[发明专利]一种盾构隧道管片拼装点位数字化选型拼装方法

摘要

本发明公开了一种盾构隧道管片拼装点位数字化选型方法，包括有确定管片拼装点位方案步骤，该步骤内容为：首先采集隧道设计参数，然后采用改造后的直角靠尺确定已成型管片与盾构机的相对位置，通过采集现场掘进参数导入数字化选型计算公式中，确定最佳管片拼装点位，最后在每块管片外环面粘贴缓膨胀型橡胶止水条，进行管片拼装作业。本发明具有选型速度快、管片位置准、适用范围广的优点，能够迅速确定通用型管片衬砌错缝拼装点位，达到减小成型管片与隧道设计轴线的偏差、保证隧道的工程质量，适用于采用错缝拼装方式的盾构法隧道中通用型管片衬砌拼装点位的确定和拼装施工。

主权项

1.一种盾构隧道管片拼装点位数字化选型拼装方法，用于盾构法隧道中通用型管片错缝拼装点位的选定和施工，该方法包括如下步骤：(1)分析原始数据，对设计文件进行计算分析，计算得到隧道的设计参数及盾构机参数；隧道设计轴线每隔一环管片长度上的空间坐标及相应的里程、管片的尺寸及超前量、盾构机的长度、盾构机的开挖直径、盾尾的直径；所述管片超前量计算公式，管片上下侧为：2Sθ‑2Sθ+π＝‑Scosθ；管片左右侧为：2Sθ‑2Sθ+π＝‑Ssinθ；其中，S代表双面楔形量，θ代表管片圆环转动角度；Sθ代表转动后管片的单面楔形量；Sθ+π代表圆环纵断面Sθ加180°对应的点；(2)测量盾构机盾尾间隙，包括内缘位置盾尾间隙及外缘位置盾尾间隙，利用两者关系确定盾构机与成型管片的相对位置；根据改进后的直角靠尺测得管片与盾构机在正上点、正下点、正左点、正右点的内缘间隙及外缘间隙，通过这4点的内外缘间隙判断出管片与盾构机的相对位置；所述的测量采用间隙靠尺，该间隙靠尺包括竖直刻度尺、水平刻度尺和旋转尺，其中，竖直刻度尺和水平刻度尺垂直相交成为直角的两条边，水平刻度尺上设有转轴，旋转尺能够以转轴为轴心相对水平刻度尺旋转；(3)采集隧道掘进参数，包括盾构姿态、盾构机油缸千斤顶行程数据；(4)数字化管片拼装点位计算，将隧道原始数据、盾尾间隙及隧道掘进参数带入公式进行计算，得到数个备选管片拼装点位；①隧道设计轴线、成型隧道轴线与盾构机中心轴线关系公式：式中：A1—盾构机切口与设计轴线的平面偏差；A2—盾构机尾部与设计轴线的平面偏差；Ld—盾构机首尾长度；式中：B1‑B2—平面内盾构机左右油缸行程差；h—盾构机左右油缸千斤顶之间的距离；②盾构机趋势公式：Δ＝(Δ1‑Δ2)/L；式中：Δ—趋向值；Δ1—切口圆心偏移值，Δ2—盾尾圆心偏移值，L—切口、盾尾距离；③错缝拼装公式：下一环的拼装点位＝当前环的拼装点位+2或当前环的拼装点位+2+3*N，其中N≤4，当结果值大于16时需减去16；(5)对第(4)步中得到的数个拼装点位，根据隧道设计轴线、盾尾间隙确定一个作为最佳管片拼装点位；条件为最能拟合隧道设计轴线及使上下左右四个点位的盾尾间隙值差值最小的拼装点位为最佳管片拼装点位；(6)沿每块管片外环面粘贴缓膨胀型橡胶止水条；(7)按第(5)步的管片拼装点位排列管片块，进行管片拼装施工。