地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計施工要點

1、城市建設(shè)CONSTRUCTION張拉的前期需要試張拉，對摩擦損失系數(shù)檢測，結(jié)合得到的結(jié)果補充“張拉要點”。張拉的伸長值要控制在計算伸長值的6%或低于6%范圍內(nèi)，若檢測出現(xiàn)異常情況時則要中斷張拉，找出原因進行處理后在實施張拉。預(yù)應(yīng)力筋伸長值選擇的方法為分段迭加法計算，計算值如表1。表1預(yù)應(yīng)力筋伸長值計算結(jié)果3.6反拱值測量張拉結(jié)束后詳細分析控制點的觀測結(jié)果進行統(tǒng)計，最大控制點觀測反拱值在8mm，反拱值測量數(shù)據(jù)見下表1。表1反拱值測量結(jié)果編

2、號12345反拱值8mm7.1mm7.4mm7.2mm7.3mm3.7孔道灌漿預(yù)應(yīng)力筋張拉后需立刻采取孔道灌漿，這樣可以避免銹蝕對建筑抗裂性和耐久性帶來不利影響。結(jié)合灌漿機把水泥漿壓在預(yù)留孔道中，在灌漿之前選擇壓力水對管道清理沖洗，沖洗時一般要持續(xù)2次左右。對曲線孔道最好從最低點注入水泥漿，到最高點排氣孔把空氣排出。灌漿需選擇標號在P.O32.5R以上的普通硅酸鹽水泥進行調(diào)配，所配制的水泥漿的強度壓大于M30，并且維持良好的干縮性、泌水

3、性。若要增強孔道灌漿的密實，需對灰漿加用0.05%～0.1%的鋁粉或膨脹劑。3.8封錨張拉灌漿結(jié)束后需立刻進行封錨，在封錨之前使用手持砂輪切割機把預(yù)應(yīng)力筋外露部分切除。在封錨之前要對錨具、錨孔嚴格清理，參照標準完成封錨操作，凸出的錨頭必須參照施工大樣圖結(jié)合總包方對附加鋼筋配置，并采取措施保護錨具。封錨的材料應(yīng)該把錨具、預(yù)應(yīng)力鋼絲頭完全封錨堵密實，不允許出現(xiàn)空隙問題。4結(jié)語總之，現(xiàn)代工程建設(shè)中需要采取先進的施工技術(shù)，這樣才能保證良好的施工

4、效果。超長多跨度筋預(yù)應(yīng)力混凝土兩端張拉選擇應(yīng)力、應(yīng)變雙控形式采取張拉控制，這樣就能保證結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定性。參考文獻：[1]GB502042002.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范.[2]JGJ852000.預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程.[3]封大斌，弈貴臣.后張法預(yù)應(yīng)力施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.[4]雷文軍，凌育洪.預(yù)應(yīng)力混凝土的裂縫控制[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報，2002，4.梁編號計算伸長值（mm)YY

5、KL1YYKL2YYKL3YYKL4YYKL5YYKL6直線束（1#）210216210318316317直線束（2#）210216210211265231曲線束（3#、4#）1821881823323153141.工程背景及盾構(gòu)隧道基本情況1.1工程概況某市地鐵線連接該市東西兩端，全長10.2km，在一些地區(qū)使用高架線路型、地下和地面路型式，其中高架線和地面線6.4km，地下線3.8km。全站共設(shè)12個地鐵站，其中地面站和高架站5個，

6、地下站7個。在地鐵工程地下線路段，由于受環(huán)境條件限制較多，工程水文、地質(zhì)情況復(fù)雜，加之對地面沉降有較高要求，地面沒有足夠的降水，所以采用盾構(gòu)法進行施工。1.2工程地質(zhì)情況地下線路段的地層從上到下分別為：人工填土層、粘質(zhì)黃土、砂質(zhì)粉土、中粗砂、卵石層。人工填土層主要為房渣土、爐灰、碎石等，稍有濕潤，局部飽和，比較松散，厚度通常為0.5~1m。粘質(zhì)黃土稍濕，可塑性強，厚度一般為2m。砂質(zhì)粉土較飽和，其中夾雜著重砂質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土厚度通常為5

7、~8m。中粗砂較飽和，含少量礫石，較密實，夾雜著一定的重粉質(zhì)粘土、夾層細砂，厚度一般為1~5m，局部缺失。卵石層密實，飽和，堅硬，部分風(fēng)化，通常粒徑為10~70mm，填充為粘性土或中粗砂，厚度大于5m。由工程地質(zhì)情況可知，該工程所處地質(zhì)呈上軟下硬地層。下面對工程的研究內(nèi)容進行介紹。2.工程的主要研究內(nèi)容根據(jù)工程所在地地質(zhì)的具體情況，從隧道施工的設(shè)計、管片生產(chǎn)、施工等方面進行研究，主要研究以下幾個項目：2.1管片接頭剛度和盾構(gòu)隧道管片地層

