管片衬砌

摘要： 据国际隧道协会网站称,ITAtech将成立一个新的活动工作组,推进竖井与隧道低碳混凝土衬砌研究。ITA在报道中指出,混凝土是地球上仅次于水的第2大消费品,其“贡献”了全球约8%的碳排放,这些碳排放主要来源于普通硅酸盐水泥(CEMI)的制造。在隧道工程中,60%~70%的隐含碳存在于竖井和隧道的混凝土衬砌中。因此,隧道行业亟需减少水泥的使用,包括管片衬砌、现浇衬砌、喷射混凝土和环空注浆等。

摘要： 盾构隧道施工过程中,盾尾附近管片普遍存在局部或者整体上浮问题。为分析盾构隧道施工期管片上浮问题,针对盾构隧道纵向上浮分析模型中地基抗力系数,首先基于隧道在横截面内整体上浮的特点,采用弹性力学方法,推导考虑注浆层影响的地基抗力系数理论解;然后依托实际工程,对比分析了采用该理论解与传统计算方法时地基抗力系数的差异以及对盾构隧道纵向上浮计算结果的影响。结果表明,传统计算方法显著低估了地基抗力系数,得到的隧道最大上浮量、弯矩及影响范围计算值偏大,而剪力计算值偏小。

摘要： 为探明有无内部结构、内部结构不同施作方式(全预制、预制+现浇)对盾构隧道整体结构横向抗震性能的影响,以济南黄河隧道为依托,建立地层-管片-内部结构三维精细化模型,采用显式动力时程方法进行抗震性能研究。研究结果表明:1)内部结构对隧道变形的约束作用呈阶段性变化。在弹性工作阶段,增大内部结构与管片接触面连接刚度能有效降低隧道变形,隧道径向收敛最大降低86.87%;在塑性工作阶段,由于内部结构惯性力和重力的作用,会加剧隧道变形。2)考虑内部结构会明显降低其施作区域内的管片峰值应力与损伤,小主应力最大降低50.75%,刚度折减系数最大降低0.0606。3)考虑内部结构后,隧道局部轴力与弯矩会降低,内部结构采用预制+现浇方式时弯矩最大降低769 kN·m,轴力最大降低1798 kN。4)内部结构与管片接触面连接刚度越大,两者协调变形能力越好,但内部结构薄弱区域需要同步补强,防止结构过早进入塑性工作状态。

摘要： 本文分析了国内外具有代表性的20余条采用护盾式TBM施工并进行管片衬砌的隧洞工程,归纳了常见的管片型式,分析总结了管片选型的因素,为以后采用护盾式TBM施工隧洞的管片选型提供借鉴。

摘要： 以菲律宾某供水项目榆水隧洞为例,采用大型通用有限元软件LUSAS,以美国规范为标准进行管片衬砌结构分析,对深埋有压隧洞TBM管片在内、外水压力作用卞的受力特点和配筋情况进行研究.计算结果表明:管片衬砌以轴力控制为主,且最大轴力一般发生在衬砌的底部;当外水压力较高,导致配筋较大时,建议在隧洞设置排水管,以降低外水压力,减少配筋.该计算思路和方法可为今后类似管片配筋设计提供借鉴和参考.

摘要： 依托南京市某市政道路上跨既有超大直径盾构隧道工程,分别采用二维梁-弹簧法与三维有限元法对路基开挖与回填等工况进行数值模拟,分析了不同工况下既有盾构隧道衬砌结构的受力与变形情况,并对其安全性进行评估.结果表明:新建路基换填采用轻质泡沫土的处理方式安全可行;既有盾构隧道结构受力及变形均在规范允许范围内;新建路基工程不会对下方的盾构隧道结构造成安全影响.

