矩形顶管机出始发井帘布橡胶板设计

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1、第32卷第2期建筑施1-BUILDINGC0NSTRUCT10NVo1．32No．2矩形顶管机出始发井帘布橡胶板设计CordFabricRubberPlateDesignforRectangularPipeJackingMachine。SStartingandArriving口佘清雅杨子松毕伟麟z吴小建(1、上海建工(集团)总公司技术中心200083；2、上海市机械施工有限公司200072)【摘要】根据国内外盾构、顶管机止水帘布橡胶板设计的详细参数资料，提出了矩形盾构帘布橡胶板的设计思路，并以此为依据进行了”箱涵顶进双重置换Z-法”矩形顶管机出洞帘布橡胶板的设计。参照试验工程中实际止水效

2、果，对矩形顶管机的帘布橡胶板的设计提出了一些建议。【关键词】帘布橡胶板矩形硕管机出始发井止水橡胶拉伸率【中图分类号】U449．82／文献标识码B【文章编号】1004—1001(2010)02—0101—031盾构机帘布橡胶板橡胶板上。由于前方水土压力较大，理论上这种密封状态是没有止水效果的，实际工程中多依赖外侧土体加固和辅助的盾构、顶管机通过洞口时，洞口环形钢板和盾构、项管机降水，在此基础上进行如二次进洞、气囊临时止水等方法。外壳或衬砌管片外壁之间存在环形间隙，若不进行密封，外面土体和水极容易从间隙流入工作井内，长时间会使得洞外土体严重流失，导致土体沉降，因此，须在洞口安装出洞装置以确保

3、施工安全。帘布橡胶板是目前运用较多的盾构、顶管机出洞密封装置，“地下立体交通工程箱涵顶进双重置换工法”所采用出洞密封装置为帘布橡胶板。受顶管机机头断面形状限制，矩形图1盾构出洞密封状态图2盾构进洞密封状态顶管机的帘布橡胶板设计与圆形顶管机、盾构有所不同，下面着重阐述矩形顶管机的帘布橡胶板设计。2．2出洞装置帘布橡胶板设计实例2盾构机帘布橡胶板设计2．2．16340iTUTI盾构机止水橡胶板6340mm土压平衡式盾构机是目前地铁隧道中运用2．1止水橡胶板基本原理较多的机型尺寸，其出洞帘布橡胶板设计制作成熟，受到诸盾构出洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形翻板及相多工程实例的检验，具有较好的代

4、表意义，一般情况下，标准应的连接螺栓和垫圈：安装顺序为帘布橡胶板一圆形板一扇的6340mm盾构机出洞密封装置如图3所示。形翻板。安装完成后，圆形板通过连接螺栓迫使帘布橡胶板紧贴洞门，盾构推进过程中，帘布橡胶板随盾构前进方向翻转，并且帘布橡胶板下缘被拉伸而紧贴盾构外壁，形成密封止水(见图1)。此时，扇形翻板翻转后会顶住帘布橡胶板，防止出现前方因水土压力过大而导致帘布橡胶板逆向翻转的情况出现；橡胶板在前方水土压力的作用下还会紧靠扇形翻板，这种密封状态是较为可靠的。盾构进洞密封装置如图2所示，帘布橡胶板翻转后由于被拉伸紧贴盾构外壁，扇形翻板通过外勒钢丝绳施加压力于国家“863“计划资助。编号：

5、2007AA11z111，上海市科委青年启明星计划(B类)资助。编号：09QB14021O0图3小6340n2nl盾构出洞密封装置【作者简介】余清雅(1982一)男，硕士，工程师。联系地址：上海市中山北二路2199号8号楼103室(20(')083)。。【收稿日期】2010一叭一22盾构机通过帘布橡胶板密封装置时，橡胶板内缘为最大嘲弗翻·101·第2期佘清雅、杨子松、毕伟麟、吴小建：矩形顶管机出始发井帘布橡胶板设计2／2010拉伸率出现位置，如上图3所示，该处做成球形端头加以加与橡胶板拉伸变形方向垂直：橡胶板内直角边变形较小或者强，并且圆弧形端头有利于避免拉伸过程中出现应力集中。无拉伸变

6、形，变形主要发生在四角位置。对于该点结论在矩盾构通过时、过衬砌时橡胶板拉伸率分别为盾构外壳周长、形顶管机帘布橡胶板设计上表现为：顶管机顶进过程中，橡衬砌外周长与橡胶板内径周长之比，经计算，盾构通过时帘胶板四角圆弧部位经过拉伸后为矩形顶管机四角圆弧部位布橡胶板拉伸率为1．124，过衬砌时帘布橡胶板拉伸率为长度，具体设计计算方法在下文会详细提到。1．1。从理论上来说，帘布橡胶板内缘拉伸率越大，橡胶板与盾构机之间越密贴，密封止水效果也越好。实际情况并非完全如此：(1)盾构出洞密封状态下，橡胶板在前方水土压力的作用下会紧靠扇形翻板，这种密封状态较为可靠，所以，出洞状态下的帘布密封效果不必完全依赖

7、帘布橡胶板的拉伸来保持紧贴盾构外壳。图4日本矩形顶管机帘布橡胶板图5矩形顶管机橡胶板变形(2)橡胶板有一定的最大拉伸率，工程应用中一般约为2．88左右，超过该拉伸率，橡胶板会发生撕裂破坏。对于图5的变形假设在试验工程中也得到了很好的验盾构通过时帘布橡胶板整体拉伸率虽较小，但如果局部证：矩形帘布橡胶板的变形主要发生在四角位置，四边变形出现应力集中，也会出现较大的拉伸率；整体拉伸率越大的相对而言要小得多。情况下，橡胶板与盾构外壳之间环向