武汉地铁通用管片楔形量研究

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1、总第２５１期交通科技ＳｅｒｉａｌＮｏ．２５１２０１２年第２期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．２Ａｐｒ．２０１２ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７５７０．２０１２．０２．０２５武汉地铁通用管片楔形量研究吕延豪（中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉４３００６３）摘要盾构隧道通用管片简化了模板设计，施工中能够较好地控制隧道掘进轴线和管片成环质量，通用性强。武汉地铁４号线一期工程为了便于统一供应管片，盾构区间设计采用通用管片，根据线路平面和纵断面设计条件，研究了采用不同楔形量通用管片对应的线路拟合误差分布情况，并根据分析结果优选出

2、该线通用管片楔形量的合理取值。关键词盾构隧道通用管片楔形量取值通用环管片为只采用一种类型的楔形管片１．２线路情况环，盾构掘进时根据盾构机内环向千斤顶的传感根据新线线路技术要求，线路最小曲线半径一器信息和线路线形设计的要求，通过旋转通用环般为３５０ｍ，困难条件下可以为３００ｍ，因此线路设管片来达到设计线路和纠偏的目的，使线路的偏计平曲线的半径分布从３５０～２０００ｍ不等，直线［１］移量在允许范围内。通用环管片由于只需一种与圆曲线间采用三次抛物线型缓和曲线连接；竖曲管片类型，具有可节省钢模数量，管片可统一供线通常为圆曲线形，半径一般为５０００ｍ，困难情况给，施工中易于纠偏等优

3、点。下采用３０００ｍ。线路平面特征统计见表１。武汉地铁前期由于存在多种管片类型，生产表１盾构隧道线路平面特征统计表分散，施工高峰期管片供应往往无法满足工程进类别长度／ｍ占全长百分比／％度需要，因此新建４号线一期工程考虑全线采用直线１０６３０．６６４．１１一种通用环管片，以达到盾构管片能够统一供给，Ｒ＝３５０ｍ３０４０．８１８．３４曲自由调配，确保工程进度。本文针对新建线路的３５０ｍ＜Ｒ≤４００ｍ８５０．３５．１３具体情况，对通用环管片采用不同楔形量拟合线４００ｍ＜Ｒ＜６００ｍ４９２．４２．９７线Ｒ≥６００ｍ１５６７．３９．４５路情况进行了详细的研究分析，总结出适应武汉总计

4、１６５８１．４１００．０地铁新线工程的通用环管片，为工程实施提供指导。２管片拟合研究１工程概况２．１管片拼装位置根据盾构管片设计情况及通用环管片拟合线１．１工程现状路原理，本工程通用管片环将有１６种可能的拼装武汉地铁４号线一期工程线路位于主城区，位置，见图１。连接２大火车站，线路全长１６．６ｋｍ，为地下线；沿线主要属长江一级、三级阶地２个地貌单元区。该线共１４个区间隧道采用盾构法施工，根据其他线已实施工程经验，盾构隧道推荐采用通用环管片形式，管片外径６．０ｍ、厚度０．３ｍ、环宽１．５ｍ，每环分６块（封顶块角度２１．５°，邻接块６８°，标准块６７．５°），管片纵向采用１６根

5、弯螺栓连接，块与块之间分别用２根弯螺栓连接。收稿日期：２０１２－０１－０７图１管环拼装位置示意图７６吕延豪：武汉地铁通用管片楔形量研究２０１２年第２期本工程推荐采用错缝拼装，因此在前后环片能控制在２０ｍｍ范围内，个别点超出２０ｍｍ，拟的拼装中，有些组合是不宜采用的。在计算中为合结果基本能满足要求；５０ｍｍ楔形量管片拟合避免通缝存在，前后不允许出现一样的环片。同偏差绝大部分能控制在１５ｍｍ以内，总体拟合效时考虑到防水的原因，也不允许超过２个纵缝相果最好，但仍有个别点偏差较大，达到了２０～２５通。理想的情况下，下一环片封顶块位置最好放ｍｍ量级。［２］在上一环的标准块或邻接块的

6、中间位置。对于Ｒ＝３５０ｍ半径曲线，３８ｍｍ楔形量管２．２拟合计算分析片拟合偏差大部分均能控制在１５ｍｍ以内，局部由于本工程管片推荐采用通用环模式，即通达到２０ｍｍ左右；４０ｍｍ楔形量管片拟合偏差控过一种楔形环来实现全线所有直线、曲线的拟合，制较３８ｍｍ又有所优化，但有个别点突破了２０这就需要通用环的楔形量取值合理适当，既要保ｍｍ；４３ｍｍ楔形量管片拟合偏差基本能控制在证最小曲线条件下拼装不能产生较大误差，也要１５ｍｍ以内，个别点突破了１５ｍｍ；４５ｍｍ楔形［３］防止大曲线、直线地段出现拼装困难。量管片拟合偏差大部分拟合在１０ｍｍ以内，仅有本次研究中，虽然线路无３００ｍ半

7、径曲线，少量点进入１０～１５ｍｍ区间，总体拟合效果显但管片设计仍按能满足３００ｍ半径曲线的拟合示，４３ｍｍ与４５ｍｍ基本差不多，４５ｍｍ稍优；要求来较好地拟合３５０ｍ曲线。根据初步估５０ｍｍ楔形量管片拟合偏差绝大部分能控制在［４］算，分别选取了３８、４０、４３、４５、５０ｍｍ５种不同１５ｍｍ以内，个别点达到了２０ｍｍ。楔形量，在同等条件下，利用管环设计专业软件，对于Ｒ＝５５０ｍ半径曲线，３８、４０、４３和４５针对工程设计线路不同曲线及直线的拟合情况进ｍｍ楔形量管片均能较好地拟合，基本能控制在行了分析，分析中同时考虑了平面曲线以