括模板搭设、混凝土浇筑、养护等环节。
在模板搭设过程中，需要考虑模板的稳定性和适应性。
在混凝土浇筑过程中，需要控制混凝土的配合比和浇筑质量，确保衬砌的强度和密实度。
在养护过程中，需要控制养护条件，使衬砌能够充分硬化和强化。
6. 衬砌质量控制盾构隧道衬砌质量的控制是保证隧道安全运行的关键。
在施工过程中，需要进行质量检测和监控，包括混凝土强度检测、衬砌厚度检测、衬砌表面平整度检测等。
同时，还需要进行质量记录和质量追溯，保证衬砌质量符合设计要求。
第三章-区间隧道衬砌结构设计Word版
第3章区间隧道衬砌结构设计3.1地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。
地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。
3.1.1 钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。
（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。
（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。
对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。
基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。
3.1.2 扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。
因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。
3.1.3 道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。
整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。
结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。
钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。
3.1.4 道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。
中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
3.2地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。
2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为12.6m ，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。
盾构隧道衬砌设计指南
ｄ ３ ｃ ５ ｍ ＿。… 一 — ＝ ５ｍ ｄ ＝ ｃ 。 —
内侧
外侧
节 点 ３处 断 面
节点 １ １处 断 面
ｎ 一钢 筋与 混凝 土 弹性 模 量 之 比 （ １ 一 取 ５） 图 Ｉ一 ０ 节 头 ３和 节 头 １ ｌ １ Ｉ １处 关键 断面 的应 力 分布
５３１ Ａ 型管 片之 间和 Ａ 型管 片与 Ｂ 型 管片之 ．． 一 一 一 间 螺 栓 的检 验
，Ｏ一 一
ｌ １ ７ 全 断 面 压 缩 ３ ．ｏ １ ３． ｏ １ｏ ｏ
（ ／ ） 缩） ＭＮｍ 压 （
