盾构隧道3D拼装模拟与管片选型软件

21世纪将迎来地下空间开发利用的高潮，盾构法已在城市隧道（如地铁隧道，污水排放隧道，引水、供水隧道，江河湖海底隧道，电力、电讯、供气及共同沟工程等隧道）建造中确立了绝对的统治地位，将成为城市地下暗挖施工法主流之一。 盾构隧道施工，通过衬砌管片组合拼装来满足线路要求。衬砌管片拼装形式多样，计算复杂，特别是对于结构和防水均有优势的错缝拼装，即需要满足错缝拼装的几何结构约束，又要最大限度地减小拼装后与线路的误差，计算难度大。盾构排版程序，可根据线路资料，选择各种拼装形式，自动计算衬砌管片的拼装排列，并最大限度地拟合线路。 1.1 两种管片类型的排版计算 按直线段隧道和曲线段隧道的需要，管片可分为直线段管片和曲线段管片，曲线段管片又分为左曲管片和右曲管片。另外，还有既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片，通过对通用管片的有序旋转，可完成直线段和不同半径的曲线段以及空间曲线段的拼装。盾构隧道工法在城市隧道施工中普遍使用,而通用管片以其较低的工程造价、方便施工等诸多优点,逐渐成为盾构施工中使用的主流管片形式。 本程序支持两种管片类型的排版计算： （1）通用楔形环排版计算  一种管片模板  通过旋转楔形环来拟合缓和曲线、圆曲线段、竖曲线  通常采用错缝拼装，也可以在特殊区段（如联络横通道处）采用通缝拼装 （2）标准环+左右转弯环排版计算  三种管片模板：即标准环（直线环）、左转弯环、右转弯环  三种管片分块形式可以相同，也可以不同  标准环+旋转后的标准块用于直线段排版  标准环+楔形环用于缓和曲线、曲线段的排版  通常采用错缝拼装，即隧道整体结构缝不贯通

某地铁标段盾构区间线路双线总长度为5278.52m，该地铁盾构隧道衬砌采取 C50、S12 钢筋混凝土预制管片拼装成型，采取每掘进 1.5m 则拼装内径为 5400mm、外径为6000mm 的环管片，拼装采取“3+2+1 楔形块”错缝拼装，同时对于管片的接缝位置采取三元乙丙弹性橡胶止水条防水。

文采用多种研究方法，对盾构隧道结构计算模型、各项计算参数的敏感性以及盾构隧道纵向结构计算进行了系统研究。

目前盾构工程在地下铁路施工中应用越来越多，由于曲线的存在就要用标准环与转弯环配合使用，以适应线路的走势。曲线是由一条圆曲线和两条缓和曲线组成。对于圆曲线的管片排版已有了相对较为成熟的理论。

聚硫密封胶系双组分制品，主剂为液态多硫聚合物，固化剂为金属氧化物，使用时将主剂和固化剂按规定比例混匀，固化反应后形成类似橡胶的高弹性密封体。由于是双组分反应型材料，又较黏稠，嵌填作业前需双组分混合，相对而言施工不太方便，也有搅拌不均之虞。因此，虽然固结体性能较好，但是施工性稍差。

本文档为地铁盾构施工管片拼装实名制管理规定。内容有地铁盾构施工管片拼装实名制管理规定。内容详尽，可供参考。

目前在地下铁道施工中应用盾构越来越多，由于曲线的存在就要用标准环与转弯环配合拼装，以适应线路的走势。曲线是由一条圆曲线和两条缓和曲线组成。对于圆曲线的管片排版已有了相对较为成熟的理论，而缓和曲线上的管片排版以往通常是根据盾构机ＶＭＴ来选择，没有成型的理论支持，为此，结合测量理论和弯环管片的实际，探索出在缓和曲线上准确选择弯环管片理论排版的方法。

目前国内城市地铁建设开始高速发展，而在城市内进行地铁施工，对文明施工、地面沉降控制、建筑物保护等要求都比较高，因此明挖法和传统的矿山法隧道施工已逐渐被造价低、机械化程度高、施工安全系数高的盾构法隧道施工所取代。而管片衬砌的质量最终决定了盾构隧道的施工质量，通过采用风动振捣和蒸气养护工艺，决了管片外侧浮浆较厚、容易出现大面积气泡、脱模过程中崩角、掉块等一系列难题，在总结这些施工经验的基础上形成本工法。

盾构隧道管片质量检测技术标准，标准号CJJT164-2011

资料为盾构施工管片后注浆工法及其应用，共55页。 盾构机设计制造时，应根据地层情况，选择不同的盾尾注浆方式，在条件允许的情况下，尽可能采用通过安装在盾尾的注浆管进行同步注浆的方式，注浆工艺应既可选择单液浆，也可选择双液浆，注浆过程应设计为自动控制，而将通过管片注浆孔注浆作为备选注浆方案或补充应急方案。

盾构隧道施工，通过衬砌管片组合拼装来满足线路要求。衬砌管片拼装形式多样，计算复杂，特别是对于结构和防水均有优势的错缝拼装，即需要满足错缝拼装的几何结构约束，又要最大限度地减小拼装后与线路的误差，计算难度大。盾构排版程序，可根据线路资料，选择各种拼装形式，自动计算衬砌管片的拼装排列，并最大限度地拟合线路。

