盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)

1、 123456 盾構(gòu)（shield）是一種鋼制的活動(dòng)防護(hù)裝置或活動(dòng)支撐，是通過(guò)軟弱含水層，特別是河底、海底，以及城市居民區(qū)修建隧道的一種機(jī)械。 頭部可以安全地開(kāi)挖地層 ,尾部可以裝配預(yù)制管片或砌塊，迅速地拼裝成隧道永久襯砌。 盾構(gòu)推進(jìn)主要依靠盾構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的千斤頂。 在松軟含水地層中修建隧道、水底隧道及地下鐵道時(shí)采用各種不同形式的盾構(gòu)施工最有意義，特別是該施工方法屬地表以下暗挖施工，不受地面交通、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)等條件的影響， 用盾構(gòu)法修建隧道開(kāi)始于1818年 ，法國(guó)工程師布魯諾爾； 1825年在英國(guó)泰晤士河下首次用矩形盾構(gòu)建造隧道 ； 近代，日本盾構(gòu)法得到了迅速發(fā)展，用途越來(lái)越廣，并研制

2、了大量新型盾構(gòu)； 我國(guó)于1957年北京下水道工程中首次出現(xiàn)2.6m小盾構(gòu) ； 上海市延安東路過(guò)江道路隧道使用11.0 m直徑的大盾構(gòu)； 1-1 (切口環(huán))；2-2 (支承環(huán))；3-3 (縱剖面)通常由盾構(gòu)殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、出土系統(tǒng)等四大部分組成。 盾構(gòu)殼體由切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾與豎直隔板、水平隔板組成，并由外殼鋼板連成整體。 切口環(huán) ：開(kāi)挖 ；上下寬度可以等值、也可以不等值，甚至是活動(dòng)的。 容納各種專門的挖土設(shè)備。 支承環(huán)：承受荷重的核心部分，剛性較好的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。 水平隔板和豎直隔板：增加盾構(gòu)剛度 ，水平承受拉力，豎直承受壓力。 盾尾：掩護(hù)工人在其內(nèi)部安裝襯砌。 由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備

3、組成 ，上下左右活塞桿伸出長(zhǎng)度不同達(dá)到糾偏目的。 盾構(gòu)千斤頂一般是沿支承環(huán)圓周均勻分布的 ； 襯砌拼裝器又稱舉重臂，是拼裝系統(tǒng)的主要設(shè)備，以油壓系統(tǒng)為動(dòng)力，一般舉重臂均安裝在支承環(huán)上。 舉重臂能作旋轉(zhuǎn)、徑向運(yùn)動(dòng)，還能沿隧道中軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 完成這些運(yùn)動(dòng)的精度應(yīng)該保證待裝配的管片上的螺栓孔能和已裝配好的螺栓孔對(duì)齊，以便螺栓固定。 出土方式一般有三種 ： （1）有軌運(yùn)輸：皮帶運(yùn)輸機(jī)礦車洞口垂直起吊至地面。 （2）無(wú)軌運(yùn)輸：自卸卡車 （3）管道運(yùn)輸：混合泥漿，壓力輸出， 出土連續(xù)化 一、襯砌結(jié)構(gòu)作用 （一）在施工階段中。作為施工臨時(shí)支撐用，并承受盾構(gòu)千斤頂頂力以及其它施工荷重。 （二）竣工后，作為

4、隧道永久性支撐結(jié)構(gòu)，支承材砌結(jié)構(gòu)周圍的水、士壓力以及使用階段和某些特殊需要的荷重。 （三）防止泥、水滲入，滿足隧道結(jié)構(gòu)的預(yù)期使用要求。（四）在外層裝配式襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)現(xiàn)澆棍凝土或鋼筋混凝土內(nèi)襯，這對(duì)干隧道防水、防銹蝕，修正隧道施工誤差以及用作隧道內(nèi)部裝飾具有發(fā)揮進(jìn)一步作用。如果在二層襯砌間的連接結(jié)構(gòu)措施得到滿足，則二層襯砌可視作整體性結(jié)構(gòu)而共同抵抗外荷載。 隧道襯砌是在盾構(gòu)尾部殼保護(hù)下的空間內(nèi)進(jìn)行拼裝。 組成：鑄鐵、鋼、鋼筋混凝土或鋼與鋼筋混凝土的復(fù)合材料等制成的管片或砌塊。 結(jié)構(gòu)受力及使用要求決定盾構(gòu)及襯砌結(jié)構(gòu)形式并決定其拼裝方法。 重臂拼裝或拱托架拼裝 ； 通縫拼裝（管片的縱縫環(huán)對(duì)齊）或錯(cuò)縫拼

5、裝 ； 螺栓聯(lián)結(jié)的管片或無(wú)螺栓聯(lián)結(jié)的砌塊等。 按其程序可分為“先縱后環(huán)”和“先環(huán)后縱”。 采用舉重臂拼裝管片的原則應(yīng)是自下而上，左右交叉，最后封頂成環(huán)。 “管片”是建成隧道后的永久性支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足強(qiáng)度要求、使用要求； 施工階段須裝配簡(jiǎn)便、容易替換、承受盾構(gòu)千斤頂頂力及其它施工荷載。 一般有通縫、錯(cuò)縫拼裝兩種。 縱縫環(huán)環(huán)對(duì)齊的稱通縫，適用于需要拆除管片修建旁側(cè)通道或結(jié)構(gòu)需要比較柔的情況下，以便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理。 縱縫互相錯(cuò)開(kāi)，對(duì)稱錯(cuò)縫，其優(yōu)點(diǎn)在于能加強(qiáng)圓環(huán)接縫剛度，使圓形結(jié)構(gòu)可近似地按均質(zhì)圓環(huán)等剛度考慮，因此使用較普遍的，缺點(diǎn)是錯(cuò)縫拼裝容易使管片頂碎。 環(huán)向螺栓根據(jù)接縫內(nèi)力情況可設(shè)置成單排或雙排

6、。 雙排：外排螺栓抵抗負(fù)彎矩，內(nèi)排螺栓抵抗正彎矩。 縱向螺栓目的是使隧道襯砌結(jié)構(gòu)具有抵抗隧道縱向變形的能力 ，一塊管片設(shè)34個(gè)螺栓。 螺栓材料一般采用高強(qiáng)度合金鋼，直螺栓 ?；竞奢d1. 地層壓力2. 水壓力3. 自重4. 上覆荷載的影響5. 地基抗力附加荷載6. 內(nèi)部荷載7. 施工荷載8. 地震的影響特殊荷載9. 平行配置隧道的影響10. 接近施工的影響 計(jì)算工況荷載種類荷載組合系數(shù)第一組合施工階段第二組合運(yùn)行階段第三組合地震驗(yàn)算地面超載1.4結(jié)構(gòu)自重1.2地層垂直水土壓力1.2水平水土壓力1.2外水壓力1.2道路設(shè)計(jì)荷載1.4盾構(gòu)千斤頂頂力1.2不均勻注漿壓力1.2地震荷載1.3hginiihq12243. 0412HHRRG2243. 0412HHRRG245tan2245tan21cqp245tan222HRpykPk44