一种盾构隧道衬砌环的分块方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道衬砌环及分块方法，该盾构隧道衬砌环包括七块依次连接的标准管片、两块分别与标准管片的两外侧连接的邻接管片和两邻接管片之间的一块封顶管片拼接构成；衬砌环沿纵向设置有纵向螺栓；该盾构隧道衬砌环的分块方法的步骤包括：根据盾构机起吊管片的最大起吊重量确定衬砌环中的标准管片的数量，根据标准管片的数量选择纵向螺栓数，计算纵向螺栓在衬砌环各管片上的分配方案、各管片对应的圆心角度值和重量，验证盾构机的起吊能力。本发明专利技术提供的盾构隧道衬砌环适用于直径为12m的盾构隧道，本发明专利技术提供的盾构隧道衬砌环的分块方法能够任意直径隧道管片的分块，以便进行管片优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道衬砌环及分块方法
本专利技术涉及盾构隧道领域，具体涉及一种盾构隧道衬砌环及分块方法。
技术介绍
随着我国机械化程度和盾构技术水平的不断发展和提高，盾构法施工因其具有对地层扰动小、对环境影响小、机械化施工速度快等优势，已经逐渐成为城市地下铁道、跨江越海隧道等地下工程修建的主要方法。到目前为止，管片的分块类型非常少，通常在同一地区，盾构隧道采用统一的分块方式，而不考虑地层的差异性，更没有考虑管片受力的合理性，管片分块几乎没有优化。其理由很简单，首先是统一的管片分块利于设计院设计；其次是没有太多的管片分块类型用于比较，进而优化管片。管片优化后可以是结构受力优化、材料的用量、分块的数量和管片的运输以及拼装。优化后的管片可以节约社会资源，运用统一的分块何尝不是对社会资源的浪费。为满足需求，盾构隧道断面的大小依据需求而变。受盾构机起吊管片能力的限制，隧道直径增大，管片分块数量会增多，隧道直径减小，管片分块数量可减少。然而，到目前为止，不同直径的管片分块类型非常少，甚至有的隧道直径没有管片的分块类型，给设计带来诸多不变，更谈不上管片的优化。隧道管片设计缺少一套完整的管片分块方法。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构隧道衬砌环，其特征在于，包括七块依次连接的标准管片、两块分别与所述标准管片的两外侧连接的邻接管片和两邻接管片之间的一块封顶管片拼接构成；所述衬砌环沿纵向设置有纵向螺栓，标准管片上纵向螺栓量x1、邻接管片螺栓量x2和封顶管片螺栓量x3满足关系7x1+2x2+x3＝20；所述封顶管片对应的圆心角角度为θB＝18x1，邻接管片对应的圆心角角度为θL＝18x2‑9+θ，标准管片对应的圆心角角度为θF＝18x3+18‑2θ，θ为0～18°。

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道衬砌环，其特征在于，包括七块依次连接的标准管片、两块分别与所述标准管片的两外侧连接的邻接管片和两邻接管片之间的一块封顶管片拼接构成；所述衬砌环沿纵向设置有纵向螺栓，标准管片上纵向螺栓量x1、邻接管片螺栓量x2和封顶管片螺栓量x3满足关系7x1+2x2+x3＝20；所述封顶管片对应的圆心角角度为θB＝18x1，邻接管片对应的圆心角角度为θL＝18x2-9+θ，标准管片对应的圆心角角度为θF＝18x3+18-2θ，θ为0～18°。2.根据权利要求1所述的盾构隧道衬砌环，其特征在于，所述纵向螺栓共有二十颗，沿衬砌环圆周均匀分布。3.根据权利要求2所述的盾构隧道衬砌环，其特征在于，所述标准管片上纵向螺栓量x1、邻接管片螺栓量x2和封顶管片螺栓量x3分别取值为2、3、0，角度调整值θ取1，则所述封顶管片、邻接管片和标准管片对应的圆心角角度分别为16°、46°和36°。4.一种盾构隧道衬砌环及分块方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据衬砌环和盾构机起吊管片的最大起吊重量G盾构机，计算衬砌环中的标准管片的数量a；步骤二、根据标准管片的数量a，选择均布于衬砌环上的纵向螺栓数n；步骤三、计算有限组衬砌环中的标准管片上纵向螺栓量x1、邻接管片螺栓量x2和封顶管片螺栓量x3的非负整数解：ax1+2x2+x3＝n；步骤四、计算衬砌环中标准管片、邻接管片和封顶管片对应的圆心角度值：其中，θF为封顶管片的圆心角度值，θL为邻接管片的角度值，θB为标准管片的角度值，θ为角度调整值；步骤五、计算衬砌环各管片的重量：其中，r为管片外半径，t为管片厚度，B为管片幅宽，i为标准管片、邻接管片或者封顶管片；步骤六、当标注标准块、邻接块和封顶块中最大重量小于盾构机的最大起吊管片重量时，将该标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张君臣，晏启祥，唐启童，高鹏兴，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51