地下結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)第六章盾構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)

地下下結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工程程第06章6盾構(gòu)構(gòu)襯襯砌砌結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)本章章介介紹紹盾盾構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造造和和分分類(lèi)類(lèi)，，盾盾構(gòu)構(gòu)推推進(jìn)進(jìn)及及襯襯砌砌拼拼裝裝;圓形形襯襯砌砌構(gòu)構(gòu)造造、、內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算與與管管片片結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，，要要求求了了解解盾盾構(gòu)構(gòu)隧隧道道的的功功能能和和適適用用環(huán)環(huán)境境。。掌握握?qǐng)A圓形形襯襯砌砌結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方法法和和構(gòu)構(gòu)造造要要求求。。6.1概述述盾構(gòu)構(gòu)（（shield）是是一一種種鋼制制的的活動(dòng)動(dòng)防護(hù)護(hù)裝裝置置或或活活動(dòng)動(dòng)支支撐撐，是是通通過(guò)過(guò)軟軟弱弱含含水水層層，，特特別別是是河河底底、、海海底底，，以以及及城城市市居居民民區(qū)區(qū)修修建建隧隧道道的的一種種機(jī)機(jī)械械。。頭部部可以以安安全全地地開(kāi)開(kāi)挖挖地地層層,尾部部可以以裝裝配配預(yù)預(yù)制制管管片片或或砌砌塊塊，，迅迅速速地地拼拼裝裝成成隧隧道道永永久久襯襯砌砌。。盾構(gòu)構(gòu)推推進(jìn)進(jìn)主要要依依靠靠盾盾構(gòu)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部部設(shè)設(shè)置置的的千千斤斤頂頂。。適用用條條件件在松軟軟含含水水地地層層中中修建建隧隧道道、、水水底底隧隧道道及及地地下下鐵鐵道道時(shí)時(shí)采采用用各各種種不不同同形形式式的的盾盾構(gòu)構(gòu)施施工工最最有有意意義義，，特特別別是是該該施施工工方方法法屬屬地地表表以以下下暗挖施施工，，不受受地面面交通、、河道道、航航運(yùn)、、潮汐汐、季季節(jié)等等條件的影響響，盾構(gòu)隧隧道的的歷史史用盾構(gòu)構(gòu)法修修建隧隧道開(kāi)始于于1818年，，法國(guó)國(guó)工程程師布布魯諾諾爾；；1825年在英英國(guó)泰泰晤士士河下下首次用用矩形形盾構(gòu)構(gòu)建造隧隧道；；近代，，日本盾盾構(gòu)法法得到了了迅速速發(fā)展展，用用途越越來(lái)越越廣，，并研研制了了大量量新型型盾構(gòu)構(gòu)；我國(guó)于于1957年北京下下水道道工程程中首次出現(xiàn)2.6m小盾構(gòu)構(gòu)；；上海市市延安東東路過(guò)江道道路隧隧道使用11.0m直徑的的大盾盾構(gòu)；；隧道剖剖面圖圖1-進(jìn)風(fēng)道道；2-進(jìn)風(fēng)口口；3-排風(fēng)口口；4-排風(fēng)道道；5-路面（（下拉拉桿））6-天棚（（上拉拉桿））；7-吊桿；；8-照明燈燈；9-滅火器器；10-消防栓栓；11-電纜；；12-排水管管；13-給水管管；14-縱向螺螺栓；；15-環(huán)向螺螺栓按形狀狀分類(lèi)類(lèi)大致有有圓形（（又稱(chēng)稱(chēng)半盾盾構(gòu)））、矩矩形、、馬蹄蹄形等幾種種。圓形因其抵抵抗水水土壓壓力較較理想想，襯襯砌拼拼裝簡(jiǎn)簡(jiǎn)便，，構(gòu)件件可以以互換換，較較為通通用，，數(shù)量量最多多。圓形盾盾構(gòu)中中，敞胸盾盾構(gòu)和和閉胸胸盾構(gòu)構(gòu)兩大類(lèi)類(lèi)。6.2盾構(gòu)構(gòu)構(gòu)造和和分類(lèi)類(lèi)6.2.1盾構(gòu)的的基本本構(gòu)造造1-1(切口環(huán)環(huán))；2-2(支承環(huán)環(huán))；3-3(縱剖面面)通常由由盾構(gòu)殼殼體、、推進(jìn)進(jìn)系統(tǒng)統(tǒng)、拼拼裝系系統(tǒng)、、出土土系統(tǒng)統(tǒng)等四大部部分組組成。。