一種盾構地中對接段鋼筋混凝土襯砌厚度的確定方法技術

本發明專利技術提供了一種盾構地中對接段澆筑鋼筋混凝土厚度的確定方法，包括如下步驟：1)確定盾構機的直徑d1；2)確定盾殼厚度δ1；3)確定隧道的埋深h1；4)確定地下水位以上土體的天然重度γ和地下水位距地面的深度h2；5)確定地下水位以下土體的飽和重度γ

【技術實現步驟摘要】
一種盾構地中對接段鋼筋混凝土襯砌厚度的確定方法


[0001]本專利技術提供了一種盾構地中對接段鋼筋混凝土襯砌厚度的確定方法，用于解決采用盾構地中對接時，對接段拆除盾構，保留盾殼后，確定現澆鋼筋混凝土襯砌厚度的問題。

技術介紹

[0002]隨著我國軌道交通的發展，盾構法施工已日臻完善。同時，隧道的需求也大大增加。在大跨度、跨海隧道、無法在跨中設置工作井等施工條件下，“相向推進、地下對接、棄殼解體”的盾構地中對接技術成為一個新的發展趨勢。國內的盾構地中對接施工實例有廣深港鐵路客運專線獅子洋隧道工程和青島地鐵8號線工程等。盾構地中對接技術對結構安全要求極高，在對接段拆除刀盤后，仍保留盾殼在隧道中，再進行現場澆筑鋼筋混凝土襯砌，進行加固處理。由于盾殼的存在，對接段現澆鋼筋混凝土襯砌的澆筑厚度可小于管片厚度。而在現有的工程實踐中，對于現澆鋼筋混凝土襯砌厚度的選擇缺乏明確的標準，存在一定的缺陷。因此，需要研究一種新的確定方法，對現澆鋼筋混凝土襯砌的厚度作出確定。