8、的相互作用通過進行管片抗彎試驗、管片接頭試驗、室內(nèi)模型試驗和大量現(xiàn)場的試驗，與理論分析相結(jié)合，探索該市特有地層條件下的地層與盾構(gòu)隧道管片相互作用形式及規(guī)律，提出在該地質(zhì)情況下盾構(gòu)隧道地層荷載的分布、變化規(guī)律，并提出取值方法，以研究成果為基礎(chǔ)，總結(jié)土壓分布規(guī)律，優(yōu)化管片的設(shè)計。2.2管片生產(chǎn)技術(shù)對高性能混凝土的配合比、盾構(gòu)管片的生產(chǎn)工藝、施工機具、試驗設(shè)施、混凝土構(gòu)件自動蒸養(yǎng)系統(tǒng)等進行研究，制定管片生產(chǎn)標準和預(yù)制混凝土的盾構(gòu)管片操作質(zhì)量標

9、準，以確保證混凝土管片的質(zhì)量。2.3盾構(gòu)施工在施工過程中，研究地表沉降控制技術(shù)、開挖面穩(wěn)定措施、盾構(gòu)地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計施工要點方敏中鐵十三集團有限公司第六工程公司第一工程指揮部吉林長春130000摘要：隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，城市化進程的不斷加快，城市人口增長越來越快。為了滿足人們的交通要求，修建地鐵是一種有效的解決方案。目前，盾構(gòu)法是發(fā)達國家修建地鐵隧道的主要方法，我國也逐漸開始使用其進行隧道的修建。下面介紹某市地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計施工

10、的一些情況，供以后參考和借鑒。關(guān)鍵字：地鐵盾構(gòu)；隨到設(shè)計；施工施工技術(shù)303萬方數(shù)據(jù)城市建設(shè)CONSTRUCTION始發(fā)技術(shù)、盾構(gòu)施工監(jiān)測技術(shù)、壁后注漿技術(shù)、管片拼裝技術(shù)和盾構(gòu)施工測量技術(shù)，以確保施工質(zhì)量和施工效率。3.盾構(gòu)隧道設(shè)計與施工通過各項研究，掌握了盾構(gòu)隧道設(shè)計和施工技術(shù)。3.1管片接頭整體隨到的受力直接手管片接頭作用大小的影響，通常情況下隧道的內(nèi)力隨螺栓作用的增強而增大，同時，螺栓在一定程度上能限制隧道的變形。下面研究管片接頭

11、的連接方法。3.1.1現(xiàn)場測試在隧道工程埋設(shè)螺栓應(yīng)力計，對管片拼裝完成后到推出盾尾某段時間螺栓的應(yīng)力值和螺栓的受力行為進行測試，為了便于驗證，每組測試斷面由兩環(huán)管片組成。進行環(huán)向螺栓應(yīng)力測試，應(yīng)力變化過程主要包括以下幾個階段：初始階段：首先要標定螺栓，然后將其插入螺栓孔內(nèi)，在上緊螺栓之前，要保持較低的應(yīng)力水平。分兩次擰緊螺栓，第一次先預(yù)緊，將二到三成的緊固力施加上去，第二次緊固到位。螺栓擰緊后，在管片還沒有到了盾尾里面時，要一直維持螺栓

12、應(yīng)力在緊固應(yīng)力的水平。推進階段：隨著盾構(gòu)機的逐漸推進，盾構(gòu)管片被推出盾尾，在這個過程中，螺栓的應(yīng)力以很大的幅度下降，但是應(yīng)力下降時均勻的，有些部位的螺栓應(yīng)力甚至接近于0，這表明這個過程中螺栓會有暫時失效的情況發(fā)生。其主要原因是：盾構(gòu)管片被逐漸推出盾尾，管片隧道周圍被具有一定壓力的同步注漿漿液逐漸充滿，這就對管片隧道產(chǎn)生軸向壓力，螺栓在管片之間的橡膠止水帶擠密后出現(xiàn)松弛。應(yīng)力維持階段：盾構(gòu)推出盾尾，螺栓應(yīng)力松弛后，螺栓在一定時間范圍內(nèi)保持

13、較低應(yīng)力水平，增加的量值也不太大。通常情況下這個階段持續(xù)時間與漿液的凝固之間大致相同，為7~10小時左右。主要原因為：盾尾注漿漿液凝固且在達到相應(yīng)的強度之前，軸向力仍然是對盾構(gòu)隧道的主要作用力，這與推進階段情況相似。應(yīng)力上升階段：應(yīng)力在維持一段時間后，隨著時間的繼續(xù)延長，螺栓的應(yīng)力逐漸上升，且呈線性變化，直到與初期凝固應(yīng)力的水平相一致。應(yīng)力上升階段的時間通常要保持一個月左右。主要原因是：醉著注漿漿液的逐漸硬化，硬性接觸在地層與管片之間形

