盾構管片模具技術及應用

1、高精度盾構管片模具技術及應用高精度盾構管片模具技術及應用發(fā)布時間：200879作者：王茂馬明剛劉曉利演講人：馬明剛提要：本文介紹了盾構隧道管片的型式，高精度鋼筋混凝土管片模具的型式，高精度管片模具的設計和制造工藝，以及鋼模的精度要求，鋼模的測量方法等；我公司在新產品開發(fā)流程過程中經驗總結關鍵詞：隧道工程、隧道管片通縫和錯縫拼裝、盾構管片模具、模具測量樣板1前言近年來，隨著我國城市化建設飛速發(fā)展，城市道路交通壓力越來越大，汽車擁堵、尾氣污

2、染等問題日益嚴重，道路交通的建設與機動車數量的矛盾日益突出。地下空間資源的開發(fā)利用越來越收到重視，其中又以地鐵建設為主要的實施手段，城市地下軌道交通具有安全快速可靠、運力大、施工過程對環(huán)境及生態(tài)破壞小、抗震性能好等諸多方面的優(yōu)點。地鐵隧道的施工又以盾構法占了主導地位，隨著盾構掘進機的制造和施工技術也在不斷地發(fā)展，對于“盾構管片模具盾構管片模具”(簡稱管片模具)提出了更高的要求，用其生產的混凝土管片也成為盾構法施工中關系到整個隧道工程質量

3、的重要關鍵技術之一。2006年我公司開始了盾構管片模具設計和開發(fā)工作，我們放棄了直接引進國外整套技術的做法，而是通過與歐洲廠家技術交流只引進其制造工藝技術并聯合國內較早引進歐洲模具的施工單位，認真聽取使用單位的意見反饋。經過認真分析國內外現有模具的優(yōu)缺點，分析其結構工藝性、焊接工藝性、模具的使用操作及型腔尺寸的穩(wěn)定性、混凝土管片成型工藝性，在此基礎上進行攻關優(yōu)化設計。在整個過程中始終堅持以我方為主的原則，設計開發(fā)具有自主知識產權的高精度

4、盾構管片模具高精度盾構管片模具并成功應用于當年成都地鐵1號線工程管片模具的開發(fā)與制造。在設計制造過程中提出了模具焊接結構件全部采用熱處理時效工藝、端模固定輔助活動鋼條的脫模方式等具有創(chuàng)新性的工藝方案。隨后又陸續(xù)完成了廣深港獅子洋隧道工程、深圳地鐵1號線工程、廣州地鐵4號線工程、成都地鐵1號線小曲率半徑施工等管片模具的設計開發(fā)，標注著我公司已經成功掌握了高精度鋼筋混凝土管片鋼模的設計和制造技術能力。2隧道管片的型式在盾構隧道中，由于隧道的

5、斷面形狀、施工方法等的不同，其力學結構也不相同。根據隧道的斷面形狀可分為圓形、橢圓形、矩形、復圓形等多種斷面，那么管片的形狀也就根據圖2管片錯縫拼裝示意圖從管片的通縫和錯縫兩種拼裝形式來看，各有各的優(yōu)缺點。通縫拼裝的優(yōu)點是：盾構掘進時，管片拼裝機的操作較簡單，每環(huán)管片的拼裝角度都相同，不需變換角度；缺點是：從整個隧道的受力情況分析，通縫拼裝的管片成環(huán)后的整體受力情況不是最好。錯縫拼裝的管片優(yōu)點是整體受力情況好。但是，盾構中管片拼裝機的操

6、作較復雜；當盾構千斤頂的頂力作用于管片上時，如果管片的寬度誤差較大，會使管片因受力不均引起應力集中而導致被頂壞。因此要避免管片被頂壞，必須提高管片的精度要求，特別是管片的寬度精度要求大大提高。3高精度管片模具目前，對于成型后隧道的結構性能、防水性能和耐久性的要求越來越高，由于錯縫拼裝的管片整體受力情況好，故越來越多的隧道襯砌設計為錯縫拼裝的管片。錯縫拼裝需要高精度的管片，而高精度的管片是由高精度的模具來保證的。隨著隧道工程的快速發(fā)展，高

7、精度的管片需求量大大增加，因此高精度的模具需求量也大幅上升?？梢赃@樣說能否在中國形成具有設計制造高精度管片模具的產業(yè)集群將直接影響到國內地鐵建設的速度和工程成本。3.1高精度鋼筋混凝土管片鋼模的精度高精度鋼筋混凝土管片鋼模的精度要求主要為表1中的五項檢測項目：模具寬度、模具高度、模具內外徑弧弦長、縱向環(huán)向芯棒中心距、縱向環(huán)向芯棒孔徑。從表1中的數據可以看出，它的精度已相當高，比老標準的精度提高了近一倍。例如，以往外徑≤11.0m鋼模的寬