３３ －
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２ ５ ｉ８Ｔ／ ４ ｆ ｃ 娜 Ｉ １
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Ａ广 ｅ
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５３２ Ｂ 型 管 片 与 Ｋ 管 片之 间 螺 栓 的检 验 ．． 一 一型
Ｓ． ． ＝Ｎｓ ｎ ＋Ｓ ｏ —ｕ ４５． ｋＮ ｉ ｃｓ Ｎ＝ ５
ｊ ０８ ５； ＝ ．７
外侧 ｌ＠Ｄ ２ Ａ ＝３８ 一； ｏ ２ Ｓ
ｄ ３ ｃ 。 ＝ ５ ｍ
５２ 接 缝 检 查 ．
内侧
ｌ＠Ｄ ２ 蛇 ＝ ６ ４ｊ ０ ２ ２ ４ ［
５ ０
表 Ⅲ一 所 示为接缝 安全性检验计 算结果 。 ５ 螺 栓孔 的垫板评 定为抗 压钢板
１ １
—１ ９ ０ ６ ．５
验： 运用每个节头力矩 的 ６ ％和接缝 的承载能力 ． ０ 在 节头 ５ ８和 节 头 ５ ０处 及 节 头 ３和节 头 １ 处 对 接 １
盾构隧道设计指导书
盾构隧道设计指导书一、引言盾构隧道是一种在地下挖掘的隧道施工方法，用于建设地铁、地下通道等工程。
盾构隧道设计指导书旨在提供详细的设计标准和指导，确保盾构隧道的安全、高效建设。
二、设计原则1. 安全性：设计应满足地质条件、地下水位、地震等因素的要求，确保施工和使用阶段的安全。
2. 经济性：设计应考虑施工成本、维护成本和使用寿命，追求最佳经济效益。
3. 可持续性：设计应考虑环境保护和资源利用，减少对自然环境的影响。
三、设计内容1. 地质勘探：进行详细的地质勘探，包括地层特征、地下水位、地下岩石性质等。
根据勘探结果确定盾构隧道的设计参数。
2. 结构设计：根据地质条件和使用要求，确定盾构隧道的结构形式、尺寸和材料。
考虑地震、地下水压力等因素，进行结构计算和抗震设计。
3. 施工工艺：根据盾构隧道的结构和地质条件，确定施工工艺和施工顺序。
包括盾构机的选择、掘进方法、支护措施等。
4. 排水设计：根据地下水位和地质条件，设计合理的排水系统，确保盾构隧道施工和使用期间的排水效果。
5. 通风设计：根据盾构隧道的长度、交通量等因素，设计合理的通风系统，确保隧道内空气质量和温度的合理控制。
6. 照明设计：根据盾构隧道的用途和长度，设计合理的照明系统，确保隧道内的照明效果和能耗控制。
7. 消防设计：根据盾构隧道的用途和长度，设计合理的消防系统，确保隧道内火灾的及时发现和扑灭。
四、设计标准1. 地质标准：根据地质勘探结果，参考相关地质标准，确定地层特征、岩石强度、地下水位等参数。
2. 结构标准：根据盾构隧道的结构形式和使用要求，参考相关结构标准，确定结构尺寸、材料强度等参数。
3. 施工标准：根据盾构隧道的施工工艺和地质条件，参考相关施工标准，确定盾构机的选择、掘进方法、支护措施等。
4. 排水标准：根据地下水位和地质条件，参考相关排水标准，确定盾构隧道的排水系统和设备。
5. 通风标准：根据盾构隧道的长度、交通量等因素，参考相关通风标准，确定通风系统和设备。
浅谈市政隧道盾构衬砌结构设计方法
浅谈市政隧道盾构衬砌结构设计方法发布时间：2023-07-24T02:04:31.366Z 来源：《科技潮》2023年14期作者：徐爽[导读] 众所周知，市政隧道工程中的单圆盾构衬砌结构设计了单、双两层管片结构衬砌设计方案可供选用，同时总结吸纳国外盾构隧道工程案例经验。
大体来讲，城市地铁中多采用小直径盾构隧道，配合单层衬砌、公路等等大直径盾构隧道，衬砌结构相对复杂[2]。