摘要： 在盾构隧道领域,对于管片衬砌的变形和内力分析目前尚未有统一的方法,不同方法对于管片接头、螺栓、荷载等的简化形式和假设不同,导致计算结果差别较大,给管片设计和结构安全评估带来不确定性.文章依托济南某地铁区间段盾构隧道,采用有限单元法建立了单环及多环盾构隧道管片衬砌三维数值模型进行计算,分析了不同计算方法得出的衬砌变形量及内力,并与修正惯用法的计算结果进行对比,所得的结论对于同类地铁盾构隧道工程的设计有一定的参考价值.

摘要： 在盾构隧道领域,对于管片衬砌的变形和内力分析目前尚未有统一的方法,不同方法对于管片接头、螺栓、荷载等的简化形式和假设不同,导致计算结果差别较大,给管片设计和结构安全评估带来不确定性。文章依托济南某地铁区间段盾构隧道,采用有限单元法建立了单环及多环盾构隧道管片衬砌三维数值模型进行计算,分析了不同计算方法得出的衬砌变形量及内力,并与修正惯用法的计算结果进行对比,所得的结论对于同类地铁盾构隧道工程的设计有一定的参考价值。

摘要： 为解决在盾构隧道领域没有相对统一的钢纤维-钢筋混凝土管片结构设计方法的问题,选取目前世界上常用的3种钢纤维混凝土结构设计规范针对某一具体工况进行计算,将不同规范得到的正截面承载力及裂缝宽度进行对比.同时,设计钢纤维-钢筋混凝土管片力学性能试验,对上述计算工况进行试验.得到主要结论如下:1)ACI 544计算结果较为保守,低估了钢纤维的作用;而CECS 38:2004模型和Model Code 2010模型计算结果较合理.从管片的承载能力上考虑,CECS 38:2004模型和Model Code 2010模型可以用于指导管片结构设计.2)德国标准DIN1045-1和CECS 38:2004规范中对钢纤维-钢筋混凝土管片最大裂缝宽度的预测结果较为保守,不能较好反映管片结构的裂缝宽度.3)综合考虑钢纤维掺入对管片承载力的影响以及管片最大裂缝宽度的大小,推荐采用Model Code 2010中的方法进行盾构隧道管片结构设计.

摘要： TBM隧洞豆砾石回填灌浆及盾构隧洞壁后注浆是水利工程隧洞施工中非常重要的环节,其施工质量关系到整个隧洞的长期安全运行,如何对壁后注浆质量进行无损检测是一个需要解决的问题.分析了目前壁后注浆检测技术现状,结合壁后注浆检测难点研究了基于超声横波的管片壁后回填灌浆检测技术,并提出将多道叠前偏移成像技术应用于回填灌浆质量检测,最后在实际工程中进行了效果验证,证明了该技术可有效解决TBM隧洞豆砾石回填灌浆及盾构隧洞壁后注浆效果无损检测的行业技术难题,且检测精度较传统方法大幅提高.

摘要： 深埋长水工隧洞采用钻爆法和TBM法相结合的施工方式是今后发展的趋势.对于采用双护盾TBM施工的水工隧洞来说,深埋硬岩物理力学参数的合理选取、双护盾TBM的卡机问题和管片衬砌的设计是三大主要问题.以某拟建的深埋长引水隧洞为例,介绍了现阶段国际上广泛应用的深埋硬岩物理力学参数的确定方法;提出一种改进的三维有限差分模型,初步定量分析双护盾TBM掘进过程中的卡机问题;汇总了国内外管片衬砌的计算方法,并提出一种新的考虑纵环缝影响的三维管片计算模型,指出计算管片受力时考虑其纵环缝是有必要的.本文的研究成果为今后深埋长水工隧洞的设计与施工提供参考.

摘要： 兰州地铁1号线穿黄隧道是我国首座下穿黄河复杂地层并用于城市轨道交通的水下隧道工程,该隧道穿越强透水砂卵石地层并承受较高外水压.结合隧道-地层复合模拟试验系统开展了几何相似比为1∶10的室内模型加载试验,试验模型土通过相似级配法配制,同时发明了外水压加载装置,该装置在模型内构造出密闭的负压环境,通过调节模型内外的压差来模拟管片外水压的加载,实现了土压和水压的分别控制加载,本文研究分析了不同外水压和土压下管片衬砌的力学特性.