14、成，管片直接受地層的變形作用，加之各個方向上有不同的地層荷載，這就對原來一直對周邊的均勻作用產(chǎn)生了破壞，管片接頭產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，螺栓受拉。等在這種地層變形到了一定程度，隧道與地層之間就會有一個相對平衡的受力體形成，并保持穩(wěn)定。3.1.2管片接頭剛度試驗采用原型管片對管片接頭剛度進行測試。達到以下幾個目的：掌握管片環(huán)向接頭的剛度、管片環(huán)向接頭彎曲變形的特性、彎曲過程中混凝土的變形與接頭附近鋼筋的變形及破壞規(guī)律、彎曲過程中接頭聯(lián)接螺栓的受力情況及

15、變形規(guī)律。為了能夠?qū)芷宇^的實際受力情況進行模擬，從側(cè)向施加測力和從頂部施加不同量值的軸力，軸力范圍為20170t，測力值從0逐漸開始增加，直到構(gòu)件被損壞。通過試驗得知，在一定軸力的作用下，管片的張開角度基本和彎矩一致呈直線變化。但是當(dāng)彎矩超出一個特定值后，直線的斜率變大，管片的實際極限值被特定值超出。由于管片螺栓布置對截面不對稱，外剛度通常是內(nèi)剛度的一半。3.2盾構(gòu)隧道與地層的相互作用規(guī)律通過現(xiàn)場測試、室內(nèi)模型試驗、理論分析等各方面

16、對盾構(gòu)隧道施工過程中地層荷載的分布規(guī)律及荷載作用的變化規(guī)律進行總結(jié)。3.2.1現(xiàn)場測試通過現(xiàn)場測試得知，鋼筋應(yīng)力和地層與管片的接觸應(yīng)力都與螺栓軸力基本呈現(xiàn)一致的變化狀態(tài)和規(guī)律。初始階段：當(dāng)拼裝完管片后，但仍然留在盾尾里面時，由于沒有受到周圍的荷載作用，所以有較小的接觸應(yīng)力。推進階段：管片逐漸被推出盾尾且同步注漿后，接觸應(yīng)力逐漸增加，并呈線性變化。這主要是由于推出管片后，管片受到了來自注漿漿液壓力的作用，這個過程通常保持12小時。穩(wěn)定階段

17、：管片在推出盾尾且同步注漿完成后，接觸應(yīng)力保持在一定范圍內(nèi)，直到注漿漿液逐漸凝固。后期發(fā)展：盾構(gòu)剛被推出盾尾時，接觸應(yīng)力在隧道周圍分布較均勻，這就表明半流體的作用特征。漿液凝固后，周圍的接觸應(yīng)力上大下小，呈現(xiàn)出不均勻的變化。原因主要是：管片在剛被推出盾尾且同步進行回填注漿時，土壓力大致呈現(xiàn)出受漿液流體壓力作用的態(tài)勢，也就是均勻分布在隧道周圍，其量值和注漿壓力大致相同，管片和周圍土體之間由于注漿壓力的作用產(chǎn)生預(yù)壓，這時的土壓力最大。這就表

18、明管片和土作用發(fā)生的一個重要因素是注漿壓力。當(dāng)注漿漿液凝固后，隨著超壓減小，地層應(yīng)力重分布，土壓力分布出現(xiàn)了微妙的變化。注漿造成的周邊地層超壓減小直至消失，減小了周邊地層的土壓力。同時，頂部超壓變小后，由于地層在一個范圍內(nèi)的塌落作用，馬鞍形的土壓力在隧道拱頂量測形成并分布，側(cè)壓力大致分布形式為上大下小。這主要是由于頂部涂層松弛荷載傳到隧道中，穩(wěn)定的土壓力最終呈現(xiàn)出矩形或倒梯形形態(tài)。頂部偏大，底部偏小基本是側(cè)壓力在高度方向的分布情況?？紤]

19、到產(chǎn)生的土體蠕變隨著時間的不斷增加而對底部壓力逐漸增加，大致能夠按照矩形分布進行設(shè)計。結(jié)語：地鐵盾構(gòu)隧道試驗是該工程順利完成的重要步驟，是整個工程順利施工、提高工程施工效率的關(guān)鍵，通過實際工程情況，進行大量的試驗，對地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計、施工積累下寶貴的經(jīng)驗，為保質(zhì)、保量的完成工程任務(wù)提供了重要保證，也為將來類似工程的施工提供了很好的借鑒實例。參考文獻：[1]王夢恕等著.中國隧道及地下工程修剪技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2010.5[