值得借鉴的盾构隧道衬砌结构构造论文

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1、值得借鉴的盾构隧道衬砌结构构造论文.freelm),防止接缝处管片混凝土局部压损,也保证了防水密封条的槽口不会压损,提高了钢筋混凝土管片的完整性,保证了密封条的防水效果。千斤顶传力凸块构造见图4、图5。凸块沿管片环肋面圆弧方向设置,每一管片分4块,自离管片端头30～50mm至离卯眼30～50mm,再自离卯眼的另一头30～50mm至离管片1/2处30～50mm(中间留有断口),两边对称布置。传力凸块的径向中心与管片环肋面中心一致,且与千斤顶作用力一致,其尺寸以不影响防水密封条槽损坏为原则,从图4中估计约225mm。传力衬垫(胶合板)是

2、管片纵向传力的支承点,又是起均布千斤顶力作用,改善了局部接触应力集中,不使管片局部压损,此外还增加了隧道衬砌结构适应纵向变形的能力。传力衬垫粘贴位置在千斤顶作用的另一侧,其形心在千斤顶合力作用线的延长线上,面积大小与千斤顶顶力相适应。传力衬垫厚度为3mm。1.2卯眼、榫头构造卯眼和榫头详细构造见图4、图5所示。卯眼设置在千斤顶作用的环肋面上,榫头设置在背千斤顶作用的环肋面上。卯眼、榫头环向位置在一块管片的1/4弧长位置,使管片可以错缝相接。为使卯眼、榫头传力时外侧的防水密封圈槽不被破坏,卯眼、榫头径向中心在管片环肋面中心线向内移16

3、mm的位置上。卯眼深度为29mm(加传力凸块厚度3mm,总深度32mm),榫头高度为30mm。接缝间隙6mm(3mm千斤顶传力凸块和3mm传力衬垫)。为了保证卯眼、榫头不传递纵向千斤顶顶力,正常情况保持5mm间隙,即使在没有传力衬垫的情况下,仍然有2mm的间隙。卯眼、榫头的楔斜度约为1!2.3,径向楔斜缝隙为7mm,在缝隙中再粘贴抗剪条,见图2。环向除保持斜度外,将卯眼加长50mm,增大环向间隙。卯眼、榫头的平面尺寸,除了按传递剪力设计外,还应确保剪切破坏时首先发生在榫头上,而卯眼不破损。1.3环、纵向连接螺栓环、纵向螺栓均采用斜螺

4、栓,螺栓位置在管片环、纵向接缝中合理的受力位置上,不仅减少了1/2螺栓手孔数量,而且大大缩小了螺栓手孔尺寸。这比弯螺栓受力条件好,使箱形管片变成板形管片,简化了管片构造,避免了箱形管片环、纵肋复杂配筋,提高了管片的抗裂性能。唯一要解决的是单头螺栓的安装连接问题,可采取螺孔导向措施来解决。环向每一接头设2个螺栓,交叉布置,纵缝两边各布置一个手孔。纵向每块管片设4个螺栓,单向布置,靠近卯眼的一边布置手孔,榫头的一面布置螺母。螺栓的倾斜角度,根据螺栓的强度,管片混凝土的强度而定,接头破坏时应让螺栓达到强度极限而手孔不破坏。在易北河第4条隧

5、道和荷兰的GroeneHart隧道中,环、纵向连接螺栓仅作为拼装工具,隧道向前掘进一段距离后,即将螺栓卸掉,成为没有金属连接件的隧道衬砌结构。1.4卯眼配筋根据卯眼受剪时裂缝可能发生的位置(基本上按45°方向发展),故在与裂缝垂直方向配置!10mm钢筋,沿环向表面配置Φ14mm钢筋,并与Φ10mm钢筋焊接,使Φ10mm钢筋锚固可靠,见图6。2卯眼、榫头式接头与环形企口接头比较1)卯眼、榫头式管片在环肋面上三个区域设置了传递纵向顶力的传力凸块和传力衬垫,理论上是不会因环肋面不平而产生管片附加内力,大大减少了管片顶裂的可能性。环形企口式

6、管片传力不明确,特别在衬砌错缝拼装时极容易被顶裂。2)卯眼、榫头不承受千斤顶顶力,盾构掘进时不会顶坏,保证了剪力可靠传递。环形企口承受千斤顶顶力,容易受损,不仅影响了剪力传递,衬砌防水也受其影响。见图7。3)衬砌环传递剪力时,卯眼、榫头式管片让榫头与卯眼受力,并且受剪破坏时,榫头先破坏,防水密封槽不受影响,保证了衬砌防水的可靠性,体现了以防水为中心的思路。环形企口式管片凹凸口传力,会使凹槽和防水密封槽一起破坏,影响了衬砌的防水性能;或由于拼装误差产生接头挤压,以致挤压损坏,也会影响衬砌防水。4)管片拼装时,卯眼、榫头式管片可动度要比

7、环形企口式管片大一倍,允许的拼装误差大,从而减少了接头拼装损坏的可能性,也加快了拼装成环速度。3结语在建的上海地铁4号线22km盾构法隧道结构已成定局。现介绍的新颖盾构隧道衬砌结构构造很值得借鉴。然而应用这一新技术尚有一定难度,要改进原有旧盾构、制作新钢模,还有新旧交替等一系列问题。期望这一新技术在上海尽快得到应用。