摘要： 目前山岭隧道工程中对地下水的处理主要有排导方式和全封堵两种方式。本文利用结构力学和弹性力学，探讨了全封堵和限量排放的控制标准、临界水压力的计算方法以及其与围岩级别、衬砌半径、衬砌抗压强度、衬砌厚度等主要影响因素的相互关系，为高水压铁路隧道管片衬砌的设计提供参考。

摘要： 本文以梁-弹簧模型为基础,ANSYS通用程序为平台,基于内置APDL和UIDL语言编制的“盾构管片衬砌分析程序”(Segment Lining Analysis Program of Shield Tunnel,SLAP)对比分析了地层参数(包括侧压力系数、地基抗力系数)、接头刚度参数(包括接头弯曲刚度、轴向抗拉压刚度、切向剪切刚度)对盾构管片衬砌内力及变形的影响,给出了相关参数的取值依据.

摘要： 针对我国第一条水下高速铁路盾构隧道——狮子洋隧道的主体结构特点,采用了梁-弹簧模型对于隧道在运营期正常受荷情况下的受力情况进行数值仿真分析,并将最不利拼装方式下的内力、变形结果进行比较分析,总结出在该荷载条件及结构分块方式下,狮子洋高速铁路盾构隧道管片衬砌主体结构受力的一般性规律。并且针对实际工程中出现的膨胀性围岩区段的特殊地质条件,给出了偏于安全的计算方法,为设计和施工提出指导性意见。

摘要： 以扬州瘦西湖盾构隧道为背景,对管片衬砌结构在施工期和后期的结构荷载和内力进行现场追踪试验,探讨施工阶段同步注浆对隧道衬砌结构受力的影响,总结隧道衬砌结构荷载和内力在施工阶段随时间的变化规律.研究结果表明:现场测试方法可以较为全面准确地得到隧道衬砌结构荷载和内力在施工期的分布;衬砌结构荷载总体随时间呈先减低后趋于平稳的规律,施工期的注浆作用会使衬砌结构荷载大于稳定后的结构荷载;衬砌结构内力在注浆阶段不稳定,注浆作用对结构的轴力影响较大.

摘要： 单护盾TBM(Tunnel Boring Machine)对硬岩有着良好的适应性,配套施工中管片衬砌安装错台控制对衬砌的稳定、防水能力起着至关重要的作用.本文针对引洮供水一期工程总干渠7#隧洞施工特点,提出了单护盾TBM施工管片安装错台控制关键技术,为未来单护盾TBM在长大隧道施工提供借鉴经验.

摘要： 国内输水隧洞采用TBM施工时,多数选择护盾式TBM+管片衬砌方案.大伙房输水工程特长隧洞根据围岩条件选择了开敞式TBM+锚喷支护复合衬砌施工方案,并且获得成功.实现的复杂山区特长TBM隧洞支护系统优化设计,包括采用锚喷支护复合衬砌替代管片衬砌的优化,锚喷支护与TBM施工的配合,TBM突破不良地质地带的措施和方法等等,体现了NATM设计理念;同时锚喷支护系统的设计施工采用了动态方法,结合工程实际,通过工程类比及现场监控量测验证,在施工中对支护参数及时进行调整和优化,从而达到了快速施工、保证安全、节约投资的目的.工程经验可供今后类似工程参考。

摘要： 在进行水下盾构隧道设计时,合理确定隧道的埋置深度十分重要,不仅对结构安全性起着决定性作用,还是决定水下隧道长度和造价的主要因素.通过调研国内外水下盾构隧道相关技术资料,分析确定了已建水下盾构隧道埋置深度的范围；采用梁—弹簧模型对不同埋置深度条件下盾构隧道管片的力学特性进行系统研究,从结构受力的角度分析了不同隧道外径、不同地层、不同水压条件下隧道合理埋置深度的取值方法.研究成果可为类似的工程设计提供参考.