上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海 200235摘要：在市政工程中，隧道工程项目多采用盾构衬砌结构，该结构在隧道结构理论中占据重要地位，且种类繁多。
在本文中就简单探讨了市政隧道实际施工工程中的普通单圆隧道盾构衬砌结构设计方法，研究其中的设计参数内容，最后总结得出结果并进行讨论。
关键词：市政隧道工程；单圆盾构衬砌结构；设计方法；设计参数；结果讨论在城市化快速发展建设进程中，市政隧道工程建设规模也越来越大、技术应用内容越来越丰富。
在这其中，为解决愈发突出的空间资源矛盾，采用盾构结构来展开隧道施工工程非常有必要。
基于单圆盾构隧道的衬砌结构设计主张减小环境影响、节省地下空间、减少投资成本。
为此，有必要对市政隧道工程中的单圆盾构衬砌结构设计内容进行分析，了解结构参数内容[1]。
一、市政隧道工程中的单圆盾构衬砌结构设计要点（一）管片结构形式的设计要点众所周知，市政隧道工程中的单圆盾构衬砌结构设计了单、双两层管片结构衬砌设计方案可供选用，同时总结吸纳国外盾构隧道工程案例经验。
大体来讲，城市地铁中多采用小直径盾构隧道，配合单层衬砌、公路等等大直径盾构隧道，衬砌结构相对复杂[2]。
（二）单圆盾构衬砌结构的设计方案1计算衬砌片宽度首先，要计算衬砌片宽度，一般来说市政隧道工程中多采用钢筋混凝土管片来制作单圆盾构衬砌结构，它需要极为成熟的设计与施工经验。
在对衬砌环进行加宽加大过程中，也需要适当提高隧道纵向刚度，加速施工进度，有效降低造价成本。
如果按照国内市政隧道工程中的盾构结构展开设计，其小直径地铁区域区间中的隧道衬砌环宽度一般设计在1.2~1.5m。
盾构隧道设计指导书Word版(共31页)[优秀范本]
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第三篇盾构隧道设计指导书第一章基本情况介绍我国XX市地下铁道的建设中,因埋深条件、周边环境条件等因素的限制不允许采用明挖法施工时,矿山法暗挖施工是目前应用较多的施工方法,但从已建地下铁道的工程实践上看,因其难于从根本上解决防渗漏水问题、施工工艺复杂、施工期间的安全性和工程进度难于控制等因素,在地下铁道的建设中已受到越来越多的局限。
而盾构施工法以其良好的防渗漏水性、施工安全快速、对周围环境的影响极小等优点,在地下铁道的建设中已成为重要的可选施工方法之一,在许多场合已成为首选方法。
尤其是随着近年国内外盾构设备技术水平的提高、盾构设备在工程成本中所占比重的下降,盾构法施工的综合工程造价已接进甚至低于矿山法暗挖施工,特别是在地层条件差、地质情况复杂、地下水位高等情况下盾构法已具明显技术经济优越性。
随着我国新一XX市基础设施大规模建设高潮的到来,地下铁道的建设呈高速增长之势,从长远来看,盾构隧道技术在包XX市地下铁道在内的基础设施建设中应用前景十分广阔。
在世界各国的地下铁道XX市地下基础设施的建设中,与我国一致,即主要采用盾构法、矿山法及明挖法3大系列技术及各种辅助工法。
根据日本1991年对东京、大阪等主XX市的统计,在总延长75224米XX市隧道工程中,矿山法的比例占6.1%、盾构法占60.9%、明挖法占33%。
在建筑物密集和对周围环境影响限制严格的XX市中,盾构法具有明显的优势。
第二章盾构断面及隧道线型设计2.1 内空及断面形状自1869年Greathead 发明圆形回转式盾构机以来,盾构隧道断面的主要形状为圆形。
但随着技术的进步,盾构断面的形状出现了半圆形、矩形以及马蹄形等,但一般圆形断面使用得最广泛,成了盾构断面的标准形状。