广深港客运专线北起广州铁路枢纽的新广州站，经东莞、深圳，向南延伸至香港的西九龙站，全长167km，线路基础设置按350km/h设计，近期运营速度300km/h；狮子洋隧道处于广深港客运专线东涌站-虎门站区间，位于珠江三角洲平原区，沿线地形平坦开阔，隧道要下穿小虎沥、沙仔沥、狮子洋隧道（见图1），其中狮子洋水道为珠江航运的主航道。

纵缝间隙,允许偏差,环缝间隙,允许偏差，管片内径

首次拼装需在全部集装箱与散装件进场之前，安装好1台2×20＋1×10 t 单悬臂式龙门吊和一台10t小型龙门吊，同时备好1辆25t汽车吊。这两台龙门吊和1辆25t汽车吊，先期均可用作相应的吊卸设备，拼装时作为主要吊装设备，掘进施工时较大的龙门吊用作盾构出碴起升设备; 1辆25t汽车吊和小型龙门吊用于管片装卸与倒料。大件下井拼装临时租用履带吊，履带吊吊载能力按最大件重量考虑。履带吊工作就位处（地基或车站盖板）必要时加固或加强支撑。

某地区地铁区间盾构管片通用图纸。构圆环，三种管片的配筋，大样，结构图，及接头详图，基本包含了盾构隧道设计的全部图纸

本工程衬砌采用6块管片拼装而成的圆形衬砌，制作管片所用的钢模具精度要求非常高，其精确度为0.25mm，密封性高。而且管片为贴防水材料止水条特别设置了深约15mm的凹槽，相对应管片模具就设置出了高15mm的凸起部位。如图1所示。由于管片模具凸起部位的阻挡混凝土在振捣时所排出的空气及水分不易排出，从而在管片的侧面形成水气泡。

CJJ/T164-2011 盾构隧道管片质量检测技术标准 备案号 J 1194-2011 2011-05-10 发布 2012-03-01 实施

CJJT164-2011 盾构隧道管片质量检测技术标准

针对西安市轨道交通二号线的地质特征，即黄土的高粘性、湿陷性及砂性土的高磨耗性、高透水 性，提出了相应的盾构选型结论及盾构的设计特点。

近几年，我国长江上几条采用盾构法修建的江底隧道相继开工建设。位于武汉的长江第一隧，盾构直径11.38m，盾构段长2550m；位于南京的长江隧道，盾构直径14.96m，盾构段长2990m；位于上海的崇明越江隧道，盾构直径15.42m，盾构段长7500m，是目前世界上最大直径的盾构隧道。

本资料为：盾构管片制作检验批质量验收记录(一)，内容详实，可供下载参考。

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合肥市轨道交通2号线土建TJ11标段包含2站2区间：石莲北路站、创新大道站、石莲北路站～创新大道站区间、创新大道站～振兴路站区间。石莲北路站、创新大道站与其附属基坑采用明挖顺作法施工；石莲北路站～创新大道站区间、创新大道站～振兴路站区间均采用盾构法进行施工。

目前对于上海双圆盾构法隧道的抗震问题,尚没有成熟的方法可供利用。本文结合上海地区典型软土室内动力试验研究成果,采用考虑土-结构相互作用的软土地层中地下建筑物抗震稳定分析方法,研究了隧道-土体体系二维地震反应,并应用梁单元有限元模型研究了隧道的纵向地震反应。计算结果包括:地震引起的隧道周围软土孔隙水应力比、震陷、动剪应力比,以及隧道结构的动剪应力、轴力、剪力、弯矩等。最终从地震影响角度对该隧道的优劣作了初步评价,为工程决策提供了重要参考依据,所得结论可为软土隧道抗震设计提供参考依据。

本资料为：GB∕T 31061-2014 盾构法隧道管片用软木橡胶衬垫示范文本，内容详实，可供参考。

结构表面无裂缝、管片接缝严密，施工质量验收规范的规定拼装前外观平整，符合设计和规范要求

本资料为：CJJ∕T 164-2011 盾构隧道管片质量检测技术标准，内容详实，可供参考。

本图为盾构隧道半径为6.2m的管片浅埋配筋设计图，含管片的细部设计图及配筋图。

这是某地区-地铁区间盾构管片通用图纸。包括：钢筋混凝土衬砌结构设计总说明、衬砌圆环[P]构造图、封顶块（F）模板图、邻接块（L1）模板图、邻接块（L2）模板图、标准块（B1）模板图、标准块（B2）模板图、标准块（B3）模板图、环向螺栓（纵向螺栓）、环向螺栓螺母（纵向螺栓螺母）、预埋件。 补充说明：该工程结构安全等级按一级考虑。结构按7°抗震设防。结构设计按6级人防抗力标准验算。设计使用年限：100年。钢筋混凝土结构允许裂缝开展，但裂缝宽度≤0.2mm。结构运营阶段抗浮安全系数≥1.1。

本资料为盾构管片制作检验批质量验收记录(二)，内容详实，可供下载参考。

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