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1、205参考资料参考资料2.1.1（1） 最近的管片型式盾构施工法使用的管片一般为平板形的钢筋混凝土制品，多用短螺栓在钢制接头箱内连接。近年来，为了提高管片组装的方便性、降低制造费用、减少容易发生漏水等弱点、提高施工速度，不断有新型管片得到开发并投入使用。与之相配套的管片系统也取得了长足进步。现将最新的管片开发的主要情况，以参考表2.1.1（1）（10）的形式，介绍如下。参考表2.1.1（1） 插入式高刚性接头名称插入式高刚性接头结构断面形状：平板形；材料：钢筋混凝土接头：高刚性接头（接头面：拱形拉杆形状）、插入式接头、长螺栓轴向接头：钢制箱形接头、插入式接头、短螺栓特点管片环刚性高，有利于软弱
2、地基的使用。因隧道的变形小了，故管片接头面的开缝小，止水性高。组装时只用螺栓紧固，施工容易，有时也用于硬质地基。插入的材料为D35-51异形钢筋，在其内侧，为拧入螺栓，设置空心螺纹。高刚性接头端，接头板和拱形板连成一体，形成拱形拉杆，接头盘作为抗拉构件抵抗外力、拱形板则作为压缩构件抵抗外力。为此，不发生传统接头的接头板弯曲变形，是一种环向刚性很高的接头结构。材料使用球墨铸铁。从高刚性接头端插入连接螺栓，拧入连接到插入式螺栓上。没有螺母，只要拧入螺 栓即可，组装容易。 专利：接头价格的3%。适用隧道常磐新线：弘道隧道崎玉高速铁路线：赤山隧道、户冢隧道、大门隧道临海副都心线：天王洲隧道（单线）示意
3、图参考表2.1.1（2） CPI管片名称CPI管片（Reinforced Concrete Joint Plate & Insert Segment）结构断面形状：平板形；材料：钢筋混凝土环向接头：带大型垫片式管片预留孔垫块、插入式接头、长螺栓、组装用调心棒轴向接头：带大型垫片式管片预留孔垫块、插入式接头、长螺栓、组装用调心棒特点接头零配件不露在管片的表面，有利于防蚀。螺栓盒少，而且盒位置不在端部，管片外周配筋容易。插入部分的内部为空心螺纹，故不需要螺母。可望调心销有抗剪力。调齐位置时，管片环之间用销调节，管片之间用调心棒调节，可望缩短组装时间。可用调心销、调心棒减少接缝错位。没有螺栓盒零配件
4、，止水性好。适用隧道上饭田连接线：濑古隧道（单线）示意图参考表2.1.1（3） NF插入式接头名称NF插入式接头（No Fringe）结构断面形状：平板形（RC）环向接头：无法兰球墨铸铁接头、插入式接头、短螺栓轴向接头：特点传统的球墨铸铁接头为葡萄酒杯形、法兰部分的零配件一直伸到管片的外面，是漏水的一大原因。所谓无法兰形，便是指将其改进，让零配件全部放在管片内的形状。一端为插入式接头，全部埋在管片内，可将螺栓盒数量减少一半。因此，管片的缺损部分少，有效面积可取大值，可减少钢筋量。因螺栓盒少，管片主体的配筋和组装容易。螺栓盒的数量减少一半，可节约材料费。适用隧道MM21线：minatomirai
5、隧道示意图参考表2.1.1（4） KL管片名称KL管片（Key Lock）结构断面形状：平板形；材料：钢筋混凝土环向接头：缓冲键（曲面凹凸）、弯螺栓轴向接头：缓冲键（曲面凹凸）、弯螺栓特点由于采用管片表面缓冲键和弯螺栓的接头型式，所以无接头零配件，防蚀性好，并可节约材料费。由于缓冲的效果，接缝错位小。因缓冲键之间顺畅地传递抗剪力，有效地发挥拼接效应，故可减少管片接头的负担。适用隧道（电力隧道上有施工记录）示意图参考表2.1.1（5） 榫接管片名称榫接管片结构断面形状：平板形；材料：钢筋混凝土环向接头：斜螺栓（组装用） 轴向接头：混凝土榫头、斜螺栓（组装用）特点管片环之间的形状做成榫接形状，通过
6、氯乙烯嵌缝材料传递荷载。部件之间为混凝土接触面。组装时，用斜螺栓组装。因无接头盒，配筋容易。需注意榫接部混凝土的充填性和脱模时的缺损。组装时，使用插入式的斜螺栓。因是插入式，已组装的管片上的母螺纹看不见，所以，最初的位置对齐要利用对齐标记进行。此后的部件由榫头导向，对齐容易。因无螺栓盒，可减少接头漏水。 适用隧道MM21线：大冈川隧道（单线）示意图参考表2.1.1（6） 科纳克斯管片名称科纳克斯管片（CONEX：CONtenuos EXcavation System）结构断面形状：等分梯形、梯形和平行四边形的组合；材料：钢筋混凝土环向接头：导向杆（组装用）轴向接头：榫接头特点基本型采用轴插入式
7、组装等分梯形管片。管片环之间的接头为插入式塑料榫接头，可抵抗剪力。管片之间装有对位用的导向杆。由于没有螺栓，只要用盾构千斤顶压住管片，组装就算结束，不需要花时间紧固螺栓。利用导向杆，位置对齐很容易。榫头压入榫头孔，有很大的拉拔阻力，故能确保止水密封材料的压缩力。因是等分管片，管片模板种类较少。适用隧道MM21线：大冈川隧道（单线）示意图顶部参考表2.1.1（7） 蜂窝式管片名称蜂窝式管片结构断面形状：平板形（六角形）；材料：钢筋混凝土环向接头：斜边贯通斜螺栓、凸插塞和凹插口（组装用）轴向接头：贯通长螺栓特点斜边上的接头刚性高，暗榫式对接也有足够的刚性。全部部件为同一形状，均是轴向插入式管片，掘