其主要理由如下:①一般条件下,对外压是坚固；②施工中,便于盾构机的推进和管片的制作和拼装；③即使盾构机产生偏转,也对断面利用影响不大。
最近,除单圆断面外,又出现了双圆盾构隧道断面,如日本广岛54号国道系统盾构工程—世界首条双圆盾构工程、名古屋4号线隧道工程、XX县干线管道建设工程。
盾构法隧道衬砌结构设计
力法方程为：
δ11 X1 + Δ1 p = 0 δ 22 X 2 +Δ 2 p =0
1 π πr δ11 = ∫ M ds = rdα = 0 EI ∫0 EI s 1 π πr 3 2 2 δ 22 = ∫ M 2 ds = ∫0 (−r cos α ) rdα = EI 0 EI
s 2 1
1 π Δ1 p = ∫0 M p rdα EI −r 2 π Δ2 p = ∫0 M p rdα EI
盾构法公路隧道
外环沉管隧道
长江西路隧道 翔殷路隧道 崇明越江隧道
黄浦江越江公路隧道工程 军工路隧道 已建隧道：6 条 大连路隧道 在建隧道：3 条
延安东路隧道
将建隧道：5 条
新建路隧道
已建隧道
人民路隧道 在建隧道
复兴东路隧道
2010年，黄浦江越江通道 打浦路隧道 车道总数 车道总数 西藏南路隧道
上中路隧道 龙耀路隧道
−0.106 cos α − 0.5sin α )
2
pR RH (sin 2 α − sin α + 0.106 cos α )
两个基本要求：
满足施工及使用阶段结构强度、刚度的要 求，承受诸如水、土压力及一些特殊使用要 求的外荷载； 满足使用功能要求的环境条件，保持隧道内 部的干燥和洁净，特别是在饱和含水软土地 层中采用装配式钢筋混凝土管片结构时对衬 砌防水的措施。
2.1 钢筋混凝土管片的设计要求和方法
按照强度、变形、裂缝限制等需要分别验算。 确定衬砌结构的几个工作阶段——施工荷载阶 段，基本使用荷载阶段和特殊荷载阶段，提出 各个工作阶段的荷载和安全质量指标要求(衬砌裂
缝宽度，接缝变形和直径变形的允许量，隧道抗渗防漏指标，结 构安全度，衬砌内表面平整度要求等) ，进行各个工作阶
盾构隧道衬砌设计指南(前言、第一章)
盾构隧道衬砌设计指南（前言、第一章）（国际隧道协会第二工作组） 摘要：本《指南》由国际隧协第二工作组（研究组）编写，分三章：第一章介绍设计程序概要；第二章为详细的设计方法；第三章提供了一些参考资料，包括设计实例。
由于盾构隧道衬砌的设计方法不同，因此本指南并未建议应把重点放在其中某一设计方法上。
本指南提供了一些盾构隧道衬砌的基本概念，以便为隧道衬砌设计提供参考和指导。
前言 尽管本《指南》介绍了一些盾构隧道衬砌的基本概念，但它并不替代各个国家及各个工程项目的相关规范。
根据《国际隧协章程》（ＩＴＡ．１９７６年）第二节所规定的国际隧协的目标，本指南的目的是推进盾构隧道的设计进步。
本《指南》的工作开始于１９９３年国际隧协第二工作组（研究组）的阿姆斯特丹会议。
经过多次研究、讨论和调查，本《指南》于１９９９年１２月完成。
本《指南》包括三章： 第一章 概述了盾构隧道设计程序； 第二章 介绍了详细的设计方法； 第三章 提供了一些参考资料，包括盾构隧道设计实例。
由于存在各种合适的盾构隧道衬砌设计方法，因此本《指南》并未建议优先考虑某一设计方法，而是介绍了全球普遍使用的设计方法。
盾构隧道通常在软弱围岩中开挖，而非在岩石中开挖。
隧道衬砌参数，如尺寸和材料强度，不仅受围岩条件的制约，而且还受施工条件的制约。
隧道衬砌设计实践需要丰富的经验与实践及理论知识。
因此，本《指南》不可能包括隧道衬砌设计的每个方面，但本《指南》将提供一些对设计实践人员十分有用的基本知识。
希望这些基本知识随着隧道施工技术的进步会不断改进。
