一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法技术

本发明专利技术公开的是土建工程技术领域的一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，首先根据已有预制混凝土管片厂各工序实际工作完成量和工作完成时间等生产数据综合分析各工序生产工效，然后结合管片预制厂各区域安全生产的要求及相关生产经验，推导用于计算预制混凝土管片厂各工序占地面积的计算公式，最后根据隧洞TBM掘进施工工期和开挖断面直径等基本参数，即可快速确定预制混凝土管片厂各工序占地面积。本方法为工程在规划设计阶段，快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模需求提供了参考依据，为后续施工提供了有效保障，能避免管片预制厂占地规模选择过小影响管片生产效率，以及避免管片预制厂占地规模选择过大造成建厂工程投资浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法
本专利技术涉及土建工程
，尤其涉及一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法。
技术介绍
隧洞掘进机TBM(TunnelBoringMachine)以其掘进速度快(通常为常规钻爆法施工的5～10倍)、一次成洞、能提供安全的作业环境并能使隧洞开挖、出渣、支护等工序同步完成等优点，正被越来越多的隧洞工程采用。其中，预制混凝土衬砌管片的生产在TBM掘进施工中是非常重要的一个环节，其厂址选择和占地规模大小是否合理直接影响到管片的生产速度，进而影响到TBM的掘进施工进度，特别是隧洞工程一般处于高山峡谷地区，开阔平坦的场地极为有限，就更需要准确计算TBM预制混凝土管片厂的占地规模。目前管片预制厂的占地规模大小都是通过参考类似工程来确定，容易存在较大偏差。若设计的管片预制厂占地规模过小，就会影响管片厂各工序的生产效率，降低管片的生产速度。同时，管片预制厂占地规模设计过大，又会造成建厂投资浪费。因此有必要研究另外一种简便可靠的计算方法，在只根据隧洞开挖断面直径和TBM掘进施工工期等基本资料的情况下，就能快速准确确定TBM预制混凝土管片厂占地规模大小。
技术实现思路
为克服现有技术中无明确定量方法来预测TBM预制混凝土管片厂规模，导致影响生产效率或资源浪费等不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能够快速准确确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，包括以下步骤：a、根据开挖隧洞总长度和TBM掘进施工工期，计算出TBM月平均掘进进尺x(m/月)；b、将隧洞每一环衬砌管片分成7块宽1.8m的管片来生产，按隧洞掘进速度管片月均生产量为：c、根据隧洞开挖断面周长和其内接七边形的周长关系得出C七边形＝0.9601C圆，将管片在地面上的投影长度L管片用隧洞开挖断面直径d表示为：d、根据管片生产的工序和要求绘制管片预制厂总平面布置图，将总平面布置图按功能分区，分别为：钢筋笼制作区、管片生产区、管片蒸养区、管片厂内静养区和管片厂外堆存区；e、根据管片预制厂各工序生产工效，结合管片月均生产量和管片预制厂各功能区平面布置要求，推导出管片预制厂各功能区占地面积计算公式，从而确定TBM预制混凝土管片厂占地规模。