盾构隧道高精度钢筋混凝土管片钢模的设计和制造技术

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1、盾构隧道高精度钢筋混凝土管片钢模的设计和制造技术【提　要】：本文介绍了盾构隧道管片的型式，高精度钢筋混凝土管片钢模的型式，高精度管片钢模的设计和制造工艺，以及钢模的精度要求，钢模的测量方法等。通过上海隧道工程股份有限公司机械厂生产的高精度管片钢模，可以证明我国管片钢模的设计和制造技术已达到了世界先进水平。【关键词】：隧道管片通缝和错缝拼装高精度管片钢模钢模测量样板Abstract:Thisarticleintroducessegmentcategoriesofshielddriventunnellining,typesofsteelshutteringforcastinghi

2、ghprecisionRCsegment,steelshutteringdesignmanufacturingtechnologyofhighprecisionsegmentsandfinetolerancerequirementsmeasurementmethodsforsteelshutterings.InthelightofsteelshutteringmanufactureofhighprecisionsegmentsbymachineryplantunderSTEC,itcouldbeprovedthatdesignandmanufacturingtechnolog

3、yforsteelshutteringofsegmentcastinghasreachedtheinternationaladvancedlevel.Keyents，throughjointandstaggeredjointsegmenterection，highprecisionsteelshutteringforsegment，measurementgaugeforsteelshuttering.1　前言近年来，我国城市中的地下建设正飞速发展，与国外大城市隧道建设相比，其规模和速度都是罕见的，采用盾构法技术施工已在隧道建设中占了主导地位，盾构掘进机的制造和施工技术也在不断

4、地发展。“钢筋混凝土衬砌钢模（以下简称钢模）”在盾构法施工中是整个隧道工程质量的主要关键技术之一。我国引进了日本隧道管片钢模的先进技术，上海隧道工程股份有限公司机械厂在大连路隧道工程的钢模上获得很大成功后，消化吸收了日本钢模的技术，结合我国钢模的生产实际，研制开发出新一代高精度管片钢模，自行设计和制造了上海地铁隧道、复兴路隧道、天津地铁隧道等管片钢模，生产出了一批又一批国产的高精度精品钢模。掌握了高精度钢筋混凝土管片钢模的设计和制造技术。2　隧道管片的型式在盾构隧道中，由于隧道的断面形状、施工方法等的不同，其力学行为也不相同。所以，衬砌设计必须以对应这些条件为原则。根据隧道的

5、断面形状可分为圆形、椭圆形、矩形、复圆形等多种断面，那么管片的形状也就根据各种断面的形状来设计。我国的地下隧道通常为单圆隧道，因此管片的型式大多为圆形的钢筋混凝土管片。随着我国第一台双圆盾构在上海隧道机械厂诞生，双圆型管片和钢模也相继制造成功。2.1　隧道管片的分类隧道管片按制作的材料不同还可分为钢制管片、铸铁制管片、复合管片和钢筋混凝土管片等。按直线段隧道和曲线段隧道的需要，管片可分为直线段管片和曲线段管片，曲线段管片又分为左曲管片和右曲管片。另外，还有既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片，通过对通用管片的有序旋转，可完成直线段和不同半径的曲线段以及空间曲线段的拼装。2.

6、2　圆形隧道的钢筋混凝土管片目前在我国的盾构法隧道中，管片的型式以圆形的钢筋混凝土管片为主。圆形管片的分块数：圆形管片一般是根据隧道的直径大小来分块，可分为4块～8块。按照管片在隧道内的位置，我们将它们分别取名为：标准块（B）、拱底块(G)、邻接块(L1,L2)、封顶块(F)。2.3　管片的拼装形式管片的拼装形式：可分为通缝拼装（图1）和错缝拼装（图2）以及通用管片的拼装。按封顶块的插入形式又可分为沿径向插入型和沿轴向插入型。从管片的通缝和错缝两种拼装形式来看，各有各的优缺点。通缝拼装的优点是：盾构掘进时，管片拼装机的操作较简单，每环管片的拼装角度都相同，不需变换角度；盾构中

7、推进千斤顶位置的布置较方便，而且长行程千斤顶只需按封顶块的大小来布置，数量较少。从通缝拼装的受力情况分析，当盾构千斤顶的顶力作用于管片上时，如果管片的宽度差异较大，对于管片的受力也不会产生大的影响，在正常的顶力下，管片不会被顶坏。缺点是：从整个隧道的受力情况分析，通缝拼装的管片成环后的整体受力情况不是最好。错缝拼装的管片优点是整体受力情况好。但是，盾构中管片拼装机的操作较复杂；长行程千斤顶的数量增多。当盾构千斤顶的顶力作用于管片上时，如果管片的宽度误差较大，会使管片因受力不均引起应力集中而导致被顶坏。因