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地铁钢管片的设计方案
2020-10-16
地铁钢管片的使用材质方面：复合材料制成的管片逐渐增多，在隧道防水、受力合理、经济性能等方面具有明显优势。其中地铁钢管片是目前最常用的，其原因如下:具有一定的强度；易于制造，使用钢模时可保证管片精度（最高0.5mm）；耐腐蚀性；成本也低。根据上海、广州、深圳地铁的施工和运营检查，采用具有一定接头刚度的单层柔性衬砌是成功的，施工工艺简单，工期短，投资少。管道的厚度和管道的宽度与隧道断面尺寸的比值取决于地层条件和隧道的埋深，主要取决于荷载条件。通常，管件的厚度约为管件外径的4％。在我国，单线地铁区间隧道大多采用350毫米和300毫米两种。管片宽度应以隧道断面为基础，结合实际施工经验，满足曲线拟合条件，从经济和施工角度选择合理的宽度。为便于运输和组装，并考虑到隧道曲线段施工时盾尾的长度，管片的宽度也应较小。但为了降低管片的制造成本，减少容易漏水的接缝数量，提高施工速度，最好是有较大的宽度。目前，我国地铁盾构隧道设计中广泛采用1.2m和1.5m。随着盾构施工技术的发展，趋向于采用宽管片。
地铁钢管片衬环砌块设计管片衬环的砌块主要由管片制作、防水、运输、组装、结构机械性能等因素决定。目前国内地铁盾构隧道基本采用六个方案，一个小封顶块，两个相邻块，三个标准块。一个环段由一个中心角为15°的封盖段（F）和三个中心角为72°的标准段（B1，B2，B3）组成。一个相邻段（分别为L1和L2）的中心角为64.5°，10个纵向接头以36°等角排列。6.8级M24弯曲螺栓用于圆周和纵向螺栓。
通缝拼装时，地铁钢管片衬砌结构的整体刚度较小，导致变形较大、内力较小。错缝拼装条件下，管片衬砌结构的整体刚度较大，减少结构变形，
但衬砌结构较之通缝内力要大，且地铁钢管片制作精度不够时容易在推进过程中被顶裂，甚至顶碎，因此，应加大对地铁钢管片精度的要求。错缝拼装的拼转角度根据纵向螺栓的布置而定，可以两环一组错缝拼装，也可以三环一组错缝拼装，通常将K块放在隧道拱顶90°范围以内。根据本次设计的管片分块方式，可实现两环一组的错缝拼装方式，第一环管片的封顶块 （F）在拱顶正上方，第二环管片的封顶块 （F）从正上方右偏36°。
弧形段施工和曲度修正应采用楔片环，楔片环可分为左转环和右转环。曲折修正的楔形段环数将根据项目区所包含的慢曲线段和急曲线段所占比例、有无s曲线隧道路线以及影响盾构运行稳定性的围岩条件而变化。通常用于弯道修正的楔形段圈数约为直线段所需段圈数的3％ ~ 5％。楔形量应根据管段类型、管段宽度、管段环外径、曲线外径、管段间楔形管段环的利用率以及管段制造的方便性来确定，还应根据盾尾的工作间隙来确定。根据本次设计的区间隧道线形，其最小半径为350m，按曲线拟合所需要的楔形量为25mm，但综合考虑施工经验等因素，采用楔形量38mm的楔形管片环，模拟线形采用直线环、左转环和右转环组合的方式。
特殊地铁钢管片的设计 区间的联络通道在修建，有两种方式，一是从地表进行明挖施工，但是当地面条件不允许时，只能采用暗挖的方式。暗挖联络通道时，必须先从区间隧道里面，破除管片衬砌，然后采用注浆加固或冻结法进行施工。考虑到成都地铁地质的具体情况，主要为砂砾石、地下水位高，因降水产生的地表沉降小，同时地表又没有明挖条件。故本次推荐采用先降水再注浆加固地层，最后用暗挖方式修建联络通道。
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