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1、管片楔形量一、管片楔形量计算护盾式TBM(含盾构)在曲线段施工和蛇行修正时,需要使用楔形管片环,楔形管片环分为左转环及右转环。蛇行修正用楔形管片环的数量,会因工程区域内所包含的缓曲线和急曲线区段的比例、有无S形曲线等的隧道线路、影响TBM(含盾构)操作稳定性的周围围岩的情况而不同。通常,蛇行修正用楔形管片环数量大概是直线区间所需管片环数的3%5%,可通过线形计算。楔形量除了根据管片种类、管片宽度、管片环外径、曲线外径、曲线间楔形管片环使用比例、管片制作的方便性确定外,还应根据盾尾操作空隙而定。根据区间隧道线形,其最小半径为350m,建议曲线拟合采用楔形量38mm的楔形管片环,模拟线形采用标准环
2、、左转环和右转环组合的方式。管片楔形量确定主要因素有三个:线路的曲线半径;管片宽度;标准环数与楔形环数之比u值。还有一个可供参考的因素:楔形量管模的使用地域。楔形量理论公式如下: =D(m+n)B/nR(D-管片外径,m:n-标准环与楔形环比值,B-环宽,R-拟合圆曲线半径)结合青岛市地铁1号线工程具体情况,TBM施工区段线路最小曲线半径为350m,按最小水平曲线半径R=350m计算,楔形量=38mm,楔形角=0.3629。楔形量与转弯半径关系(如图7.8)的计算公式如下:图7.8 楔形量与转弯半径关系图根据圆心角的计算公式:X180L/R 式中: L段线路中心线的长度(mm), R曲线半径(
3、mm), X圆心角。将圆心角公式代入得,180(1500-/2)/(R-3000)=180(1500+/2)/(R+3000)简化得楔形量与转弯半径关系公式:(1500-/2)/(R-3000)=(1500+/2)/(R+3000)R=9000000/ 将管片拼装的最大楔形量=38mm代入上式计算得此转弯环管片的理论最小转弯半径为:R=236842mm。本工程盾构区间环宽1200mm的管片为满足曲线模拟和施工纠偏的需要,设计了左、右转弯楔形环,通过与标准环的各种组合来拟合不同的曲线。管片楔形量计算应考虑线路最小曲线半径、管片环类型、管片环排版方式、曲线拟合误差等因素,并留有一定的余量,以满足最
4、小曲线半径段的施工要求。楔形环为双面楔形,楔形量为=48.0mm,楔形角=0.46(0.008rad),楔形量平分为两部分,对称设置于楔形环的两侧环面。在标准环:楔形环按照1:1排版的情况下能满足R=300m的最小平面曲线半径。在不同平面曲线半径下的楔形环与标准环的比例见下表:表5-3 不同平面曲线半径的盾构楔形环与标准环组合比例R(m)300400500600700800100015002000楔形环:标准环1:13:53:71:33:113:133:171:93:37二、参考一期刊论文,论文中对管片楔形量的计算有论述:具体可参照“小半径曲线地铁隧道盾构施工技术”,作者:陈强。三、管片的检算可以参考“小半径曲线盾构施工技术”中有关楔形量的检算。