摘要： 本文为直观了解大型跨江海盾构隧道联络通道施工对工程的整体影响,采用三维数值模拟方法,对南京长江隧道联络通道的动态施工过程进行仿真分析,重点研究了联络通道衬砌厚度对结构内力的影响,得出了有价值的结论,并把计算结果与工程实际相结合,指出施工中的不利状态和隧道与联络通道结构的最薄弱位置.

摘要： 本发明公开了一种用于盾构隧道衬砌管片更新的管片结构及其施工方法，管片结构包括：钢壳、型钢骨架、辅助组件、螺栓孔、密封垫；钢壳包括中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳；中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳拼装形成内部有空腔的整体；钢壳整体为弧形；多个型钢骨架分别布置于中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳内；型钢骨架的轴向方向与钢壳弧形方向一致；辅助组件布置于型钢骨架上，辅助组件用于辅助施加预应力；螺栓孔一端贯穿钢壳底面，另一端贯穿钢壳侧面；密封垫布置于钢壳侧面上。该管片结构能与相邻管片密封垫进行有效结合，保证了接缝处的防水性能。

摘要： 本发明公开了一种TBM隧洞衬砌管片拼装中辅助管片支撑定位的方法，1，管片预制时，对位于一环管片下部和两侧的管片，预制时在管片内预埋内螺纹套管，内螺纹套管沿径向贯穿管片壁；2，管片拼装时，分别在位于一环管片下部和两侧管片的内螺纹套管中螺接一个螺栓；3，一环管片拼装到位后，通过调节螺栓的头部使螺杆端部伸出管片外弧面与岩壁接触，通过调节螺杆伸出管片外弧面的长度达到支撑与定位作用，实现拼装后相邻管片内壁齐平目的。本发明方法为TBM隧洞衬砌管片拼装时提供了支撑和定位，可有效的提高TBM隧洞衬砌管片拼装的速度，减小管片环与环拼装时产生的错台现象，在提高TBM隧洞衬砌管片安装进度的同时，保证了管片安装质量。

摘要： 本实用新型公开一种快速拼装盾构管片的连接结构，包括盾构管片本体（1），所述盾构管片本体（1）的左右两侧面分别设置有T形插块（2）和T形插槽（3）；所述盾构管片本体（1）的上下侧面分别设置有公接头（4）和母插孔（5）。同时，本实用新型提供一种包含有本实用新型的快速拼装盾构管片的连接结构的盾构管片及永久衬砌结构。本实用新型提供的一种快速拼装盾构管片的连接结构、盾构管片及永久衬砌结构，可以提高拼装工作的高速化，同时带来质量的提高和保障作业安全性，且免除手孔封堵作业。

摘要： 本发明公开了一种止浆防渗管片及隧道管片衬砌结构，可提高灌浆的密实度。该止浆防渗管片，包括管片本体，所述管片本体包括凸起的弧形外表面，该止浆防渗管片还包括设置在弧形外表面上的止浆片。该隧道管片衬砌结构，包括至少一个沿隧道轴向设置的衬砌环，每个衬砌环包括至少两块管片，所述管片为上述的止浆防渗管片。通过设置在弧形外表面上的止浆片，可以阻止注浆的浆液在管片与岩壁之间的灌浆空间流动，提高了灌浆的密实度。

摘要： 本发明公开了一种盾构管片、管片环、隧道管片衬砌及隧道，盾构管片包括管片本体，在管片本体的第一侧面上设有用于轴向连接的轴向凸起和第一嵌缝，第二侧面上设有用于轴向连接的轴向凹槽和第二嵌缝；沿着管片本体的环向方向，在第一环向面上设有用于环向定位的定位凸起，在第二环向面上设有用于环向定位的定位凹槽。相邻的管片环之间插装有环状的工字钢支架，工字钢支架的内翼板位于两个相邻管片环的内环内侧，工字钢支架的外翼板分别插装在相邻管片环的嵌缝内，螺栓穿过内翼板、管片本体以及外翼板。相比传统管片连接方式，管片轴向和环向之间的连接由工字钢支架和管片共同承担，强化管片间连接作用同时也提升了支护体系的整体性。

