盾构区间结构设计研究【摘要】：盾构机在地铁隧道施工中被广泛的应用，故对其进行研究和探讨具有非常重要的意义，本文以下内容将对盾构区间结构设计进行研究和探讨，仅供参考。【关键词】：盾构区间；结构设计；研究：TU318文献标识码：A：1、前言盾构机的基本工作原理是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。然而，必须确保盾构区间的结构安全才能保证盾构机及后续工作正常的施工，故对盾构区间进行研究和探讨具有重要的意义。本文以下内容将对盾构区间结构设计进行研究和探讨，仅供参考。2、管片结构设计管片的结构设计主要包括管片的构造设计和结构分析，管片的构造设计包括单层、双层衬壁的选择、管片内径的确定、管片结构型式、管片分块、管片宽度、管片厚度、管片接触面构造、管片连接方式和管片拼装方式等内容。管片结构分析包括结构计算模式、结构配筋设计和结构验算分析方法等内容。2.1、管片的构造设计管片的构造设计主要包含如下几个方面：第一，单、双层衬砌选用。盾构法施工隧道的衬砌一般分为单层和双层两种衬砌形式。单层衬砌,施工工艺单一、工程实施周期短、投资省,可确保施工进度,其衬砌圆环的变形、管片接缝的张开量及混凝土裂缝的开展和防水性能,均能控制在预期的要求内,可完全满足地铁隧道的设计要求。故一般情况下均选用单层衬砌形式，但是也要根据工程的实际情况，有针对性的选用。第二，隧道内径的选择。管片内径主要取决于隧道的建筑限界，同时还要考虑施工误差、测量误差、线路拟合误差及不均匀沉降等诸多因素，最后确定合理的隧道内径。第三，管片的宽度及分块。衬砌环环宽越大，即管片宽度越宽，衬砌环节缝越少，因而漏水环节、螺栓数量越少，施工速度越快，费用越省。但盾构机千斤顶的行程要大，施工难度亦有一定提高，衬砌环不同环宽比较表见下表所示：衬砌环的分块主要由管片制作、防水、运输、拼装、结构受力性能等因素确定。地铁隧道管片常用分块数为六块和七块两种。分六块和分七块在制作、运输、施工方面没有大的差别。在国内上海地铁一号线、广州地铁一、二、三号线盾构区间隧道都采用六块方案。根据隧道的实践经验，考虑到施工方便以及结构受力的需要，目前封顶块一般趋向于采用小封顶块形式。封顶块的拼装形式有径向楔入、纵向插入等几种。径向插入者其半径方向的两边边线必须呈内八字形或者平行，受荷后有向下滑动的趋势，受力不利。采用纵向插入形式的封顶块受力情况较好，受荷后不易向内滑动，其缺点是需加长盾构千斤顶的行程。第四，管片结构型式的选择。国内主要采用钢筋混凝土材料预制管片，其常见结构型式为箱型管片和平板型管片。箱型管片手孔较大，利于穿入连接螺栓，且结构自重较轻，但是在千斤顶作用下易开裂。平板型管片的手孔较小，对管片截面削弱相对较小，对千斤顶推力有较大的抵抗能力，通风阻力较小。管片结构型式的选择，要根据现场实际情况，进行---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---综合比较确定。第五，管片厚度的选择。管片的厚度选择，反映了对管片设计理念的差别，首先得谈与之密切相关的柔性衬砌设计理论，这个理论认为隧道衬砌并不是受很明确的荷载作用的独立结构，衬砌设计不是一个结构的问题，而是一个地层加结构的问题。衬砌的作用就像一层将荷载重新分配给围岩的薄膜，而不像一个去支撑地层传来荷载的拱圈，因此，通过适当调整隧道衬砌本身与周围地层之间的相对刚度，可以调整地层的变形，改变衬砌与地层的相互作用，从而有利于衬砌的受力，使衬砌设计更加经济合理。如下表所示，不同管片厚度下的衬砌内力及...