[發(fā)明專利]盾構(gòu)管片分類方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110506703.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113191005A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐正良;黃愛軍;齊明山;王春凱;楊波;唐堯
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/08;E21D11/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海知義律師事務(wù)所 31304
• 代理人: 劉峰

本發(fā)明公開了盾構(gòu)管片分類方法；步驟如下：1、確定盾構(gòu)所需建造的隧道處的圍巖分級；2、確定隧道的埋深深度；對埋深深度進(jìn)行分級；3、計(jì)算盾構(gòu)的每一管片所受豎向荷載及水平荷載的數(shù)值大小，作為受力計(jì)算的前置條件；4、針對不同的計(jì)算工況，根據(jù)步驟3得出的結(jié)果，對每一管片進(jìn)行受力計(jì)算，得到彎矩、剪力和軸力的內(nèi)力值；5、將彎矩、剪力和軸力的內(nèi)力值根據(jù)數(shù)值大小進(jìn)行歸類形成若干類管片；將每一類管片分為若干檔，得出每一檔的最大內(nèi)力值；用每一檔的最大內(nèi)力值進(jìn)行配筋計(jì)算，得到每一類管片的配筋大小，完成管片分類設(shè)計(jì)；6、根據(jù)已完成的管片分類設(shè)計(jì)，得到管片分類表。本發(fā)明的應(yīng)用使盾構(gòu)的應(yīng)用能夠更加安全、更加經(jīng)濟(jì)、更加高效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及盾構(gòu)管片分類方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)工程在地下工程中的應(yīng)用越來越廣泛，在城市軌道交通、下立交通道、過江隧道、人行通道以及市政管廊等等領(lǐng)域都有應(yīng)用。雖然盾構(gòu)隧道根據(jù)不同工程要求，發(fā)展出了馬蹄形盾構(gòu)、矩形盾構(gòu)等等各種類型，但最多的還是以圓形隧道型式為主，其受力狀態(tài)最優(yōu)。

盾構(gòu)隧道的主體結(jié)構(gòu)為管片，管片根據(jù)不同的直徑尺寸、不同的受力要求，為多塊管片組合而成。盾構(gòu)隧道往往是線性工程，一般距離較長，管片的環(huán)寬為1.2m至1.5m為主，所以一般管片的環(huán)數(shù)很多。因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)尺寸是一定的，因此一條線的管片尺寸是一定的，在工廠內(nèi)統(tǒng)一預(yù)先制作成預(yù)制構(gòu)件，再送到現(xiàn)場掘進(jìn)、拼裝。而且像軌道交通領(lǐng)域盾構(gòu)隧道長度長達(dá)數(shù)十公里，為管片生產(chǎn)模具的通用性，管片的分塊和尺寸都是不變的。根據(jù)沿線的埋深、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等條件，一定的管片尺寸條件下來確定不同的管片配筋，根據(jù)具體區(qū)段的受力條件，來分段選取其中的管片類型。由此，可以發(fā)現(xiàn)，在某個(gè)工程或者某個(gè)地區(qū)，管片通常都是一定的構(gòu)件尺寸，分為幾種類型，以便工廠預(yù)制、提供，使用者選取特定的管片類型來使用即可。

在現(xiàn)有技術(shù)中，盾構(gòu)隧道管片的分類，在各個(gè)地區(qū)或者各個(gè)領(lǐng)域，是沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)的。比如在下立交、穿越節(jié)點(diǎn)等工程中，長度較短，根據(jù)實(shí)際的受力狀態(tài)進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，包括管片選型、管片模板及配筋，不需要分類或者分類較少。比如在某地區(qū)的軌道交通領(lǐng)域，長達(dá)數(shù)十公里的盾構(gòu)隧道，甚至多條線路長達(dá)數(shù)百公里的盾構(gòu)隧道，就需要有特定的分類，將全線的管片分為幾個(gè)特定的類型，在工廠內(nèi)預(yù)制后儲存，使用者根據(jù)受力計(jì)算，從中選取合適類型的管片來使用。

在地層均勻的軟土平原地區(qū)，如上海、天津、北京等地區(qū)，軌道交通盾構(gòu)隧道的管片分類是根據(jù)埋深來確定的，根據(jù)不同的埋深，分別計(jì)算管片的受力狀態(tài)，以此確定管片的配筋。這樣按照常規(guī)的埋深范圍內(nèi)，將管片按照不同的埋深深度，分為數(shù)個(gè)類型，在配筋上予以區(qū)別。

但是在非均勻地層的山地地區(qū)，地面起伏較大，巖層和土層交錯(cuò)，線性工程的地質(zhì)條件變化很大，而且山地中隧道埋深也是隨時(shí)在變化，就不能利用隧道埋深這一單一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定和分類。

因此，如何通過對管片進(jìn)行分類，通過有效而通用的管片分類方法，使盾構(gòu)的應(yīng)用能夠更加安全、更加經(jīng)濟(jì)、更加高效成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供盾構(gòu)管片分類方法，實(shí)現(xiàn)的目的是通過有效而通用的管片分類方法，使盾構(gòu)的應(yīng)用能夠更加安全、更加經(jīng)濟(jì)、更加高效。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了盾構(gòu)管片分類方法；步驟如下：

步驟1、根據(jù)地質(zhì)條件來確定盾構(gòu)所需建造的隧道處的圍巖分級；

步驟2、根據(jù)滿足所述隧道的功能要求所需要的線型，確定所述隧道的埋深深度；然后對所述埋深深度進(jìn)行分級；

步驟3、計(jì)算所述盾構(gòu)的每一管片所受豎向荷載及水平荷載的數(shù)值大小，作為受力計(jì)算的前置條件；

步驟4、針對不同的計(jì)算工況，根據(jù)所述步驟3得出的結(jié)果，對每一所述管片進(jìn)行受力計(jì)算，得到彎矩、剪力和軸力的內(nèi)力值；