盾構與掘進機施工——管片制作與拼裝盾構教研室主講：王磊SHIELD＆TBMCONSTRUCTIONTECHNOLOGYCHAPTER03管片選型方法3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（1）根據管片線形選型盾構機掘進時，隧道襯砌管片可根據隧道設計線形實時進行選型，曲線段可根據方向選擇左轉彎環，右轉彎環或者通用環，直線段可選擇直線環或通用環。3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（2）根據盾構姿態選型盾構機掘進過程中因地質不均勻，很容易偏離隧道軸線方向，當超過一定范圍，就需要進行姿態調整。若通過其他方法（如調整盾構機千斤頂的推力來調整掘進方向）取不到理想效果時，就需要用轉彎環管片來進行調整。3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（3）根據管片與盾殼的相對位置（盾尾間隙）選型管片選型與盾構盾尾、盾構鉸接、盾構推進千斤頂有著重要關系，特別是盾尾間隙的控制，尤為突出。從理論上，當管片安裝后，管片環外圓面與盾構盾尾內圓面，其間隙是一致的，但實際施工中，由于受地層、人工操作、盾構蛇行等，造成間隙距離不一。盾尾間隙確定：由管片寬度、隧道設計軸線、注漿工藝、盾尾油脂壓注工藝確定。3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法盾構機盾尾間隙變化三種情況：1、使用楔型環管片環；2、管片方位角與盾構機方位角不一致，3、盾構機偏移。以上三種情況在實際施工常常同時出現，是一個綜合性因素。第三種情況第一種情況第二種情況3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法

盾構管片是先拼裝在盾尾盾殼內，在盾構機前進的過程中，管片從尾部露出來。假設盾尾為一直徑6280mm，厚度為50mm的鋼筒，密封刷結構的最小厚度為45mm。管片的外直徑為6000mm。如果管片的中心軸和主機的中心軸完全重合時，則盾尾間隙的值為45mm。實際施工中要準確的測量盾尾間隙是困難的，因為盾尾密封結構往往被管片遮住了，我們所能測量的為管片和盾殼的間隙值，理想情況下的盾尾間隙測量值為45mm+45mm=90mm。3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（4）根據推進油缸和鉸接油缸行程選型推進油缸按上、下、左、右四個方向分成四組，每一個掘進循環這四組油缸的行程的差值反應了盾構機與管片的平面位置之間的空間關系，可以看出下一個掘進循環盾尾間隙的變化趨勢。當管片平面不垂直于盾構機軸線時，各組推進油缸的行程就會有差異，當這個差值過大時，推進油缸的推力就會在管片環的徑向產生較大的分力，從而影響已拼裝好的隧道管片以及掘進姿態。推進油缸分區示意圖3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（4）根據推進油缸和鉸接油缸行程選型管片選型與盾構鉸接油缸關系雖然沒有直接關系，但在曲線段，鉸接油缸的行程與盾構推進油缸行程有著重要關系。因此，管片選型與盾構鉸接油缸具有間接關系。

鉸接油缸可以被動收放，有利于曲線段的掘進及盾構機的糾偏。同樣鉸接油缸的行程差也影響管片的選型。這時應將上下或左右的推進油缸行程差值減去上下或左右的鉸接油缸行程差值，最后的結果作為管片選型的依據。推后體式（主動鉸接）推前體式（被動鉸接）3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（4）根據推進油缸和鉸接油缸行程選型

注意：在進行管片選型的時候，即要考慮盾尾間隙，又要考慮油缸行程的差值。而油缸行程的差值更能反映盾構機與管片平面的空間關系，通常情況下應把油缸行程的差值作為管片選型的主要依據，只有在盾尾間隙接近于警戒值時，才根據盾尾間隙進行管片選型。調整的基本原則是：哪邊的盾尾間隙過小，就選擇拼裝反方向的轉彎環。3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（5）根據模具選型由于模具一旦購買投入生產，其生產能力基本已經定型。在管片生產過程中只能進行適度調整。如果拼裝過程中大量使用轉彎管片，造成轉彎環與標準環比例嚴重失調。轉彎環少，標準環多，這種情是相當危險的。在曲線段如果3~4環內沒有轉彎管片，錯臺就非常嚴重，無法繼續施工。所以管片選型也要必須要考慮到模具的生產能力。3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（6）根據安裝點位選型管片拼裝一共有10個點位1、2、3、4、5、7、8、9、10、11。安裝采取由下而上的原則。1234511107893.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（6）根據安裝點位選型管片拼裝時要求錯縫拼裝，相鄰兩環管片不能通縫。管片拼裝點位有很強的規律，點位可劃分為兩類，一類為1點、3點、5點、8點、10點；二類為11點、2點、4點、7點、9點。同一類點位不能連續選擇，例如1點后不能跟3、5、8、10這四個點位，只能跟11、2、4、7、9五個點位，否則會造成部分管片通縫現象。點位1點2點3點4點5點7點8點9點10點11點1點×√×√×√×√×√2點√×√×√×√×√×3點×√×√×√×√×√4點√×√×√×√×√×5點×√×√×√×√×√7點√×√×√×√×√×8點×√×√×√×√×√9點√×√×√×√×√×10點×√×√×√×√×√11點√×√×√×√×√×3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（6）根據安裝點位選型如下左圖所示，11、1、2、3點位為錯開的兩組點位拼裝而成，是典型錯縫拼裝；而右圖所示連續三環管片為2、11、4點位，均為同一組點位，拼裝完成后存在通縫情況，應該避免。錯縫拼裝通縫拼裝3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法管片拼裝點位轉盤（6）根據安裝點位選型3.1管片選型基本理論

3.1.5管片選型方法（6）根據安裝點位選型

注意：左右轉彎環是可以互相代替的，如右轉彎12：00可以由左轉彎6：00代替，右轉彎的1：00可以由左轉彎的7：00代替……。管片的這種特點在施工時很有意義，如施工馬上需要使用右轉彎環，但施工場地儲存的只有左轉彎環，這時就可以用左轉彎環來代替右轉彎環。但需要說明的是左右轉彎環在互相代替時要注意管片是否會通縫。例如當前環為標準11：00鐘，下一環需要安裝右轉彎12：00，但這時發現場地只有左轉彎環，不得不用左轉彎來代替右轉彎，但是這個左轉彎不能安裝到6：00鐘，雖然這個左轉彎安裝到6：00和右轉彎12：00完全等價，但會和當前的標準環11：00通縫，你只能把左轉彎安裝到5：00或者7：00才能滿足既錯縫又代替右轉彎大部分功能的要求。雖然管片有10個點位，但正常情況下如果管片供應充足，管片的常用安裝點位只有五個：10：00、11：00、12：00、1：00、2：00。對標準環而言剩下的點位沒有任何意義，對轉彎環來說剩下的點位完全可以用相反的管片在這五個點位內找到代替環。而且在轉彎環供應充足時我們更并不主張使用剩下的點位，因為這些點位的楔形塊位于隧道下半部，在安裝時比較不便，對安裝的技術要求也要高一些。3.1管片選型基本理論

3.1.6管片選型總結（1）選型總結通過選擇標準環和轉彎環的不同組合形式，選用正確型號的管片和選擇正確的拼裝點位，將隧道實際施工線路控制在設計線路的允許公差內。正常情況主機沿著DTA走，管片隨著主機走，線形控制為工作內容之首。特殊情況下主機掘進要保護管片，同時注意隧道不能超限