[发明专利]盾构管片分类方法

说明书

本发明公开了盾构管片分类方法；步骤如下：1、确定盾构所需建造的隧道处的围岩分级；2、确定隧道的埋深深度；对埋深深度进行分级；3、计算盾构的每一管片所受竖向荷载及水平荷载的数值大小，作为受力计算的前置条件；4、针对不同的计算工况，根据步骤3得出的结果，对每一管片进行受力计算，得到弯矩、剪力和轴力的内力值；5、将弯矩、剪力和轴力的内力值根据数值大小进行归类形成若干类管片；将每一类管片分为若干档，得出每一档的最大内力值；用每一档的最大内力值进行配筋计算，得到每一类管片的配筋大小，完成管片分类设计；6、根据已完成的管片分类设计，得到管片分类表。本发明的应用使盾构的应用能够更加安全、更加经济、更加高效。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及盾构管片分类方法。

背景技术

盾构工程在地下工程中的应用越来越广泛，在城市轨道交通、下立交通道、过江隧道、人行通道以及市政管廊等等领域都有应用。虽然盾构隧道根据不同工程要求，发展出了马蹄形盾构、矩形盾构等等各种类型，但最多的还是以圆形隧道型式为主，其受力状态最优。

盾构隧道的主体结构为管片，管片根据不同的直径尺寸、不同的受力要求，为多块管片组合而成。盾构隧道往往是线性工程，一般距离较长，管片的环宽为1.2m至1.5m为主，所以一般管片的环数很多。因为盾构机尺寸是一定的，因此一条线的管片尺寸是一定的，在工厂内统一预先制作成预制构件，再送到现场掘进、拼装。而且像轨道交通领域盾构隧道长度长达数十公里，为管片生产模具的通用性，管片的分块和尺寸都是不变的。根据沿线的埋深、地质条件、周边环境等条件，一定的管片尺寸条件下来确定不同的管片配筋，根据具体区段的受力条件，来分段选取其中的管片类型。由此，可以发现，在某个工程或者某个地区，管片通常都是一定的构件尺寸，分为几种类型，以便工厂预制、提供，使用者选取特定的管片类型来使用即可。

在现有技术中，盾构隧道管片的分类，在各个地区或者各个领域，是没有统一的分类标准的。比如在下立交、穿越节点等工程中，长度较短，根据实际的受力状态进行针对性设计，包括管片选型、管片模板及配筋，不需要分类或者分类较少。比如在某地区的轨道交通领域，长达数十公里的盾构隧道，甚至多条线路长达数百公里的盾构隧道，就需要有特定的分类，将全线的管片分为几个特定的类型，在工厂内预制后储存，使用者根据受力计算，从中选取合适类型的管片来使用。

在地层均匀的软土平原地区，如上海、天津、北京等地区，轨道交通盾构隧道的管片分类是根据埋深来确定的，根据不同的埋深，分别计算管片的受力状态，以此确定管片的配筋。这样按照常规的埋深范围内，将管片按照不同的埋深深度，分为数个类型，在配筋上予以区别。

但是在非均匀地层的山地地区，地面起伏较大，岩层和土层交错，线性工程的地质条件变化很大，而且山地中隧道埋深也是随时在变化，就不能利用隧道埋深这一单一的标准进行判定和分类。

因此，如何通过对管片进行分类，通过有效而通用的管片分类方法，使盾构的应用能够更加安全、更加经济、更加高效成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供盾构管片分类方法，实现的目的是通过有效而通用的管片分类方法，使盾构的应用能够更加安全、更加经济、更加高效。

为实现上述目的，本发明公开了盾构管片分类方法；步骤如下：

步骤1、根据地质条件来确定盾构所需建造的隧道处的围岩分级；

步骤2、根据满足所述隧道的功能要求所需要的线型，确定所述隧道的埋深深度；然后对所述埋深深度进行分级；

步骤3、计算所述盾构的每一管片所受竖向荷载及水平荷载的数值大小，作为受力计算的前置条件；

步骤4、针对不同的计算工况，根据所述步骤3得出的结果，对每一所述管片进行受力计算，得到弯矩、剪力和轴力的内力值；