分析盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問題

丁亮

摘?要： 隨著城市化進(jìn)程加快，城市居民對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊笤絹?lái)越高，在城市交通中，地鐵是其中較為重要的代步工具，是我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)中的重要組成部分，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)城市。地鐵通常會(huì)連接城市的各個(gè)區(qū)域，尤其是一些大型商業(yè)中心，但是地鐵屬于地下交通軌道，在建設(shè)過(guò)程中容易對(duì)城市地基造成影響，為了保證地鐵的安全性，必須要優(yōu)化地鐵中盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞： 盾構(gòu)隧道;管片結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】U452.1+3?????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?????【文章編號(hào)】1674-3733（2020）23-0169-01

1?盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1?類型

盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見圖1）通常包括兩種形式，一種是楔形環(huán)形式，這種是通用形式，將楔形環(huán)形式應(yīng)用于施工中需要合理組合管片，并且將組合后的管片放置在相對(duì)應(yīng)的位置上，相比于另外一種形式，楔形環(huán)形式與地鐵隧道線形較為貼合，符合掘進(jìn)施工特點(diǎn);另一種是無(wú)楔形環(huán)形式，這一管片形式在通用形式的前提下增加了兩種形式的普通環(huán)，即直與曲兩種形式，必須要將兩種形式成分組合在一起才能完成施工。盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的兩種形式具有不同的性能，二者之間的差異性較大，應(yīng)用條件也有一定的區(qū)別。

1.2?盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)形式抗力性能對(duì)比

對(duì)于地鐵來(lái)說(shuō)，首先比較重視的管片結(jié)構(gòu)性能就是抗力性能，主要來(lái)源于兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是永久荷載帶來(lái)，第二點(diǎn)則是施工荷載帶來(lái)。不同管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的力分布情況不同，楔形環(huán)結(jié)構(gòu)（通用形式結(jié)構(gòu)）的分力比較均勻，而采用無(wú)楔形環(huán)方式則難以達(dá)到這一效果，從這一方面來(lái)看，楔形環(huán)形式的抗力性能較好。另外，地鐵施工時(shí)的管片斷面通常處于不平整情況，在這一狀態(tài)下如果要聯(lián)合使用千斤頂和盾構(gòu)法，可能會(huì)產(chǎn)生裂縫，因此如果施工區(qū)域處于直線段，則最好采用無(wú)楔形環(huán)管片結(jié)構(gòu)，在這一情況下，無(wú)楔形環(huán)的抗力性能比楔形環(huán)的抗力性能要好。

1.3?盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)形式防水性能對(duì)比

在地鐵施工中，防水性能強(qiáng)弱通常依賴于橡膠條密封情況是否完整，這是由于防水工作是以橡膠條密封形式完成，在使用橡膠時(shí)通常是在止水溝槽內(nèi)部安裝相應(yīng)的矩形框條，且框條處于完全密封狀態(tài)。管片接結(jié)構(gòu)是斜平面斷面，且不完整，在使用通用結(jié)構(gòu)形式時(shí)需要配合千斤頂，容易產(chǎn)生裂縫，對(duì)防水性能產(chǎn)生影響。由此可見，無(wú)楔形環(huán)結(jié)構(gòu)的防水性能更好。

1.4?實(shí)際施工中的管片結(jié)構(gòu)占用面積與組織計(jì)劃

管片結(jié)構(gòu)在應(yīng)用于實(shí)際施工中時(shí)，通常要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的空間、任務(wù)量以及運(yùn)輸條件等因素，根據(jù)這些因素決定管片結(jié)構(gòu)的用量。因此在管片結(jié)構(gòu)的組織計(jì)劃過(guò)程中，工作人員要對(duì)管片進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)管片的編號(hào)將其投入到實(shí)際的施工當(dāng)中。在施工中，對(duì)管片結(jié)構(gòu)形式的施工需要由施工工序決定，從這樣的情況上來(lái)看，管片結(jié)構(gòu)形式的使用需要完全適用于施工情況，也就是說(shuō)根據(jù)施工對(duì)管片結(jié)構(gòu)形式的需求確定管片結(jié)構(gòu)的使用，也可以說(shuō)明管片結(jié)構(gòu)不會(huì)影響到施工進(jìn)度。可見通用形式管片結(jié)構(gòu)與無(wú)楔形管片結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工中的管片結(jié)構(gòu)占用面積與組織計(jì)劃均無(wú)明顯差異。

2?管片環(huán)寬設(shè)計(jì)

2.1?與施工速度的關(guān)系

盾構(gòu)隧道管片設(shè)計(jì)應(yīng)用于實(shí)際施工時(shí)，需要制定施工進(jìn)度，而施工進(jìn)度與施工人員每日工作量有關(guān)，因此在施工過(guò)程中，其核心都在于施工進(jìn)度的管理目標(biāo)。在地鐵實(shí)際施工過(guò)程中，每日的施工內(nèi)容基本上都包括管片拼接、進(jìn)尺掘進(jìn)以及出土盾構(gòu)施工，因此為了保證施工進(jìn)度，可以采用延長(zhǎng)施工的長(zhǎng)度與縮短施工的時(shí)間兩種方法。經(jīng)統(tǒng)計(jì)：每日的施工內(nèi)容有三項(xiàng)，即管片拼接、進(jìn)尺掘進(jìn)以及出土盾構(gòu)施工，將其作為施工循環(huán)，假設(shè)施工人員在每一項(xiàng)內(nèi)容的施工中都需要2小時(shí)，使用千斤頂能夠縮短施工速度;隨著管片環(huán)寬不斷增加，施工循環(huán)中的內(nèi)容也會(huì)有所增加，施工內(nèi)容增加就會(huì)在一定程度上延長(zhǎng)施工時(shí)間，因此為了提升施工速度，就要考慮管片環(huán)寬這一因素。

2.2?與隧道曲線半徑的關(guān)系

盾尾處間隙與隧道曲線的位置有一定的關(guān)聯(lián)，如果隧道曲線轉(zhuǎn)彎部位寬度過(guò)大，則地鐵在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中就會(huì)受到更大的阻力，盾尾處間隙位置可能會(huì)被卡住，破壞管片。研究表明：盾尾間隙最合適的范圍為2厘米～2.4厘米，如果盾尾間隙為2厘米，則在管片環(huán)寬設(shè)計(jì)中應(yīng)該為1米，曲線半徑則為300米，但就目前的地鐵施工情況來(lái)看，曲線半徑至少要為500米，因此需要對(duì)盾尾間隙與管片環(huán)寬進(jìn)行合理調(diào)整。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，地鐵的安全性與穩(wěn)定性與盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有較大的關(guān)聯(lián)，也是地鐵施工過(guò)程中一項(xiàng)較為重要的施工內(nèi)容，就目前的情況來(lái)看，盾構(gòu)隧道的管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括兩種管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這兩種方法足以滿足我國(guó)地鐵施工需求，但是在社會(huì)不斷發(fā)展的前提下，為了保證地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性與舒適性，地鐵施工時(shí)可以選擇直線施工方法，隧道曲徑也要盡量擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)

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