地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)

1、城市建設(shè)CONSTRUCTION張拉的前期需要試張拉，對(duì)摩擦損失系數(shù)檢測，結(jié)合得到的結(jié)果補(bǔ)充“張拉要點(diǎn)”。張拉的伸長值要控制在計(jì)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(shí)則要中斷張拉，找出原因進(jìn)行處理后在實(shí)施張拉。預(yù)應(yīng)力筋伸長值選擇的方法為分段迭加法計(jì)算，計(jì)算值如表1。表1預(yù)應(yīng)力筋伸長值計(jì)算結(jié)果3.6反拱值測量張拉結(jié)束后詳細(xì)分析控制點(diǎn)的觀測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最大控制點(diǎn)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(hào)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(duì)建筑抗裂性和耐久性帶來不利影響。結(jié)合灌漿機(jī)把水泥漿壓在預(yù)留孔道中，在灌漿之前選擇壓力水對(duì)管道清理沖洗，沖洗時(shí)一般要持續(xù)2次左右。對(duì)曲線孔道最好從最低點(diǎn)注入水泥漿，到最高點(diǎn)排氣孔把空氣排出。灌漿需選擇標(biāo)號(hào)在P.O32.5R以上的普通硅酸鹽水泥進(jìn)行調(diào)配，所配制的水泥漿的強(qiáng)度壓大于M30，并且維持良好的干縮性、泌水

3、性。若要增強(qiáng)孔道灌漿的密實(shí)，需對(duì)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(jìn)行封錨，在封錨之前使用手持砂輪切割機(jī)把預(yù)應(yīng)力筋外露部分切除。在封錨之前要對(duì)錨具、錨孔嚴(yán)格清理，參照標(biāo)準(zhǔn)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(duì)附加鋼筋配置，并采取措施保護(hù)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(shí)，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(jìn)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(xiàn)：[1]GB502042002.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)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(cè)[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(bào)，2002，4.梁編號(hào)計(jì)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(gè)地鐵站，其中地面站和高架站5個(gè)，

6、地下站7個(gè)。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(duì)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(jìn)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(qiáng)，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(shí)，夾雜著一定的重粉質(zhì)粘土、夾層細(xì)砂，厚度一般為1~5m，局部缺失。卵石層密實(shí)，飽和，堅(jiān)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(duì)工程的研究內(nèi)容進(jìn)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(jì)、管片生產(chǎn)、施工等方面進(jìn)行研究，主要研究以下幾個(gè)項(xiàng)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(jìn)行管片抗彎試驗(yàn)、管片接頭試驗(yàn)、室內(nèi)模型試驗(yàn)和大量現(xiàn)場的試驗(yàn)，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(jì)。2.2管片生產(chǎn)技術(shù)對(duì)高性能混凝土的配合比、盾構(gòu)管片的生產(chǎn)工藝、施工機(jī)具、試驗(yàn)設(shè)施、混凝土構(gòu)件自動(dòng)蒸養(yǎng)系統(tǒng)等進(jìn)行研究，制定管片生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)制混凝土的盾構(gòu)管片操作質(zhì)量標(biāo)

9、準(zhǔn)，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(jì)施工要點(diǎn)方敏中鐵十三集團(tuán)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(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)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(dá)國家修建地鐵隧道的主要方法，我國也逐漸開始使用其進(jìn)行隧道的修建。下面介紹某市地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)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(jì)；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(jì)與施工通過各項(xiàng)研究，掌握了盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)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(qiáng)而增大，同時(shí)，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(jì)，對(duì)管片拼裝完成后到推出盾尾某段時(shí)間螺栓的應(yīng)力值和螺栓的受力行為進(jìn)行測試，為了便于驗(yàn)證，每組測試斷面由兩環(huán)管片組成。進(jìn)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(gè)階段：初始階段：首先要標(biāo)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(shí)，要一直維持螺栓

12、應(yīng)力在緊固應(yīng)力的水平。推進(jìn)階段：隨著盾構(gòu)機(jī)的逐漸推進(jìn)，盾構(gòu)管片被推出盾尾，在這個(gè)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(shí)均勻的，有些部位的螺栓應(yīng)力甚至接近于0，這表明這個(gè)過程中螺栓會(huì)有暫時(shí)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(duì)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(shí)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(gè)階段持續(xù)時(shí)間與漿液的凝固之間大致相同，為7~10小時(shí)左右。主要原因?yàn)椋憾芪沧{漿液凝固且在達(dá)到相應(yīng)的強(qiáng)度之前，軸向力仍然是對(duì)盾構(gòu)隧道的主要作用力，這與推進(jìn)階段情況相似。應(yīng)力上升階段：應(yīng)力在維持一段時(shí)間后，隨著時(shí)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(shí)間通常要保持一個(gè)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(gè)方向上有不同的地層荷載，這就對(duì)原來一直對(duì)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(huì)有一個(gè)相對(duì)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(yàn)采用原型管片對(duì)管片接頭剛度進(jìn)行測試。達(dá)到以下幾個(gè)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(shí)際受力情況進(jìn)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(yàn)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(gè)特定值后，直線的斜率變大，管片的實(shí)際極限值被特定值超出。由于管片螺栓布置對(duì)截面不對(duì)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(yàn)、理論分析等各方面

16、對(duì)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(jìn)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(shí)，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(jìn)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(gè)過程通常保持12小時(shí)。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(shí)，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(jìn)行回填注漿時(shí)，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(shí)的土壓力最大。這就表

18、明管片和土作用發(fā)生的一個(gè)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(shí)，頂部超壓變小后，由于地層在一個(gè)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。考慮

19、到產(chǎn)生的土體蠕變隨著時(shí)間的不斷增加而對(duì)底部壓力逐漸增加，大致能夠按照矩形分布進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)語：地鐵盾構(gòu)隧道試驗(yàn)是該工程順利完成的重要步驟，是整個(gè)工程順利施工、提高工程施工效率的關(guān)鍵，通過實(shí)際工程情況，進(jìn)行大量的試驗(yàn)，對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)、施工積累下寶貴的經(jīng)驗(yàn)，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(shí)例。參考文獻(xiàn)：[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[