管片尺寸确定

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1、3.1管片尺寸确定3.1.1衬砌结构及形式的选择盾构隧道衬砌有预制装配式衬砌、双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。预制装配式衬砌是用工厂预制的构件(称为管片)，在盾构尾部拼装而成的。双层衬砌是为防止隧道渗水和衬砌腐蚀，修正隧道施工误差，减少噪音和振动以及作为内部装饰，在装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混凝土内衬。挤压混凝土衬砌(ExtrudeConcreteLining，简称ECL)就是随着盾构向前推进，用一套衬砌施工设备在盾尾同步灌注的混凝土或钢筋混凝土整体式衬砌。本区间采用预制装配式衬砌。3.1.2管片的形状尺寸3.1.2.1衬砌截面

2、尺寸的确定采用盾构法修建地下铁道区间隧道时，无论是直线还是在曲线上，均使用同一台盾构施工，中途无法更换。因此，其横截面的内轮廓尺寸在全线时统一的，故除要根据建筑限界、施工误差、道床类型、预留变形等条件决定外，还要按照线路的最小曲线半径进行验算，保证列车在最困难的条件下也能安全通过。地铁圆形隧道限界为φ5200mm的圆。隧道内径的确定应综合考虑限界、施工误差、测量误差、线路拟合误差、不均匀沉降等因素。结合广州地铁的成功经验，隧道的内径定为5400mm。3.1.2.2管片形式及厚度：根据广州、上海等地地铁盾构法区间隧道和国外类似工程的成功经验，表明采用具

3、有一定刚度的单层柔性衬砌是合理的。其衬砌的变形、接缝张开及混凝土裂缝开展等均能控制在预期的要求内，完全能满足地铁隧道的设计要求；且使用单层衬砌，施工工艺简单、工程实施周期短、投资省。鉴于以上理由，盾构隧道采用单层装配式衬砌，管片形式选择当前常用的平板型钢筋混凝土管片。考虑结构100年使用寿命及参照已有工程实例，管片的厚度采用300mm，采用C50混凝土。3.1.2.3管片的宽度衬砌环环宽越大，即管片宽度越宽，衬砌环节缝越少，因而漏水环节、螺栓数量越少，施工速度越快，费用越省。但盾构机千斤顶的行程要大，施工难度亦有一定提高，在小半径曲线上，1.5m管片

4、比1.2m、1.0m宽管片的设计拟合误差大，但本工程盾构隧道最小曲线半径为1500m，拟合误差很小。与环宽1.2m的管片相比，采用环宽1.5m的管片有以下优点：一方面，减少了20%的环向接缝数量，降低了接缝漏水的几率，提高隧道防水质量；另一方面，降低了接缝止水材料和连接螺栓的使用量；此外还可减少20%的拼装时间，提高了施工速度。根据目前广州的盾构机机械情况，综合考虑管片的制作、运输、拼装及曲线施工的需要，决定采用了1.5m的环宽。3.1.2.4构成衬砌环的管片分块形式衬砌环的组成一般有两种方式：一种是由若干标准管片(A)、两块相邻管片(B)和一块封顶

5、管片组成(K)组成；另一种是由若干块A型管片、一块B型管片和一块K型管片构成，相邻管片一端带坡面，封顶管片则两端或一端带坡面。从方便施工，提高衬砌环防水效果角度来看，第一种方式较好。衬砌环的分块主要由管片制作、防水、运输、拼装、结构受力性能等因素确定。地铁隧道管片常用分块数为六块和七块两种。根据隧道所处的围岩条件、荷载情况、构造特点、运输能力、制作拼装等因素，本隧道衬砌管片采用第一种分块法，并将衬砌环分为6块(标准块A型3×67.5°，相邻接块B型2×68.75°，封顶块K型1×20°)，根据广州地铁一、二及三号线的成功经验及现有的管片制作精度水平，

6、本工程确定管片拼装方式采用整体刚度大的错缝拼装形式(左右转弯11.25°，纵横缝不设凹凸槽)；封顶块采用纵向插入的拼装形式，此时封顶块不易向内滑动，受力较好，管片拼装的顺序为先下后上，左右交叉。'圆曲线上需设置楔形环，本设计中楔形环的楔入量为30mm，楔入角为17,为了工程上的方便，全程采用同一种楔形环，在不满足要求的地方，在标准陈琦环背向盾构千斤顶的环面上，分段覆贴不同厚度的石棉橡胶板，以调整衬砌环的拟合精度。3.1.3管片连接衬砌环内管片之间以及各衬砌环之间的连接方式可分为：①柔性连接：允许相邻管片间产生微小的转动和压缩，使衬砌环能按内力分布状

7、态产生相应的变形，以改善衬砌的受力状态。②刚性连接：通过增加连接螺栓的排数，在构造上使接缝处的刚度与管片本身相同。目前较为通用的是柔性连接，常用的有单排螺栓连接、销钉连接、无连接件连接三种形式。在该隧道中管片采用单排弯螺栓连接，螺栓分为纵向连接螺栓和环向连接螺栓两种。在柔性连接中，纵、环向的连接螺栓布置一排，其中纵向连接螺栓布置为沿圆周等距离分10个布置，环向连接螺栓分2个布置，螺栓孔的布置不降低管片强度，并方便螺栓紧固作业。本隧道所采用的螺栓直径为27mm，螺栓孔的直径大于螺栓直径5mm。为了均匀地向衬砌背后进行回填注浆，在管片的中心设置一个内径为

8、50mm注浆孔，兼作为起吊孔使用。