第一章盾构隧道衬砌设计程序概要隧道规划工作之后，总是按如下顺序设计盾构隧道衬砌。
１ 坚持规范、规程和标准 拟建的隧道应按适当的规范标准、规程或标准进行设计，而这些规范标准、规程或标准由主管此项目的人员确定，或由项目负责人员与设计人员讨论确定。
２ 确定隧道内部尺寸 确定拟设计隧道的内径应考虑隧道用途所需空间尺寸的大小。
盾构隧道衬砌设计指南(第三章)
盾构隧道衬砌设计指南（第三章）（国际隧道协会第二工作组） 第三章设计实例设计实例1 （本设计实例由日本隧道协会编写）１ 隧道功能 设计的隧道将用作污水隧洞。
２ 设计条件 ２．１ 管片尺寸 管片类型：ＲＣ，平板型 管片衬砌直径：ＤＯ＝３３５０ｍｍ 管片衬砌矩心半径：ＲＣ＝１６１２．５ｍｍ 管片宽度：ｂ＝１０００ｍｍ 管片厚度：ｔ＝１２５ｍｍ ２．２ 围岩条件 埋深：Ｈ＝１５．０ｍ 地下水位：Ｇ．Ｌ．－２．０ｍ Ｈｗ＝１５．０－２．０＝１３．０ｍ Ｎ值：Ｎ＝３０ 土的容重：γ＝１８ｋＮ／ｍ３ 土的水下容重：γ’＝８ｋＮ／ｍ３ 土的内摩擦角：φ＝３２度 土的粘聚力：Ｃ＝０ ｋＮ／ｍ２ 反作用系数：ｋ＝２０ＭＮ／ｍ３ 侧向土压系数：λ＝０．５ 附加荷载：ＰＯ＝１０ｋＮ／ｍ２ 盾构千斤顶推力：Ｔ＝１０００ｋＮ＠１０个 岩土状况：砂质 材料允许应力： 混凝土： 额定强度ｆｃｋ＝４２ＭＮ／ｍ２ 允许抗压强度σｃａ＝１５ＭＮ／ｍ２ 钢筋（ＳＤ３５）： 允许强度σｓａ＝２００ＭＮ／ｍ２ 螺栓（材料８．８）： 允许强度σＢａ＝２４０ＭＮ／ｍ２ 在检验管片衬砌承受盾构千斤顶推力的安全性时，可以采用修正的允许应力值（修正的允许应力值是上述应力值的165%），这是因为管片衬砌可评定为临时结构。
２．３ 设计方法 本盾构隧道将依据日本土木工程师协会颁发的《盾构隧道设计与施工规范》进行设计。
l 如何检验／计算分力：弹性公式法（见本指南表Ⅱ－２）。
l如何检验衬砌的安全性：允许应力设计法。
３ 荷载条件 ３．１ 隧道拱顶处减低土压计算 用Ｔｅｒｚａｇｈｉ公式计算隧道拱顶处的垂直土压（Ｐｅｌ）。
Ｐｅｌ＝ＭＡＸ（γ’ｈ０，２γ’Ｄｏ） ｈ０＝４．５８１ｍ（由Ｔｅｒｚａｇｈｉ公式给出；见本《指南》２．２节“围岩压力”中的公式２．２．１）＜２Ｄ０＝６．７ｍ Ｐｅｌ＝２γ’Ｄ０＝５３．６０ｋＮ／ｍ２ ３．２ 荷载计算 静止荷载： ｇ＝γｃ＠ｔ＝３．２５ｋＮ／ｍ２ 式中： γｃ ＝ＲＣ管片的容重＝２６ｋＮ／ｍ３底部静止荷载的反作用：Ｐｇ＝πｇ＝１０．２１ｋＮ／ｍ２ 隧道拱顶处垂直压力： 土压：Ｐｅｌ＝２γ’Ｄｏ＝５３．６０ｋＮ／ｍ２ 水压：Ｐｗｌ＝γｗＨｗ＝１３０．００ｋＮ／ｍ２ Ｐ１＝ Ｐｅｌ＋Ｐｗｌ＝１８３．６０ｋＮ／ｍ２ 隧道底部垂直压力： 水压：Ｐｗ２＝γｗ（Ｄｏ＋Ｈｗ） ＝１６３．５０ｋＮ／ｍ２ 土压：Ｐｅ２＝Ｐｅｌ＋Ｐｗｌ－Ｐｗ２ ＝２０．１０ｋＮ／ｍ２ 隧道拱顶处侧向压力： 土压：ｑｅｌ＝ λγ’（２Ｄｏ＋ｔ／２） ＝２７．０５ｋＮ／ｍ２ 水压：ｑｗｌ＝γｗ （Ｈｗ＋ｔ／２） ＝１３０．６３ＫＮ／ｍ３ ｑ１＝ｑｅｌ＋ｑｗｌ＝１５７．６８ｋＮ／ｍ２ 隧道底部侧向压力： 土压：ｑｅ２＝ λγ’（２Ｄｏ＋ＤＯ－ｔ／２） ＝３９．９５ｋＮ／ｍ２ 水压：ｑｗ２＝γｗ（Ｈｗ＋ＤＯ－ｔ／２） ＝１６２．８８ｋＮ／ｍ２ ｑ２＝ｑｅ２＋ｑｗ２＝２０２．８３ｋＮ／ｍ２ 反作用力： )]0454.0(24/[)2(4211kRc EI q q p +−−=δ ＝０．０００１６３７４ｍ Ｐｋ＝ｋδ＝３．２７ｋＮ／ｍ２ 式中， δ＝隧道起拱线处衬砌的位移； Ｅ＝管片弹性模量＝３３００００００ｋＮ／ｍ２； Ｉ＝管片面积惯性矩； ＝０．０００１６２７６ｍ４／ｍ； ｋ＝反作用系数＝２０ＭＮ／ｃｍ３。