摘要： 本发明提供了一种用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，涉及盾构隧道模型试验技术领域，解决了现有技术中存在的管片衬砌结构模型无法真实反映实际管片所受到的浆液浮力状态的技术问题。该管片衬砌结构模型包括多个管片环，管片环与原型管片环具有一定的几何相似比，且管片环与原型管片环之间具有相同视比重。本发明的管片衬砌结构模型在研究盾构隧道上浮试验中更为真实的反映出实际管片结构的上浮特性，保证了试验的可靠性。

摘要： 本发明公开了一波纹形钢管片环、柔性管片衬砌及其设计方法。该波纹形钢管片环包括多块围合形成环状的管片，管片上开设有纵向螺栓孔和环向螺栓孔，管片的内外表面均为正弦曲面。该柔性管片衬砌包括多个依次连接的波纹形钢管片环，相邻波纹形钢管片环之间通过与纵向螺栓孔配合的纵向螺栓连接形成环状的第一管片衬砌，第一管片衬砌的两端均安装有混凝土管片衬砌，第一管片衬砌的中心线延长线与混凝土管片衬砌的中心线延长线重合；断层贯穿第一管片衬砌的中部。该设计方法包括基于施工地地质情况和断层活动规律确定所需第一管片衬砌和混凝土管片衬砌的尺寸。

摘要： 本实用新型公开一种盾构管片衬砌限位榫头以及盾构管片衬砌连接结构，属于隧道施工领域，限位榫头本体为管状，限位榫头本体的直径从中部至两端逐渐减小，有效提高了安装效率。盾构管片衬砌连接结构，包括第一拼装管片、第二拼装管片、弧形螺栓，第一拼装管片开设有第一弧形通道，第二拼装管片开设有第二弧形通道、限位榫头本体，第一弧形通道的右端开设有与限位榫头本体左段适配的第一卡槽，第二弧形通道的左端开设有与限位榫头本体右段适配的第二卡槽；限位榫头本体嵌在第一卡槽和第二卡槽内，弧形螺栓穿过第一弧形通道、限位榫头本体、第二弧形通道将第一拼装管片和第二拼装管片连接在一起。本实用新型稳定性强，便于安装，实用并且使用寿命长。

摘要： 本实用新型公开了一种隧道衬砌用减压管片及管片衬砌结构，旨在解决现有管片不能够排水减压的问题。该隧道衬砌用减压管片，包括管片本体，所述管片本体呈弧形的片状结构，所述管片本体内设有排水通道，所述排水通道沿管片本体的弧形长度方向布设。该管片衬砌结构，包括至少一个衬砌环，每个衬砌环包括至少两块上述的隧道衬砌用减压管片。通过管片内沿管片的弧形长度方向设置的排水通道，可在注浆凝固前供地下水临时排泄用，减小地下水压力，避免了回填至初凝过程中地下水对豆砾石浆液造成稀释、改变其颗粒级配等不良影响。而且，大大减少了管片间缝隙的渗水，从而减小了处理渗水漏点的难度。

摘要： 本实用新型公布了一种变形释能的隧道管片及管片衬砌结构，该隧道管片包括刚性体和弹性体两部分。所述隧道管片结构沿隧道走向环向布置，可与常规管片灵活搭配使用，能有效释放围岩压力，减小支护结构受力。并且，通过本实用新型的上述新型管片的使用方法，实施工艺简单，断面适应性强，结构强度高，且变形后结构与围岩密贴，整体稳定性好，能够控制围岩变形，适用于各类隧道工程。