城市軌道交通工程施工管片基本知識隧道襯砌構(gòu)成襯砌的定義：隧道內(nèi)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隧道襯砌是承受隧道周圍的水、土等荷載，以確保隧道結(jié)構(gòu)凈空和安全的地下結(jié)構(gòu)，屬永久性構(gòu)造物。襯砌分為一次襯砌和二次襯砌。襯砌的雙層構(gòu)造，通常由一次襯砌和二次襯砌構(gòu)成，外層稱為一次襯砌，內(nèi)層稱為二次襯砌。隧道襯砌構(gòu)成隧道襯砌構(gòu)成一般來說一次襯砌是指將稱作管片的預(yù)制件，用螺栓等連接件拼裝起來而構(gòu)成的管環(huán)。二次襯砌是在一次襯砌的內(nèi)側(cè)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)成。管片概述一次襯砌的作用支承來自地層的土壓力、水壓力，承受盾構(gòu)的推進力及承受各種施工設(shè)備構(gòu)成的內(nèi)荷載。二次襯砌的作用除進一步加強補充一次襯砌的作用外，通過還應(yīng)具備良好的防滲、防蝕、防振，修正軸線起伏及內(nèi)裝飾的作用，因設(shè)計目的的不同，二次襯砌的作用也略有差異。隧道襯砌構(gòu)成隧道襯砌構(gòu)成盾構(gòu)法隧道的一次襯砌有多種形式，最常用的是拼裝式襯砌。也有采用現(xiàn)場澆筑混凝土法(擠壓混凝土襯砌)的施工實例。擠壓混凝土襯砌，在盾構(gòu)開挖隧道過程中，隨著盾構(gòu)機的向前掘進，用一套襯砌施工設(shè)備在盾尾同步灌注的混凝土或鋼筋混凝土整體式襯砌，因其灌注后即承受盾構(gòu)千斤頂推力的擠壓作用，故稱為擠壓混凝土襯砌。拼裝式襯砌隧道襯砌構(gòu)成擠壓混凝土襯砌可以是素混凝土，也可以是鋼筋混凝土，但應(yīng)用的最多的是鋼纖維混凝土。擠壓混凝土的襯砌的優(yōu)點:一次成型，內(nèi)表面光滑，襯砌背后無空隙，故無需注漿，且對控制地層移動特別有效。擠壓混凝土襯砌隧道襯砌構(gòu)成擠壓混凝土襯砌需要較多的施工設(shè)備，其中包括混凝土成型用的框模，拼拆框模的系統(tǒng)，混凝土配制車、泵、閥、管等組成的混凝土配送系統(tǒng)。而且，混凝土制備、配送、鋼筋架立等工藝較為復(fù)雜，在滲漏性較大的土層中要達到要求尚有困難。故擠壓混凝土襯砌的應(yīng)用尚不廣泛。擠壓混凝土的襯砌的缺點隧道襯砌構(gòu)成拼裝式襯砌：一次襯砌延隧道軸向(縱向)一定長度(通常為1000-2000mm)的一段環(huán)狀物稱為管環(huán)，把管環(huán)沿周向分割成ｎ塊弧狀板塊，該弧狀板塊即稱為管片。管片隧道襯砌構(gòu)成國內(nèi)地鐵隧道的鋼筋混凝土管片最常用的寬度是1000mm，1200mm，1500mm三種。近年來，隨著生產(chǎn)及吊運水平的提高，以及為節(jié)約防水材料，減少連接件等要求，國內(nèi)11m級大直徑隧道的鋼筋混凝土管片的寬度擴大到2000mm。但是需作說明的是管片寬度加大后，推進油缸的行程需相應(yīng)增長，從而造成盾尾增長，會直接影響盾構(gòu)的靈敏度，因此管片也不是越寬越好。國內(nèi)地鐵隧道的鋼筋混凝土管片隧道襯砌構(gòu)成為了提高盾構(gòu)隧道的構(gòu)筑速度，管片是事先在工廠采用鋼筋混凝土或球墨鑄鐵材料制作好的預(yù)制件，構(gòu)筑隧道時運至現(xiàn)場拼裝為管環(huán)進而串接成一次襯砌。一般情況下采用單層襯砌，但對于污水隧道、有內(nèi)壓隧道、或管片襯砌里鋼鐵等易腐蝕材料采用較多、或結(jié)構(gòu)受力十分復(fù)雜、或運營條件對結(jié)構(gòu)腐蝕性較強等情況下，宜采用雙層襯砌。管片一次襯砌管片作為盾構(gòu)開挖后的一次襯砌，它支撐作用于隧道上的土壓和水壓，防止隧道土體坍塌、變形及滲漏水，是隧道永久性結(jié)構(gòu)物，并且要承受盾構(gòu)推進時的推力以及其他荷載。管片一次襯砌如:成都地鐵四號線，隧道設(shè)計為外徑6000mm，內(nèi)徑5400mm的盾構(gòu)隧道，管片厚度為300mm，管片幅寬采用1500mm。采用圓形裝配式鋼筋混凝土管片單層襯砌，其砼強度等級不小于C50、抗?jié)B等級不低于P12。管片哈爾濱軌道交通2號線一期工程區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計:①隧道內(nèi)徑5500mm；隧道外徑6200mm；管片厚度為350mm。