盾构隧道设计基本概念(1)
盾构隧道设计基本概念1盾构管片的几何设计1.1隧道线形的选择—平纵断面的拟合隧道的中线是由直线及曲线组成。
设计常常采用楔形衬砌环（见图1-1），来实现盾构隧道在曲线上偏转及纠偏，楔形衬砌环最大宽度与最小宽度之差称为楔形量。
一般来说，楔形量的确定具有经验性，应考虑管片种类、环宽、直径、曲线半径、曲线区间楔形管片环使用比例、管片制作的方便性、盾尾操作空隙因素综合确定；管片楔形量还必须为施工留出适当的余裕。
如下图所示，阴影部分是管片的平面投影图，圆弧是隧道设计中心线，圆弧中心点O1是隧道的转弯半径所在的中心点，O2是理论上能拼出的最小转弯半径时的圆心，则O2P＜O1P。
a）普通环b）单侧楔形环c）两侧楔形环图1-1 楔形衬砌环（β-楔形角、△-楔形量）图1-2 楔形量与转弯半径示意图日本曾统计管片外径与楔形量的相关关系，如下图所示。
图1-3 楔形量的施工统计《盾构工程用标准管片（1990年）》规定管片环外径与楔形量的关系如表1-1所示。
表1-1 楔形量与管片环外径的关系目前，多采用楔形衬砌环与直线衬砌环的组合、左右楔形衬砌环以及通用型管片。
1.1.1标准环+楔形环管片拼装时，根据隧道线路的不同，直线段采用标准环管片，曲线段采用楔形管片（左转弯环、右转弯环）用于隧道的转弯和纠偏。
楔形环的楔形角由标准管片的宽度、外径和施工曲线的半径而定。
采用这类管片时，至少需三种管片模具，即标准环管模、左转弯环管模和右转弯环管模。
a）直线段b）曲线段图1-4 标准环+楔形环拟合线路通常，以短折线拟合曲线，在设计时常以2标准环+1楔形环来拟合；不得以（极端困难）时，以1标准环+1楔形环来拟合。
一般地，短折线偏离圆曲线或缓和曲线量不宜大于5mm，也有人提出控制在10mm。
这就意味着环宽与直径如何匹配是设计需要进一步考虑的问题。
①楔形量确定方法可采用下式计算：式中R——隧道中心曲线半径（mm）；——楔形量（mm）；m——楔形环数；n——普通环数；B T——楔形环的最大宽度（mm）；B——普通环的宽度（mm）；D0——管片外径（mm）。
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２．２ 围岩条件
埋深：Ｈ＝１５．０ｍ 地下水位：Ｇ．Ｌ．－２．０ｍ Ｈｗ＝１５．０－２．０＝１３．０ｍ Ｎ 值：Ｎ＝３０ 土的容重：γ＝１８ｋＮ／ｍ３ 土的水下容重：γ’＝８ｋＮ／ｍ３ 土的内摩擦角：φ＝３２ 度 土的粘聚力：Ｃ＝０ ｋＮ／ｍ２ 反作用系数：ｋ＝２０ＭＮ／ｍ３ 侧向土压系数：λ＝０．５ 附加荷载：ＰＯ＝１０ｋＮ／ｍ２ 盾构千斤顶推力：Ｔ＝１０００ｋＮ＠１０ 个 岩土状况：砂质 材料允许应力： 混凝土： 额定强度 ｆｃｋ＝４２ＭＮ／ｍ２ 允许抗压强度 σｃａ＝１５ＭＮ／ｍ２ 钢筋（ＳＤ３５）： 允许强度 σｓａ＝２００ＭＮ／ｍ２ 螺栓（材料 ８．８）： 允许强度 σＢａ＝２４０ＭＮ／ｍ２ 在检验管片衬砌承受盾构千斤顶推力的安全性时，可以采用修正的允许应力值（修正的允许应 力值是上述应力值的 165%），这是因为管片衬砌可评定为临时结构。
应当在断面 Ａ、断面 Ｂ 和接缝部分进行管片衬砌安全性检验。还应进行管片衬砌承受盾构千斤 顶推力的安全性检验。
５．１ 断面 Ａ 和断面 Ｂ
图Ⅲ－３ 所示为断面 Ａ 和断面 Ｂ 的应力分布图。表Ⅲ－２ 所示为断面 Ａ 和断面 Ｂ 安全性检验的计算 结果。
断面 Ａ 和断面 Ｂ 都是安全的。
表Ⅲ－２ 断面 Ａ 和断面 Ｂ 安全性检验计算结果
接缝的抵抗力矩不应低于管片本体抵抗力矩的 60%。 ５．２．１ 管片本体的抵抗力矩（Ｍｒ）
