双圆隧道设计施工初探论文

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1、双圆隧道设计施工初探论文.freelm。根据以往经验，掘进时平面偏差控制在±50mm以下，双圆侧倾角偏差在±0.5°之内，换算成长度约为±40mm。另外，考虑上海沉降误差的一50mm，计算可得内径=5430mm。考虑管片制作一般采用50mm为模数，最终取5450mm为设计内径。另外，可得出长径尺寸为10.05m。(2)管片厚度、宽度的决定：管片厚度在考虑满足强度要求的同时，还考虑到100年使用的耐久性要求，以及不采用二次衬砌，今后补衬无空间的因素，选定其厚度为350mm。管片宽度，主要考虑提高拼装施工的速度，以及减少管片连接部从而达到提高防水、止水的要求，结合日本成功的经验，其宽

2、度定为1200mm。(3)管片拼装：上海目前多采用“通缝拼装”工艺，有拼装方便，可消化一定程度的施工误差的特点，但也有整体刚度不高，容易导致成环“扭转”现象发生的缺点。双圆盾构隧道中，如发生成环“扭转”现象，则会导致中间立柱倾斜，甚至根本拼不成成环的后果发生。因此，本设计强调了不采用“通缝拼装”工艺，而采用“错缝拼装”工艺。“错缝拼装”工艺在日本广泛使用，并被证明可大大减少成环间纵缝的间隙，其结果起到了提高隧道耐久性以及防水性能的作用。“错缝拼装”对管片制作的精度要求极高。本设计采用了日本设计制作的管片钢模，并要求日本技术人员到中国指导、监督管片制作的品质管理。(4)管片的结构计

3、算：管片设计的计算采用了反映“错缝拼装”的纵缝连接以及管片间环缝连接的计算模型。分别进行了土压静力计算和抗震计算。在满足了强度要求的基础上，另外考虑“使用100年”的耐久性要求，通过计算壁片砼产生的裂缝的宽度限制，计算出了钢筋配筋量。(5)管片排版图设计：排版图分平面布置图和纵断面布置图。其中“S”为直线用标准型管片，“TT”为平面转弯用锲形管片、“VT”为纵断面上下坡用锲形管片。对“S”标准型管片，考虑上下左右施工误差的偏移，分别在平面和纵断面分别考虑了4％纠偏用的管片。本区间锲形管片只使用“TT”平面转弯用锲形管片、“VT”为纵断面上下坡用锲形管片两种，易于管片的错缝拼装，并

4、且节约了管片钢模的成本。(6)各类管片的形状：“S”标准管片、“TT”平面转弯锲形管片、“VT”纵断面上下坡锲形管片，以及纠偏管片，其中宽度均为1200mm。管片端面只留有止水条槽。(7)沉降：观察近20年来上海的盾构隧道，最大有50mm的沉降。导致隧道的结构体发生沉降的原因主要有：上海特有的软体地基、列车振动、压密以及地下水下降等。但我们认为盾构隧道壁后注浆材料以及工艺上的不足也是引起隧道结构体沉降的一大原因之一。计算采用了不均匀沉降50mm的情况下，对管片的强度等产生的影响的方法进行了验算。计算结果表明50mm不均匀沉降发生在100m以上的范围都不会对结构产生强度上的破坏。设

5、计中还列举了用有限元计算沉降的例子，说明按同类设计要求进行施工，施工中或建成后的结构体的实测沉降量应小于理论计算值。因此，首先应解决的是因施工工艺造成沉降的问题。双圆盾构隧道壁后注浆质量的优劣是直接引发隧道结构体或地表沉降的主要原因之一。而且，如注浆不均匀，严重的可能造成双圆以立柱为界，发生断裂现象。因此，本设计根据日本的成熟经验，要求进行双液注浆，以达到减少因施工因素导致沉降的目的。(8)集水井与泵房：集水方式为在线路两侧安排排水沟，并在隧道最深部设置集水池。排水方式为潜水泵上抽排水方式。集水池位置设置于铁轨下方，结构上集水池可下人检修。集水池单体蓄水量为4m3。与集水池连接的

6、管片为钢制管片，其管片及相关部件均由结构计算后决定。本着“以人为本”的设计理念，我们在集水井(泵房)位置设置联络通道，满足地铁工程的防灾需要。其中，D块管片设置为钢管片，当盾构推进结束后，在钢管片上设置联络口。(9)衬砌接缝的防水：①防水设计条件②密封材料a)密封材料的设计方法O密封KMU：硬度(JIS)=A38水膨率=约2.7倍止水止水带密封原理是：止水带接触压力(橡胶弹力+材料的遇水膨胀力)大于外部水压力。O止水可能条件：σ≧Pwσ：接触面应力Pw：作用水压材料的遇水膨胀性，能够补充材料的弹性不足，增加接触面的应力，并能填充缝隙。止水带性能的一个原因是密封材料具有自封效果，达

7、到超出橡胶材料弹性所能提供的接触面应力，本次使用的材料，根据试验结果自封效应系数为2.7，使止水安全系数为2.0。即：耐水压力可达2.0倍的橡胶材料的弹性压力。b)密封材料的形状设计③管片的精度衬砌接缝、管片接头的止水性能的好坏，很大部分取决于管片的制作精度。特别是双圆盾构的管片的精度高低，也是影响止水性能的最重要因素。4结语双圆隧道在上海是一个新的尝试。在和日本同行的合作过程中，我们获得了很多有益的东西。这些东西对我们正在进行的地铁隧道设计、越江公路隧道设计施工有非常大的促进作