管片制作与拼装（管片选型方法）

盾构与掘进机施工——管片制作与拼装盾构教研室主讲：王磊SHIELD＆TBMCONSTRUCTIONTECHNOLOGYCHAPTER03管片选型方法3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（1）根据管片线形选型盾构机掘进时，隧道衬砌管片可根据隧道设计线形实时进行选型，曲线段可根据方向选择左转弯环，右转弯环或者通用环，直线段可选择直线环或通用环。3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（2）根据盾构姿态选型盾构机掘进过程中因地质不均匀，很容易偏离隧道轴线方向，当超过一定范围，就需要进行姿态调整。若通过其他方法（如调整盾构机千斤顶的推力来调整掘进方向）取不到理想效果时，就需要用转弯环管片来进行调整。3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（3）根据管片与盾壳的相对位置（盾尾间隙）选型管片选型与盾构盾尾、盾构铰接、盾构推进千斤顶有着重要关系，特别是盾尾间隙的控制，尤为突出。从理论上，当管片安装后，管片环外圆面与盾构盾尾内圆面，其间隙是一致的，但实际施工中，由于受地层、人工操作、盾构蛇行等，造成间隙距离不一。盾尾间隙确定：由管片宽度、隧道设计轴线、注浆工艺、盾尾油脂压注工艺确定。3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法盾构机盾尾间隙变化三种情况：1、使用楔型环管片环；2、管片方位角与盾构机方位角不一致，3、盾构机偏移。以上三种情况在实际施工常常同时出现，是一个综合性因素。第三种情况第一种情况第二种情况3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法

盾构管片是先拼装在盾尾盾壳内，在盾构机前进的过程中，管片从尾部露出来。假设盾尾为一直径6280mm，厚度为50mm的钢筒，密封刷结构的最小厚度为45mm。管片的外直径为6000mm。如果管片的中心轴和主机的中心轴完全重合时，则盾尾间隙的值为45mm。实际施工中要准确的测量盾尾间隙是困难的，因为盾尾密封结构往往被管片遮住了，我们所能测量的为管片和盾壳的间隙值，理想情况下的盾尾间隙测量值为45mm+45mm=90mm。3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（4）根据推进油缸和铰接油缸行程选型推进油缸按上、下、左、右四个方向分成四组，每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反应了盾构机与管片的平面位置之间的空间关系，可以看出下一个掘进循环盾尾间隙的变化趋势。当管片平面不垂直于盾构机轴线时，各组推进油缸的行程就会有差异，当这个差值过大时，推进油缸的推力就会在管片环的径向产生较大的分力，从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态。推进油缸分区示意图3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（4）根据推进油缸和铰接油缸行程选型管片选型与盾构铰接油缸关系虽然没有直接关系，但在曲线段，铰接油缸的行程与盾构推进油缸行程有着重要关系。因此，管片选型与盾构铰接油缸具有间接关系。

铰接油缸可以被动收放，有利于曲线段的掘进及盾构机的纠偏。同样铰接油缸的行程差也影响管片的选型。这时应将上下或左右的推进油缸行程差值减去上下或左右的铰接油缸行程差值，最后的结果作为管片选型的依据。推后体式（主动铰接）推前体式（被动铰接）3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（4）根据推进油缸和铰接油缸行程选型

注意：在进行管片选型的时候，即要考虑盾尾间隙，又要考虑油缸行程的差值。而油缸行程的差值更能反映盾构机与管片平面的空间关系，通常情况下应把油缸行程的差值作为管片选型的主要依据，只有在盾尾间隙接近于警戒值时，才根据盾尾间隙进行管片选型。调整的基本原则是：哪边的盾尾间隙过小，就选择拼装反方向的转弯环。3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（5）根据模具选型由于模具一旦购买投入生产，其生产能力基本已经定型。在管片生产过程中只能进行适度调整。如果拼装过程中大量使用转弯管片，造成转弯环与标准环比例严重失调。转弯环少，标准环多，这种情是相当危险的。在曲线段如果3~4环内没有转弯管片，错台就非常严重，无法继续施工。所以管片选型也要必须要考虑到模具的生产能力。3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（6）根据安装点位选型管片拼装一共有10个点位1、2、3、4、5、7、8、9、10、11。安装采取由下而上的原则。1234511107893.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（6）根据安装点位选型管片拼装时要求错缝拼装，相邻两环管片不能通缝。管片拼装点位有很强的规律，点位可划分为两类，一类为1点、3点、5点、8点、10点；二类为11点、2点、4点、7点、9点。同一类点位不能连续选择，例如1点后不能跟3、5、8、10这四个点位，只能跟11、2、4、7、9五个点位，否则会造成部分管片通缝现象。点位1点2点3点4点5点7点8点9点10点11点1点×√×√×√×√×√2点√×√×√×√×√×3点×√×√×√×√×√4点√×√×√×√×√×5点×√×√×√×√×√7点√×√×√×√×√×8点×√×√×√×√×√9点√×√×√×√×√×10点×√×√×√×√×√11点√×√×√×√×√×3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（6）根据安装点位选型如下左图所示，11、1、2、3点位为错开的两组点位拼装而成，是典型错缝拼装；而右图所示连续三环管片为2、11、4点位，均为同一组点位，拼装完成后存在通缝情况，应该避免。错缝拼装通缝拼装3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法管片拼装点位转盘（6）根据安装点位选型3.1管片选型基本理论

3.1.5管片选型方法（6）根据安装点位选型

注意：左右转弯环是可以互相代替的，如右转弯12：00可以由左转弯6：00代替，右转弯的1：00可以由左转弯的7：00代替……。管片的这种特点在施工时很有意义，如施工马上需要使用右转弯环，但施工场地储存的只有左转弯环，这时就可以用左转弯环来代替右转弯环。但需要说明的是左右转弯环在互相代替时要注意管片是否会通缝。例如当前环为标准11：00钟，下一环需要安装右转弯12：00，但这时发现场地只有左转弯环，不得不用左转弯来代替右转弯，但是这个左转弯不能安装到6：00钟，虽然这个左转弯安装到6：00和右转弯12：00完全等价，但会和当前的标准环11：00通缝，你只能把左转弯安装到5：00或者7：00才能满足既错缝又代替右转弯大部分功能的要求。虽然管片有10个点位，但正常情况下如果管片供应充足，管片的常用安装点位只有五个：10：00、11：00、12：00、1：00、2：00。对标准环而言剩下的点位没有任何意义，对转弯环来说剩下的点位完全可以用相反的管片在这五个点位内找到代替环。而且在转弯环供应充足时我们更并不主张使用剩下的点位，因为这些点位的楔形块位于隧道下半部，在安装时比较不便，对安装的技术要求也要高一些。3.1管片选型基本理论

3.1.6管片选型总结（1）选型总结通过选择标准环和转弯环的不同组合形式，选用正确型号的管片和选择正确的拼装点位，将隧道实际施工线路控制在设计线路的允许公差内。正常情况主机沿着DTA走，管片随着主机走，线形控制为工作内容之首。特殊情况下主机掘进要保护管片，同时注意隧道不能超限