x=当 N=0 时压缩极限轴与中性轴之间的深度 x=-n（As+As’）/b+ [{n(As+ As’)/b}2+2b(Asd+Asd’)]1/2 =3.711cm(见图Ⅲ-2 和图Ⅲ-3) Mrc=当压缩极限轴向应力达到 15MN/m2 时管片本体的抵抗力矩，亦即混凝土的允许压缩应力 Mrs=当钢筋达到 200MN/m2 时管片本体的抵抗力矩，亦即钢筋的允许应力 Mrc=[bx（d-x/3）/2+nAs’（x-d’） (d-d’)/x]σca =22.24kNm/环 Mrs=[{bx(d-x/3)/2+nAs’(x-d’)(d-d’)/x}]x/{n(d-x) }σca
=1.2@138.1=165.7kN/ m2 水压：Pwl=BγwHw=1.2@129.0
=154.8tf/m2 P1=Pel+Pw1=320.5kN/m2 隧道底部垂直压力： P2=P1+Pg=320.5+39.96
=360.46kN/m2 隧道拱顶处侧向压力： 土压：qel=Bλ[P0+γ’（H+t/2）]
３ 荷载状况
全部埋深土压作为隧道拱顶处的垂直土压（Pel）。 静止荷载： g=Bγct=1.2@26.5@0.4=12.72kN/m2 式中， γc=RC 管片的容重 =26.5kN/m3； 底部静止荷载反作用力： Pg=πg=39.96kN/m2。 隧道拱顶处垂直压力： 土压：Pel=B(P0+γ’H)
=1.2@55.88=67.1kN/ m2 水压：qwl=Bγw(Hw+t/2)
=1.2@131.0=157.2kN/ m2 q1=qel+qwl=224.3k N/ m2 隧道底部侧向压力： 土压：qe2=Bλ[P0+γ’（H+Do－t/2）]
=1.2@85.00=102.0 k N/ m2 水压：qw2=Bγw(Hw+Do－t/2)
604
Ｅ＝管片弹性模量＝３３００００００ｋＮ／ｍ２； Ｉ＝管片面积惯性矩； ＝０．０００１６２７６ｍ４／ｍ； ｋ＝反作用系数＝２０ＭＮ／ｃｍ３。 图Ⅲ－１ 所示为采用弹性公式法计算分力的荷载状况。
４ 分力计算
图Ⅲ-1 设计实例 1 的荷载状况
表Ⅲ－１ 所示为管片衬砌分力计算结果。
表Ⅲ-1 管片衬砌的分力
603
２．３ 设计方法
本盾构隧道将依据日本土木工程师协会颁发的《盾构隧道设计与施工规范》进行设计。 l 如何检验／计算分力：弹性公式法（见本指南表Ⅱ－２）。 l 如何检验衬砌的安全性：允许应力设计法。
３ 荷载条件
３．１ 隧道拱顶处减低土压计算
用 Ｔｅｒｚａｇｈｉ 公式计算隧道拱顶处的垂直土压（Ｐｅｌ）。 Ｐｅｌ＝ＭＡＸ（γ’ｈ０，２γ’Ｄｏ） ｈ０＝４．５８１ｍ（由 Ｔｅｒｚａｇｈｉ 公式给出；见本《指南》２．２ 节“围岩压力”中的公式 ２．２．１）＜２Ｄ０＝６．７ｍ Ｐｅｌ＝２γ’Ｄ０＝５３．６０ｋＮ／ｍ２
断 面
Ａ
Ｂ
Ｍ（ｋＮｍ／ｍ）
６．５２ －５．０７
Ｎ（ｋＮ／ｍ）
２７８．０００ ３０２．４４
５．２ 接缝
σｃ（ＭＮ／ｍ２）（压缩） σｃ’（ＭＮ／ｍ２） （压缩） σｓ（ＭＮ／ｍ２）（张拉） σｓ’（ＭＮ／ｍ２）（压缩）
４．０９ － １２．０２ ４２．１９
３．７２ ０．２６ －１８．４２ ４１．２３
３．２ 荷载计算