进一步的是，所述钢筋笼制作区主要进行钢筋加工、钢筋笼绑扎和焊接等工作，钢筋加工区面积与钢筋笼绑扎区面积相当，根据工效测定，以两名钢筋笼绑扎工共同绑扎完成一个钢筋笼约需要2.1小时计算，每天按两班有效生产时间16小时计算，则每个钢筋笼绑扎台上每天可以完成16/2.1＝7.6个钢筋笼，则满足管片月均生产量的钢筋笼绑扎台个数Q绑扎台用TBM月平均掘进进尺x表示为：根据钢筋笼制作区平面布置要求，得到钢筋笼绑扎区的长度和宽度分别为：L绑扎区＝1.8Q绑扎台+(Q绑扎台+1)×2.0＝0.0650x+2B绑扎区＝2L绑扎台+3×2.0＝2L管片+3×2.0＝2×0.4785d+6＝0.957d+6则钢筋笼制作区的面积为：S制作区＝S加工区+S绑扎区＝2×S绑扎区＝2×(L绑扎区×B绑扎区)＝0.1244dx+0.78x+3.828d+24。进一步的是，所述管片生产区主要进行管片砼在模具中的浇筑成型以及钢筋笼存放等工作，根据管片生产区平面布置要求，可得到管片生产区的长度和宽度分别为：L生产＝8×(L模具+2)＝8×(L管片+0.3×2+2)＝3.8280d+20.8B生产＝2.0+B模具+2.0+4.5+(1.8+0.3)×N存储＝0.0069x+10.9则管片生产区的面积为：S生产＝L生产×B生产＝0.0264dx+0.1435x+41.7252d+226.72。进一步的是，所述管片蒸养区用于管片砼蒸汽养护，根据生产工效测定分析成果，管片蒸养区平均每天正常生产的时间约为18h，则管片的出模速度为：蒸养时间取为6.5h，则管片蒸养区模位个数为：根据管片蒸养区平面布置要求，可得单个模位占地面积为：S模位＝(L模具+0.5)×(B模具+1)＝(L管片+0.3×2+0.5)×(B管片+0.3×2+1)＝1.6269d+3.74则管片蒸养区的面积为：S蒸养＝N模位×S模位＝0.0468x×(1.6269d+3.74)＝0.0761dx+0.1750x。进一步的是，所述管片厂内静养区至少要满足管片预制厂1天正常生产量的堆存需求，以一环衬砌管片分为3片和4片重叠堆放，可得每环7块管片的堆存占地面积为：S每环堆存＝2×L堆存×B堆存＝2×(L管片+0.5)×(B管片+0.5)＝2.2011d+2.3根据管片月均生产量Q月可以得到管片日均生产环数N日均环为：根据管片厂内静养区平面布置要求，管片堆存区和转运通道的面积可以分别表示为：S管片堆存＝N日均环×S每环堆存＝0.0185x×(2.2011d+2.3)＝0.0407dx+0.0426xS转运通道＝L通道×B通道＝(N日均环×B一环管片)×B通道＝[N日均环×(1.8+0.5)]×4.5＝0.1915x则管片厂内静养区的面积为：S厂内静养＝S管片堆存+S转运通道＝0.0407dx+0.2341x。进一步的是，管片厂外堆存区以满足2个月产量堆放要求进行设计，2个月的管片堆存环数为：以每堆存10排管片设置一条宽8m的运输道路，分摊到每环管片上的道路面积S每环分摊可以表示为：根据管片厂外堆存区布置要求，管片厂外堆存区的占地面积根据管片堆存环数N厂外环、每环管片堆存面积S每环管片、以及管片厂外堆存区道路分摊面积S每环分摊，得到管片厂外堆存区的占地面积为：S厂外堆存＝N厂外环×(S每环堆存+S每环分摊)＝2.8710dx+2.9999x。进一步的是，管片预制厂总平面布置图上还包括辅助设施区域，附属设施区占地面积以钢筋笼制作区、管片生产区、管片蒸养区和管片厂内静养区四个厂内区域占地面积的25％规划。本专利技术的有益效果是：利用本方法来计算确定TBM预制混凝土管片厂占地规模，不仅能为其厂址选取和厂区规划设计提供参考依据，同时又能避免管片预制厂占地规模选择过小影响管片生产效率，以及避免管片预制厂占地规模选择过大造成建厂工程投资浪费，本方法特别适用于工程在规划设计阶段，只能提出隧洞TBM掘进施工工期和开挖断面直径等基本工程资料时，快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模需求，为后续施工提供了有效保障。附图说明图1是隧洞开挖结构示意图。图2是管片衬砌分割示意图。图3是管片预制厂总平面布置图。图4是钢筋笼制作区平面布置图。图5是管片生产区平面布置图。图6是管片蒸养区平面布置图。