②襯砌采用有一定接頭剛度的單層柔性襯砌，即預(yù)制鋼筋混凝土管片錯縫拼裝。管片一次襯砌如:成都地鐵四號線，隧道設(shè)計為外徑6000mm，內(nèi)徑5400mm的盾構(gòu)隧道，管片厚度為300mm，管片幅寬采用1500mm。采用圓形裝配式鋼筋混凝土管片單層襯砌，其砼強度等級不小于C50、抗?jié)B等級不低于P12。管片哈爾濱軌道交通2號線一期工程區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計:①隧道內(nèi)徑5500mm；隧道外徑6200mm；管片厚度為350mm。②襯砌采用有一定接頭剛度的單層柔性襯砌，即預(yù)制鋼筋混凝土管片錯縫拼裝。管片一次襯砌③襯砌環(huán)類型為標準環(huán)、左轉(zhuǎn)彎環(huán)、右轉(zhuǎn)彎環(huán)三種，轉(zhuǎn)彎環(huán)設(shè)計為雙面楔形環(huán)，楔形量37.2mm。標準環(huán)每環(huán)由1塊小封頂、2塊鄰接塊、3塊標準塊構(gòu)成，環(huán)寬1200mm。④管片混凝土強度等級C55、抗?jié)B等級為P12。管片縱向和環(huán)向均采用彎螺栓連接。管片拼裝式管片襯砌管片的種類材 質(zhì)斷面形式接頭方式

鋼筋混凝土管片箱型直螺栓

平板型直螺栓彎螺拴榫接頭鉸接頭契接頭鐵制管片(鑄鐵、球墨鑄鐵)波紋型直螺栓箱型直螺栓鋼管片箱型直螺栓復(fù)合管片(鋼板+鋼筋混凝土)平板型直螺栓榫接頭采用楔形管片時，至少需三種模板，即標準環(huán)模板、左轉(zhuǎn)彎環(huán)模板、右轉(zhuǎn)彎環(huán)模板。楔形管片：楔形管片根據(jù)隧道線路的不同，可分為標準管環(huán)管片和具有一定錐度的楔形管環(huán)管片。前者用于直線段施工，后者用于曲線段轉(zhuǎn)彎施工(左轉(zhuǎn)彎環(huán)、右轉(zhuǎn)彎環(huán))和修正軸向起伏(糾偏)。通用管片（萬能管片）：通用管片，就是所有的管片環(huán)形式只有一種，它既可用在直線段，也可用在曲線段，而不象普通的管片形式。由于拼裝時困難，用的很少。AB拼裝式管片襯砌按適用線形分類二.管片的分類按適用線形分類二.管片的分類采用這類管片時，至少需三種管模，即標準環(huán)管模、左轉(zhuǎn)彎環(huán)管模、右轉(zhuǎn)彎環(huán)管模。拼裝式管片襯砌拼裝式管片襯砌楔形環(huán)的尺寸取值范圍表管片的分塊不宜過多，這樣拼狀時間長，材料用量也大；也不宜過少，這樣管片體量過大，不利于拼狀和運輸。對于中等直徑盾構(gòu)，一般采用六分塊：一塊封頂塊+二塊鄰接塊+三塊標準塊。封頂塊的設(shè)計需要考慮管片的拼裝條件，一般條件下，最后拼狀封頂塊時，k塊和兩側(cè)鄰接塊在任何部位兩者間的最小水平間隙不宜小5mm。AB拼裝式管片襯砌拼裝式管片襯砌右轉(zhuǎn)彎環(huán)管片示意圖拼裝式管片襯砌右轉(zhuǎn)彎環(huán)管片示意圖②通用管片（萬能管片）所謂通用管片，就是所有的管片環(huán)形式只有一種，它既可用在直線段，也可用在曲線段，而不象普通的管片形式將這兩者加以區(qū)分。拼裝式管片襯砌目前在地鐵盾構(gòu)施工中，通用環(huán)管片技術(shù)在管片選型、排版、糾偏等方面取得了一定的成果，但距離精細化的定量控制還有一定的差距。實際進行盾構(gòu)施工時，不能簡便、快速且準確確定通用環(huán)管片的拼裝點位。管片拼裝點位是指在拼裝時封頂塊（即K塊）所在的位置，具體是封頂塊中部的位置。拼裝式管片襯砌拼裝式管片襯砌在國內(nèi)，分度為22.5°分度和36°分度的盾構(gòu)管片均有通用環(huán)（萬能管片）設(shè)計。基于隧道工程管片通用環(huán)拼裝要求，封頂塊可能出現(xiàn)在所有分度位置。36°分度的盾構(gòu)管片中封頂塊的拼裝點位數(shù)量為10個。22.5°分度的盾構(gòu)管片中封頂塊的拼裝點位數(shù)量為16個。拼裝式管片襯砌拼裝式管片襯砌如左圖所示，16個拼裝點位(即16個待選拼裝點位)沿順時針均勻分布，盾構(gòu)管片中封頂塊可能出現(xiàn)在16個待選拼裝點位中任一個待選拼裝點位，相鄰兩個待選拼裝點位之間的角度為22.5°。