1）盾構(gòu)構(gòu)殼體體盾構(gòu)殼殼體由由切口口環(huán)、、支承承環(huán)、、盾尾尾與豎豎直隔隔板、、水平平隔板板組成成，并并由外外殼鋼鋼板連連成整整體。。切口環(huán)環(huán)：開(kāi)挖挖；；上下下寬度度可以以等值值、也也可以以不等等值，，甚至至是活活動(dòng)的的。容納各各種專(zhuān)專(zhuān)門(mén)的的挖土土設(shè)備備。支承環(huán)環(huán)：承受受荷重重的核核心部部分，，剛性性較好好的圓圓環(huán)結(jié)結(jié)構(gòu)。。水平隔隔板和和豎直直隔板板：增加加盾構(gòu)構(gòu)剛度度，，水平平承受受拉力力，豎豎直承承受壓壓力。。盾尾：掩護(hù)護(hù)工人人在其其內(nèi)部部安裝裝襯砌砌。2）推進(jìn)進(jìn)系統(tǒng)統(tǒng)由盾構(gòu)千千斤頂頂和液液壓設(shè)設(shè)備組成，，上上下左左右活活塞桿桿伸出出長(zhǎng)度度不同同達(dá)到到糾偏偏目的的。盾構(gòu)千千斤頂頂一般般是沿沿支承承環(huán)圓圓周均均勻分分布的的；；3）拼裝裝系統(tǒng)統(tǒng)襯砌拼拼裝器器又稱(chēng)稱(chēng)舉重臂臂，是拼拼裝系系統(tǒng)的的主要要設(shè)備備，以以油壓壓系統(tǒng)統(tǒng)為動(dòng)動(dòng)力，，一般般舉重重臂均均安裝在在支承承環(huán)上。舉重臂臂能作作旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、徑徑向運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，還能能沿隧隧道中中軸線線作往往復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)。。完成這這些運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的精度度應(yīng)該該保證證待裝裝配的的管片片上的的螺栓栓孔能能和已已裝配配好的的螺栓栓孔對(duì)對(duì)齊，，以便螺螺栓固固定。4）出土土系統(tǒng)統(tǒng)出土方方式一一般有有三種種：：（1）有軌軌運(yùn)輸輸：皮皮帶運(yùn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)－礦礦車(chē)－－洞口口－垂垂直起起吊至至地面面。（2）無(wú)軌軌運(yùn)輸輸：自自卸卡卡車(chē)（3）管道道運(yùn)輸輸：混混合泥泥漿，，壓力力輸出出，出出土土連續(xù)續(xù)化6.2.2盾構(gòu)分分類(lèi)及及其適適用范范圍表6-1。1）人工工開(kāi)掘掘式、、半機(jī)機(jī)械式式敞胸胸盾構(gòu)構(gòu)全部敞敞開(kāi)，隨時(shí)時(shí)觀察察地層層變化化情況況，并并配備備簡(jiǎn)便便的液液壓、、風(fēng)動(dòng)動(dòng)挖掘掘，機(jī)機(jī)具、、人工工挖掘掘，當(dāng)當(dāng)開(kāi)挖挖面難難以保保持穩(wěn)穩(wěn)定時(shí)時(shí)可以以采用用氣壓壓等人人工措措施及及正面面支撐撐、支支撐千千斤頂頂?shù)入S挖隨隨撐。2擠壓式式閉胸胸盾構(gòu)構(gòu)在塑性粘粘土及及淤泥泥中采用,盾構(gòu)正正面用用胸板板密閉閉起來(lái)來(lái)。。厚蘭隧隧道、、林肯肯隧道道和打打浦路路隧道道都采采用過(guò)過(guò)半擠壓壓及全擠壓壓推進(jìn)的的閉胸胸盾構(gòu)構(gòu)施工工.襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)常常發(fā)生生橢圓率率的現(xiàn)象象，先先襯砌砌水平平直徑徑縮小小，豎豎向直直徑增增大，，繼之之，盾盾構(gòu)離離遠(yuǎn)時(shí)時(shí)，豎豎向直直徑減減小，，水平平直徑徑增大大。主要是是隧道道上方方土壤壤結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞壞、隆隆起，，形成成一個(gè)個(gè)卸載載拱，，而水水平壓壓力仍仍然保保持著著初始始數(shù)值值之故故。