技術實現思路

[0003]本專利技術所要解決的主要技術問題是提供一種盾構地中對接段現澆鋼筋混凝土襯砌厚度的確定方法，能夠確定出不同施工條件和地質條件下所需澆筑鋼筋混凝土襯砌的厚度。
[0004]本專利技術解決這些技術問題所采用的技術方案是：
[0005]一種盾構地中對接段澆筑鋼筋混凝土厚度的確定方法，包括如下步驟：
[0006]1)確定盾構機的直徑d1；
[0007]2)確定盾殼的厚度δ1；
[0008]3)確定隧道的埋深h1；
[0009]4)確定地下水位以上土體的天然重度γ和地下水位距地面的深度h2；
[0010]5)確定地下水位以下土體的飽和重度γ
sat
和有效重度γ'；γ'＝γ
sat
?
γ
w
，其中γ
w
為地下水的重度，取9.8kN/m3；
[0011]6)確定隧道上覆荷載P0；
[0012]7)確定盾構拱頂處垂直土壓力P：P＝P0+∑γ
i
h
i
+∑γ'
j
h
j
；
[0013]8)確定盾殼材料的抗壓容許應力σ1：
[0014]其中，0.5為考慮盾殼長期在地下不利條件下的折減系數；
[0015]η為焊縫系數，直縫管取0.8；
[0016]安全系數取2.0；
[0017]9)確定盾殼所能承受的壓力P1：
[0018]其中σ1為盾殼所用鋼材的抗壓容許應力；
[0019]0.3為考慮盾構機拆除僅剩盾殼后的折減系數。
[0020]10)確定現澆鋼筋混凝土襯砌所需承受的壓力P2：P2＝P
?
P1。
[0021]11)確定現澆鋼筋混凝土厚度δ：
[0022]其中：σ2為混凝土的抗壓容許應力；
[0023]0.2為容許應力的折減系數；
[0024]1.5為考慮整體安全的安全系數。
[0025]與現有技術相比，本專利技術的優點是：
[0026]1)本專利技術充分利用材料，考慮地中對接段保留盾殼后，在盾殼承受部分壓力后，需要現澆鋼筋混凝土的厚度，而不是直接使用管片厚度。因此，本專利技術充分考慮到盾殼的存在與現澆鋼筋混凝土共同承受壓力，充分考慮利用盾殼材料的強度。
[0027]2)本專利技術考慮到盾殼在地中對接段保留后，需要的現澆鋼筋混凝土厚度有相應的減少。因此，減少混凝土的用量，能夠減少施工成本，以避免造成不必要的材料支出。
[0028]3)本專利技術在計算盾殼所承受的壓力以及確定現澆鋼筋混凝土厚度時，所采用的公式簡潔明了、清晰，通過合理的計算，確定現澆鋼筋混凝土的厚度，計算結果安全可靠。以避免對現澆鋼筋混凝土厚度把握不當而造成的后果。
附圖說明
[0029]圖1為P1公式推導示意圖；
[0030]圖2為δ公式推導示意圖；
具體實施方式
[0031]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0032]在本專利技術的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”、“頂/底端”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0033]在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“設置有”、“套設/接”、“連接”等，應做廣義理解，例如“連接”，可以是壁掛連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接，可以是機械連接，也可以是電連接，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通，對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。
[0034]參考圖1和圖2，本實施例提供了一種盾構地中對接段澆筑鋼筋混凝土厚度的確定方法，包括如下步驟：
[0035]1)確定盾構機的直徑d1；
[0036]根據工程所采用的盾構機類型及種類確定盾構機的直徑。現在盾構機的直徑有6.3m、8.8m、15.01m等多種類型。
[0037]2)確定盾殼厚度δ1；
[0038]根據實際工程所采用的盾構機類型及種類確定盾殼的厚度。
[0039]3)確定隧道的埋深h1；
[0040]根據隧道的設計資料及相關設計參數，確定隧道埋深的數值。
[0041]4)確定地下水位以上土體的天然重度γ和地下水位距地面的深度h2；
[0042]利用鉆探現場取地下水位以上土體，在實驗室中進行密度測試，計算出地下水位以上土體的密度ρ，乘以重力加速度g，計算得出地下水位以上土體的天然重度γ。根據地質勘探資料，確定地下水位距地面的深度h2。
[0043]5)確定地下水位以下土體的飽和重度γ
sat
和有效重度γ'：γ'＝γ
sat
?
γ
w
，其中γ
w
為地下水的重度，取9.8kN/m3；
[0044]利用鉆探現場取地下水位以下土體，在實驗室中進行密度測試，計算出地下水位以上土體的密度ρ1，乘以重力加速度g，計算得出地下水位以下土體的飽和重度γ
sat
。再根據上述公式計算出地下水位以下土體的有效重度γ'。
[0045]6)確定隧道的上覆荷載P0：
[0046]根據具體的施工條件和項目背景，確定隧道上覆荷載的具體類型和相應的計算方法。
[0047]7)確定盾構本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種盾構地中對接段澆筑鋼筋混凝土厚度的確定方法，包括如下步驟：1)確定盾構機的直徑d1；2)確定盾殼厚度δ1；3)確定隧道的埋深h1；4)確定地下水位以上土體的天然重度γ和地下水位距地面的深度h2；5)確定地下水位以下土體的飽和重度γ
sat
和有效重度γ'；γ
′
＝γ
sat
?
γ
w
，其中γ
w
為地下水的重度，取9.8kN/m3；6)確定隧道的上覆荷載P0；7)確定盾構拱頂處垂直土壓力P：P＝P0+∑γ
i
h
i
+∑γ'
j
h
j
；γ
i
為地下水位以上土體的天然重度，γ
′
j
為地下水位以下土體的有效重度，h
i
為地下水位以上的土層深度，h
j
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳星欣，連志豪，郭力群，
申請(專利權)人：華僑大學，
類型：發明
國別省市：