[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

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种管片拼装方法，具体设计一种盾构隧道管片拼装点位数字化选型拼装方法。

背景技术

管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，钢筋混凝土管片是目前使用最多的盾构隧道衬砌结构形式之一，管片分为通用型管片和标准型管片2种。相较于标准型管片，通用型管片有成型后错台小、缝隙窄、在曲线段隧道中更拟合隧道设计轴线、利于纠偏等优点，故我国在深圳地铁一期工程第7标段首次采用通用管片环后，盾构区间管片设计越来越趋向于选择通用型管片设计。

通用型管片拼装施工中，管片拼装点位选型是施工过程中的关键工序，施工过程中值班工程师一般通过个人经验进行拼装点位选型，这种选型方法存在以下几个方面的问题：

1、受个人经验深浅的影响，管片拼装点位选型存在不合理性，经常出现因为选型错误导致管片趋势与盾构机趋势相背，盾构机推进时施加在管片上的推力产生竖向分力，从而产生管片破损；

2、盾构机推进时受地层影响方向发生变动，原有盾尾间隙测量仅能量得管片外缘的盾尾间隙，管片内缘盾尾间隙无法测得。值班工程师无法判定管片与盾构机盾尾之间的位置关系，使得实际盾尾间隙过小，盾构机盾尾刮擦管片，致使管片破损；

3、盾构管片采用凹凸榫设计，管片渗水依赖于原有的一层橡胶条进行防水，当管片拼装间隙过大时，容易发生管片渗水现象。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的以上不足，提供一种拟合隧道设计轴线、拟合盾构机掘进趋势、可测量内缘盾尾间隙、管片防渗效果好、安全质量有保证、功效高的盾构隧道管片拼装点位数字化选型拼装方法。

本发明的技术方案如下：

(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。

采集如下基本初始参数：

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；

(2)测量盾构机盾尾间隙，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，利用两者关系确定盾构机与成型管片的相对位置；

(3)通过盾构机内部的传感器采集隧道掘进参数，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，根据上述步骤(1)～(3)所得到的数据将隧道原始数据、盾尾间隙及隧道掘进参数，带入推导的公式中计算适用于通用型管片错缝拼装的点位，得到数个备选点位；

(5)通过盾构设计轴线、盾尾间隙确定步骤(4)中最合适的管片拼装点位，根据隧道设计轴线、盾尾间隙进行判定，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)在管片防水设计的基础上，沿每块管片外环面粘贴一圈密闭的缓膨胀型橡胶止水条，用于改善管片缝隙防水效果；

(7)利用步骤(6)中防水施工完毕的管片，按照步骤(5)中确定的管片拼装点位排列管片块，进行管片拼装施工。