图7是管片厂内静养区平面布置图。图8是管片厂外堆存区平面布置图。图9是管片堆存示意图。具体实施方式以下通过附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，包括以下步骤：a、根据开挖隧洞总长度和TBM掘进施工工期，计算出TBM月平均掘进进尺x(m/月)；b、将隧洞每一环衬砌管片分成7块宽1.8m的管片来生产，如图1所示，按隧洞掘进速度管片月均生产量为：c、根据隧洞开挖断面周长和其内接七边形的周长关系，得出C七边形＝0.9601C圆，如图2所示，7块管片包括6块标准管片和一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，其特征是，包括以下步骤：a、根据开挖隧洞总长度和TBM掘进施工工期，计算出TBM月平均掘进进尺x(m/月)；b、将隧洞每一环衬砌管片分成7块宽1.8m的管片来生产，按隧洞掘进速度管片月均生产量为：

【技术特征摘要】
1.一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，其特征是，包括以下步骤：a、根据开挖隧洞总长度和TBM掘进施工工期，计算出TBM月平均掘进进尺x(m/月)；b、将隧洞每一环衬砌管片分成7块宽1.8m的管片来生产，按隧洞掘进速度管片月均生产量为：c、根据隧洞开挖断面周长和其内接七边形的周长关系得出C七边形＝0.9601C圆，将管片在地面上的投影长度L管片用隧洞开挖断面直径d表示为：d、根据管片生产的工序和要求绘制管片预制厂总平面布置图，将总平面布置图按功能分区，分别为：钢筋笼制作区、管片生产区、管片蒸养区、管片厂内静养区和管片厂外堆存区；e、根据管片预制厂各工序生产工效，结合管片月均生产量和管片预制厂各功能区平面布置要求，推导出管片预制厂各功能区占地面积计算公式，从而确定TBM预制混凝土管片厂占地规模。2.如权利要求1所述的一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，其特征是：所述钢筋笼制作区主要进行钢筋加工、钢筋笼绑扎和焊接等工作，钢筋加工区面积与钢筋笼绑扎区面积相当，根据工效测定，以两名钢筋笼绑扎工共同绑扎完成一个钢筋笼约需要2.1小时计算，每天按两班有效生产时间16小时计算，则每个钢筋笼绑扎台上每天可以完成16/2.1＝7.6个钢筋笼，则满足管片月均生产量的钢筋笼绑扎台个数Q绑扎台用TBM月平均掘进进尺x表示为：根据钢筋笼制作区平面布置要求，得到钢筋笼绑扎区的长度和宽度分别为：L绑扎区＝1.8Q绑扎台+(Q绑扎台+1)×2.0＝0.0650x+2B绑扎区＝2L绑扎台+3×2.0＝2L管片+3×2.0＝2×0.4785d+6＝0.957d+6则钢筋笼制作区的面积为：S制作区＝S加工区+S绑扎区＝2×S绑扎区＝2×(L绑扎区×B绑扎区)＝0.1244dx+0.78x+3.828d+24。3.如权利要求1所述的一种快速确定TBM预制混凝土管片厂占地规模的方法，其特征是：所述管片生产区主要进行管片砼在模具中的浇筑成型以及钢筋笼存放等工作，根据管片生产区平面布置要求，可得到管片生产区的长度和宽度分别为：L生产＝8×(L模具+2)＝8×(L管片+0.3×2+2)＝3.8280d+20.8B生产＝2.0+B模具+2.0+4.5+(1.8+0.3)×N存储＝0.0069x+10.9则管片生产区的面积为：S生产＝L生产×B生产＝0.0264dx+0.1435x+41.7252d+226.72。4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓子谦，黎勇刚，刘晓阳，赵兰，宋力，杨敏，郑红，田志超，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51