其中，最上方的拼裝點位為16點，最下方的拼裝點位為8點。拼裝式管片襯砌管片拼裝分10個點位，和鐘表的點位相近，分別是1、2、3、4、5、7、8、9、10、11。拼裝式管片襯砌襯砌環(huán)組合形式方法特點標準襯砌環(huán)、左轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)和右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)組合直線地段除施工糾偏外，多采用標準襯砌環(huán)；曲線地段可通過標準襯砌環(huán)與左、右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)組合使用以模擬曲線。施工方便，操作簡單左轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)和右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)組合通過左轉(zhuǎn)彎環(huán)、右轉(zhuǎn)彎環(huán)組合來擬和線路。由于每環(huán)均為楔形，拼裝時施工操作相對麻煩一些。歐洲常采用，國內(nèi)地鐵區(qū)間未采用。萬能管片通過一種楔形環(huán)管片模擬直線、曲線及施工糾偏。管片排版時，襯砌環(huán)需扭轉(zhuǎn)多種角度，封頂塊有時位于隧道下半部，管片拼裝相對復(fù)雜，國內(nèi)深圳地鐵中有采用。管片構(gòu)造對于中等直徑盾構(gòu)，一般采用六分塊或七方案：一塊封頂塊+二塊鄰接塊+三塊標準塊。管片環(huán)的構(gòu)成管片構(gòu)造管片環(huán)的構(gòu)成管片構(gòu)造管片環(huán)的構(gòu)成管片構(gòu)造管片管片構(gòu)造管片之間一般采用螺栓聯(lián)接，封頂塊Ｋ型管片根據(jù)管片拼裝方式的不同，有從隧道內(nèi)側(cè)向半徑方向插入的徑向插入型、從隧道軸向插入的軸向插入型、以及兩者并用的類型。其中：徑向插入型在早期被廣泛使用，屬于傳統(tǒng)插入型。管片管片構(gòu)造一般情況下，軟土地層中小直徑隧道管環(huán)以4-6塊為宜。城市軌道交通隧道常用的分塊數(shù)為6塊(3A+2B+1K)和7塊(4A+2B+1K)；大直徑以8-10塊為宜。管環(huán)的最小分塊數(shù)為3塊，小于3塊的管片無法在盾構(gòu)內(nèi)實施拼裝。管環(huán)分塊管片構(gòu)造襯砌環(huán)內(nèi)管片之間以及各襯砌環(huán)之間的連接方式，可分為：柔性連接：允許相鄰管片間產(chǎn)生微小的轉(zhuǎn)動和壓縮，使襯砌環(huán)能按內(nèi)力分布狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，以改善襯砌的受力狀態(tài)。剛性連接：通過增加連接螺栓的排數(shù)，力圖在構(gòu)造上使接縫處的剛度與管片本身相同。管片接頭管片構(gòu)造目前較為通用的是柔性連接，常用的有以下幾種形式：單排螺栓連接：按螺栓形狀又可分為彎螺栓連接、直螺栓連接和斜螺栓連接三種。管片接頭管片構(gòu)造管片聯(lián)接形式管片構(gòu)造連接方式(a)直螺栓聯(lián)結(jié)端肋(b)彎螺栓聯(lián)結(jié)管片構(gòu)造管片聯(lián)接形式：(c)斜螺栓聯(lián)結(jié)管片構(gòu)造傳力襯墊材料是粘貼在管片的環(huán)、縱縫內(nèi)以達到應(yīng)力集中時的緩沖作用，它不屬于防水措施。目前，城市軌道交通盾構(gòu)用管片的傳力襯墊材料一般采用厚度為3mm的丁腈橡膠軟木墊，襯墊使用單組分氯丁-酚醛膠粘劑粘接在管片上。一般除封頂塊貼1塊傳力襯墊外，其余每塊管片上貼3塊傳力襯墊。傳力襯墊管片構(gòu)造管片構(gòu)造模具組裝→模具調(diào)?！摻罟羌苋肽＜邦A(yù)埋件安裝→混凝土澆筑成型→蒸汽養(yǎng)護→脫?！善窓z驗、修補及標志→運至水池養(yǎng)護。管片制作工藝流程管片制作管片制作管片成品及拼裝質(zhì)量要求管片外形尺寸允許偏差

項目單位允許偏差(mm)備注管片寬度mm±1每塊測三點弧長、弦長mm±1每塊測三點內(nèi)半徑mm±2設(shè)計要求管片厚度mm+3、-1每塊測三點環(huán)縫間隙mm