CN107060813A - 一种小半径曲线盾构管片选型的方法 - Google Patents
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Abstract
一种实现小半径曲线盾构管片选型的施工方法，该方法依托于地铁盾构工程，根据小半径盾构推进确保推进姿态施工需求研制出盾构管片选型的方法。国内对小半径推进通常采用选择转弯环结合调整千斤顶推力的方法，但是管片选型没有准确的数据指导，该方法针对曲线盾构推进进行合理的管片选型和所需楔形量计算。该方法从科学的角度，采用对管片结构和线型变化及其相关关系进行模型分析，对施工过程中盾构水平姿态进行控制。本方法对于转弯半径越小效果越明显，通过本方法的应用不仅提高了盾构纠偏的效率，同时确保了成型隧道的质量。本方法适用于小半径盾构推进施工作业。
Description
技术领域
本发明涉及小半径曲线盾构管片选型的方法，属于城市轨道交通技术领域。
背景技术
城市的发展，带动了轨道交通建设的发展，在轨道交通线路的选择上，由于受规划及建、构筑物的制约，这使得轨道交通的线形越来越复杂。小半径曲线隧道线形虽不属良好，但在应用上将会越来越多。该方法依托于天津地铁3号线盾构推进，根据极限小半径区间线型盾构工需求研制出的方法。对于小半径盾构推进施工中，选择管片类型拼装是重难点内容，直接决定了盾构推进水平姿态等。目前，国内对小半径推进通常采用选择转弯环结合调整千斤顶推力的方法，但是管片选型没有准确的数据指导，该方法针对曲线盾构推进进行合理的管片选型和所需楔形量计算。
盾构区间极限半径推进施工属于城市轨道施工中的重难点问题，采用何种方法确保盾构姿态按照设计线路推进是重点工作。一旦发生姿态偏差过大将造成管片破损严重、隧道渗漏水，影响运行车辆的安全性。所以研究精细化管片选型的施工方法具有较高的实用价值和重要社会意义。基于上述分析，研究出新的小半径曲线盾构管片选型的方法。
发明内容
本发明采用的技术方案为一种实现小半径曲线盾构管片选型的施工方法，针对曲线盾构推进进行合理的管片选型和所需楔形量计算，对管片结构和线型变化及其相关关系进行模型分析，对施工过程中盾构水平姿态进行控制。该方法不仅提高了盾构纠偏的效率，同时确保成型隧道的质量，施工安全可靠。
城市地铁采用1.2m型管片，其中管片分为左转型、右转型及直行型。
小半径曲线转弯的管片选型依据是线路轴线，以区间半径曲线段为计算出转弯时的管片排版。
转弯环偏转角的计算公式：
θ＝2γ＝2arctgδ/D
式中：θ为转弯环的偏转角；δ为转弯环的最大楔形量的一半；D为管片直径。
将δ、D代入，最后得出θ值。
根据圆心角的计算公式：
α＝180L/πR
式中：L为段线路中心线的长度；R为曲线半径。
而θ＝α，将之代入，得出L。
上式表明，在圆曲线上，每隔一段距离要用一环转弯环。在圆曲线上，加上纠偏管片拼装点位变化，直环与转弯环的拼装关系为：2倍的环直环加一倍的环转弯环。
该方法通过对施工中的管片结构和线型变化及其相关关系进行模型分析，以获得管片选型和所需楔形量值，为施工过程提供理论依据。
针对极限小半径盾构施工，传统方法效果不理想、效率低的特点，采用简单、实用的方法。相比之下，该方法效率高，成本低，可控性好。
附图说明
图1直环、转弯环关系图。
具体实施方式
如图1所示，国内部分城市地铁采用1.2m型管片，其中管片分为左转型、右转型及直行型，天津地铁管片最大楔形量为49.6mm，在这里需要说明每个城市设计管片的最大楔形量是不同的，均可以使用该方法。本发明专利主要针对该类型管片隧道施工。
小半径曲线转弯的管片选型主要依据是线路轴线，以区间的305m半径曲线段为例，可计算出转弯时的管片排版如图1：
转弯环偏转角的计算公式：
θ＝2γ＝2arctgδ/D
式中：θ为转弯环的偏转角；δ为转弯环的最大楔形量的一半，取24.8mm；D为管片直径，取6.2m。
将数据代入得出θ＝0.458272°
根据圆心角的计算公式：
α＝180L/πR
式中：L为段线路中心线的长度；R为曲线半径，取305m。
而θ＝α，将之代入，得出L＝2.4395m
上式表明，在305m的圆曲线上，每隔2.4m要用一环转弯环。天津地铁采用的管片长度为1.2m，即在305m的圆曲线上，加上纠偏管片拼装点位变化，直环与转弯环的拼装关系为：2环直环+1环转弯环。
Claims (1)
1.一种实现小半径曲线盾构管片选型的施工方法，其特征在于：针对曲线盾构推进进行合理的管片选型和所需楔形量计算，对管片结构和线型变化及其相关关系进行模型分析，对施工过程中盾构水平姿态进行控制；该方法不仅提高了盾构纠偏的效率，同时确保成型隧道的质量，施工安全可靠；
城市地铁的管片分为左转型、右转型及直行型；
小半径曲线转弯的管片选型依据是线路轴线，以区间半径曲线段为计算出转弯时的管片排版；
转弯环偏转角的计算公式：
θ＝2γ＝2arctgδ/D
式中：θ为转弯环的偏转角；δ为转弯环的最大楔形量的一半；D为管片直径；
将δ、D代入，最后得出θ值；
根据圆心角的计算公式：
α＝180L/πR
式中：L为段线路中心线的长度；R为曲线半径；
而θ＝α，将之代入，得出L；
上式表明，在圆曲线上，每隔一段距离要用一环转弯环；在圆曲线上，加上纠偏管片拼装点位变化，直环与转弯环的拼装关系为：2倍的环直环加一倍的环转弯环；
该方法通过对施工中的管片结构和线型变化及其相关关系进行模型分析，以获得管片选型和所需楔形量值，为施工过程提供理论依据。
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|---|---|
| CN (1) | CN107060813A (zh) |
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