静止荷载： ｇ＝γｃ＠ｔ＝３．２５ｋＮ／ｍ２ 式中： γｃ ＝ＲＣ 管片的容重＝２６ｋＮ／ｍ３ 底部静止荷载的反作用：Ｐｇ＝πｇ＝１０．２１ｋＮ／ｍ２ 隧道拱顶处垂直压力： 土压：Ｐｅｌ＝２γ’Ｄｏ＝５３．６０ｋＮ／ｍ２ 水压：Ｐｗｌ＝γｗＨｗ＝１３０．００ｋＮ／ｍ２ Ｐ１＝ Ｐｅｌ＋Ｐｗｌ＝１８３．６０ｋＮ／ｍ２ 隧道底部垂直压力： 水压：Ｐｗ２＝γｗ（Ｄｏ＋Ｈｗ） ＝１６３．５０ｋＮ／ｍ２ 土压：Ｐｅ２＝Ｐｅｌ＋Ｐｗｌ－Ｐｗ２ ＝２０．１０ｋＮ／ｍ２ 隧道拱顶处侧向压力： 土压：ｑｅｌ＝ λγ’（２Ｄｏ＋ｔ／２） ＝２７．０５ｋＮ／ｍ２ 水压：ｑｗｌ＝γｗ （Ｈｗ＋ｔ／２） ＝１３０．６３ＫＮ／ｍ３ ｑ１＝ｑｅｌ＋ｑｗｌ＝１５７．６８ｋＮ／ｍ２ 隧道底部侧向压力： 土压：ｑｅ２＝ λγ’（２Ｄｏ＋ＤＯ－ｔ／２） ＝３９．９５ｋＮ／ｍ２ 水压：ｑｗ２＝γｗ（Ｈｗ＋ＤＯ－ｔ／２） ＝１６２．８８ｋＮ／ｍ２ ｑ２＝ｑｅ２＋ｑｗ２＝２０２．８３ｋＮ／ｍ２ 反作用力： δ = (2 p1 − q1 − q2 ) /[24(EI + 0.0454kRc 4 )] ＝０．０００１６３７４ｍ Ｐｋ＝ｋδ＝３．２７ｋＮ／ｍ２ 式中， δ＝隧道起拱线处衬砌的位移；
=1.2@222.0=266.4 k N/ m2 q2=qe2+qw2=368.4kN/m2 图Ⅲ-6 所示为该隧道的荷载状况。
609
４ 分力计算
图Ⅲ-6 设计实例 2 的荷载状况
用基础框架模型计算分力（见图Ⅲ-7）。
４．１ 分力计算模型
用一个具有 60 个节点的正 58 边形计算分力。 节点 16 是节点 15 与节点 17 之间的中点，节点 46 是节点 45 与节点 47 之间的中点。 节点 6、8、17、25、33、41、50 和 58 位于管片衬砌的接缝上。接缝模拟为旋转弹簧，且认为 力矩（M）与旋转角度（θ）成比例（见图Ⅲ-8）。
盾构隧道衬砌设计指南（第三章）
（国际隧道协会第二工作组）
第三章 设计实例
设计实例 1
（本设计实例由日本隧道协会编写）
１ 隧道功能
设计的隧道将用作污水隧洞。
２ 设计条件
２．１ 管片尺寸
管片类型：ＲＣ，平板型 管片衬砌直径：ＤＯ＝３３５０ｍｍ 管片衬砌矩心半径：ＲＣ＝１６１２．５ｍｍ 管片宽度：ｂ＝１０００ｍｍ 管片厚度：ｔ＝１２５ｍｍ
=13.87kNm/环 Mr=Min(Mrc,Mrs)=Mrs=13.87kNm/环 ５．２．２ 接缝抵抗力矩（Ｍｊ）
x=当 N=0 时压缩极限轴与中性轴之间的深度 x=nAB[-1+{1+2bd/(nAB)}1/2]/b
606
=3.011cm（见图Ⅲ-4） Mjrcv=当压缩极限轴向应力达到 15MN/m2 时接缝的抵抗力矩，亦即混凝土的允许压缩应力 MjrB=当钢筋达到 240MN/m2 时接缝的抵抗力矩，亦即螺栓的允许应力 Mjrc=[bx(d-x/3)/2]σca=15.80kNm/环 Mrs=[AB(d-x/3’)]σBa=10.18kNm/环 Mjr=Min(Mjrc,MjrB)=Mrs=10.18kNm/环 Mjr/Mr=10.18/13.87=0.733＞0.6 接缝是安全的。
图Ⅲ-3 管片衬砌关键断面应力分布图
图Ⅲ-4 接缝断面
５．３ 管片衬砌承受盾构千斤顶推力的安全性检验
e=一个千斤顶工作推力中心与管片衬砌矩心之间的偏心率=1cm Is=两相邻千斤顶的间距 =10cm A=一个千斤顶的撑板与管片衬砌的接触面积=Bt， 式中， t=管片厚度=12.5cm B=2πRc/Nj-Is =2π1.6125/10-0.1 =0.9123m（其中，Nj=盾构千斤顶数目=10 个）； A=Bt=0.1141m2； I=Bt3/12=0.00014863m4； σc=管片混凝土最高压缩应力 =P/A+Pe（h/2）/I=13MN/m2 ＜σca=15×1.65=24.75MN/m2
160
2.37
305.99
06.76
0.09
180
2.44
307.05
0.00
最大正力矩出现在隧道拱顶处（断面 Ａ），最大负力矩出现在距隧道拱顶 ７０ 度的起拱线处（断
面 B）。图Ⅲ－２ 所示为管片钢筋布置图。