8、进和组装可同时施工，适合快速施工。衬砌内表面没有接头盒，可不浪费地配置主体钢筋。接头结构简单，可减少在管片制造费用中占很大比例的接头零配件费用。由于没有接头盒，省掉二次衬砌时，不必采取防蚀措施，可减少衬砌费用的总成本。由于承诺实施专利，管片制造商为5家。适 用隧 道都营地铁12号线：门仲月岛工区（单线）示意图参考表2.1.1（8） NM管片名称NM管片(New Mechanically-jointed Segment)结构断面形状：平板形（合成）、法兰形钢环向接头：配合接头、钢制内外螺纹接头轴向接头：配合接头、凸轮和销特点极厚的法兰工字形断面的钢模和混凝土的合成结构，构件强度高，与RC管片相比
9、，衬砌厚度可减薄6070%，可缩小隧道外径、减少开挖排土量。在钢模上采用榫槽配合方式形成抗剪键结构，可确保管片环之间的有足够的抗剪力，使用简单的接头即可。管片主体上没有凸轮和销接头，只要推压管片，组装就可结束。现场的自动组装很容易，可缩短组装时间，减轻劳动强度。在钢模的榫槽配合部设置止水槽，利用管片的内缘和外缘的4条密封材料确保止水性。适 用隧 道MM21线：高岛隧道、minatomirai隧道示意图参考表2.1.1（9） 宽幅管片名称宽幅管片结构断面形状：平板形（管片宽1.5m）；材料：钢筋混凝土环向接头：高刚性接头（接头面：拱形拉杆形状）、插入式接头、长螺栓轴向接头：钢制箱形接头、插入式接
10、头、短螺栓特点单个管片环的宽度变宽，可减少组装次数，缩短施工时间。止水弱处的接头，其部位数可随管片宽度变宽而相应减少。适 用隧 道常磐新线：弘道隧道临海副都心线：天王洲隧道（单线）示意图参考表2.1.1（10） 3芯管片名称3芯管片结构断面形状：芯型；材料：钢筋混凝土环向接头：混凝土接头板、长螺栓轴向接头：混凝土接头板、长螺栓、带球面状凹凸特点传统4芯设计改为3芯设计，减少了管片环数量的管片减少了管片环数量，抗剪力不足，为此，在接头部分混凝土面上设置球面状凹凸，使其具有与原来一样的性能。适用隧道崎玉高速铁路线：樱町隧道、赤山隧道、户冢隧道、大门隧道示意图参考资料2.1.1（2） 盾构机长研究1
11、引言在外径10m级的盾构上，使用轴向插入式的K管片时，与使用径向插入式K管片的盾构相比，随着确保缩进量和千斤顶行程，便产生盾构机长加长的问题。现以9.7m的泥水加压式盾构为基础，研究使用K管片时尽量减少机长的方法。2研究结果10m级盾构机长的研究结果如参考表2.1.2所示。使用K管片，而不采取特别的方法时，如第1方案所示，机长比径向插入式长1000mm。第2方案，在供人出入的气闸上下了功夫，机长的增加控制在700mm内。第3方案，在供人出入的气闸上下功夫，同时仅在K管片部分使用长行程千斤顶，机长增加控制在500mm内。第4方案，不使用长行程千斤顶，而使用代用管片，机长增加可控制在300mm内。
12、但又有组装顺序复杂、组装时间变长的问题。3结论据上述研究结果可认为第3方案最为理想。参考表2.1.2 外径10m级的盾构机长研究研究方案示意图概况机长问题备注径向插入式以复线泥水加压式盾构（9.7m）为基础研究。K管片使用传统的径向压入式的锥形管片。盾构千斤顶行程取1400st。管片组装机的滑动量取300mm。8700mm 轴向插入式第1方案K管片的缩进量取500mm。（150+500=650mm）盾构千斤顶全部采用长行程千斤顶。1900st管片组装机的滑动量取800mm。9700mm机长增加1000mm一般第2方案K管片的缩进量取500mm。（150+500=650mm）盾构千斤顶全部采用长
13、行程千斤顶。1900st管片组装机的滑动量取800mm。9400mm机长增加700mm供人出入气闸变小。一般第3方案K管片的缩进量取500mm。（150+500=650mm）只有使用K管片的部位，盾构千斤顶的安装位置取开挖面端。管片组装机的滑动量取800mm。9200mm机长增加500mm供人出入气闸变小。最佳长度第4方案K管片的缩进量取500mm。（150+500=650mm）只有使用K管片的部位，采用长行程千斤顶（1900st，8个）行程不足，用代用管片补充，在用管片组装机抓握代用管片的情况下，直接压千斤顶。管片组装机的滑动量取1150mm。9000mm机长增加300mm。组装顺序复杂（用盾构千斤顶压住K管片后，放上代用管片。）没有实际使用记录。参考资料2.2.3 是否要二次衬砌的判断方法1判断流程和说明是否要二次衬砌，应按以下列（1）（5）为研究项目的判断流程，逐项判断是否需要。最后，根据这些结果，综合判断是否需要。（1）管片变形（2）漏水（3）腐蚀性环境（4）曲线半径（5）振动实际判断时，以使用优质材料、进行适当施工为前提。（1）管片变形管片变形的支配性因素为周围地质条件。地质条件可分为软弱地基和良好地基。软弱地基属于需要二次衬砌的区