3）機(jī)械械式閉閉胸盾盾構(gòu)（1）局部部氣壓壓盾構(gòu)構(gòu)（2）泥水水加壓壓式盾盾構(gòu)(3)土壓平平衡式式盾構(gòu)構(gòu)表6-1挖掘方式構(gòu)造類(lèi)型盾構(gòu)名稱(chēng)開(kāi)挖面穩(wěn)定措施適用地層附注人工開(kāi)挖（手掘式）敞胸普通盾構(gòu)臨時(shí)擋板、支撐千斤頂?shù)刭|(zhì)穩(wěn)定或松軟均可輔以氣壓、人工井點(diǎn)降水及其它地層加固措施棚式盾構(gòu)將開(kāi)挖面分成幾層，利用砂的安息角和棚的磨擦砂性土網(wǎng)格式盾構(gòu)利用土和鋼制網(wǎng)狀硌柵的磨擦粘土淤泥閉胸半擠壓盾構(gòu)胸板局部開(kāi)孔依賴(lài)盾構(gòu)千斤頂推力土砂自然流入軟可塑的粘性土全擠壓盾構(gòu)胸板無(wú)孔、不進(jìn)土淤泥半機(jī)械式敞胸反鏟式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)裝上反鏟挖土機(jī)土質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)定開(kāi)挖面能自立輔助措施旋轉(zhuǎn)式盾構(gòu)同上，裝上軟巖掘進(jìn)機(jī)軟巖機(jī)械式敞胸旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)式盾構(gòu)單刀盤(pán)加面板多刀盤(pán)加面板軟巖輔助措施閉胸局中氣壓盾構(gòu)面板和隔板間加氣壓多水松軟地層不再另設(shè)輔助措施泥水加壓盾構(gòu)面板和隔板間加壓力泥水含水地層、沖積層、洪積層輔助措施土壓平衡盾構(gòu)（加水式、加泥式）面板和隔板間充滿土砂容積產(chǎn)生的壓力與開(kāi)挖面處的地層壓力保持平衡淤泥、淤泥混砂輔助措施6.2.3盾構(gòu)幾幾何尺尺寸的的選定定及盾盾構(gòu)千千斤頂頂推力力計(jì)算算主要指指盾構(gòu)構(gòu)外徑徑D和盾構(gòu)構(gòu)長(zhǎng)度度L、盾構(gòu)構(gòu)靈敏敏度L/D。最小建建筑空空隙值值xx=mα=mD=d+2(x+δδ)δ=0.02+0.01（D-4）2）盾構(gòu)構(gòu)長(zhǎng)度度LL=L0+L1+L2+L3L0—盾尾長(zhǎng)度度；L1—支承環(huán)長(zhǎng)長(zhǎng)度；L2—切口環(huán)長(zhǎng)長(zhǎng)度；L3—前檐長(zhǎng)度度。3）盾構(gòu)靈靈敏度L/D經(jīng)驗(yàn)數(shù)值值:小型盾構(gòu)構(gòu)D=2~3m，L/D=1.5中型盾構(gòu)構(gòu)D=3~6m,L/D=1.00大型盾構(gòu)構(gòu)D=6~9m,L/D=0.75特大型盾盾構(gòu)D＞12m,L/D=0.45~0.754）盾構(gòu)千千斤頂推推力計(jì)算算阻力包括括：盾構(gòu)外表表面與四四周地層層的摩阻阻力；盾尾內(nèi)殼殼與襯砌砌結(jié)構(gòu)之之間的摩摩阻力；；盾構(gòu)切口口部分刃刃口切入入土層的的阻力；；盾構(gòu)切口口環(huán)切入入土層時(shí)時(shí)的正面面阻力；；開(kāi)挖面正正面支撐撐阻力；；以及盾構(gòu)構(gòu)自重引引起的阻阻力，糾糾偏時(shí)的的阻力，，局部氣氣壓或泥泥水壓力力，阻力力板阻力力等。日本盾構(gòu)構(gòu)總推力力經(jīng)驗(yàn)公公式表6-2盾構(gòu)總推推力隧道名稱(chēng)直徑D(m)長(zhǎng)度L(m)靈敏度L/D重量W(t)盾構(gòu)千斤頂（只數(shù)）(104N)盾殼厚度(mm)附注荷蘭Vehicular9.175.730.6340030600070美國(guó)林肯隧道9.634.710.4930428644063=12.7美Brooklyn-battery9.634.710.4931528644063=12.7美Queen-Midtown9.655.700.59285600比Antwerpen9.505.500.57627532640070Rotherhite9.355.490.586406700原蘇聯(lián)莫斯科地鐵9.504.730.5340363500中國(guó)上海打浦路隧道10.206.630.65400408000中國(guó)上海延安東路隧道11.267.800.69480448800本講要點(diǎn)點(diǎn)盾構(gòu)的組組成；盾構(gòu)的分分類(lèi)；盾構(gòu)外形形尺寸的的確定和和推力的的確定。。6.3盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)及襯砌砌拼裝6.3.1盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)已建隧道道所采用用過(guò)的大大直徑盾盾構(gòu)，大大部分都都屬于手掘式敞敞胸盾構(gòu)構(gòu)或閉胸胸?cái)D壓盾盾構(gòu)，或者是是兩者兼兼有的盾盾構(gòu)。技術(shù)先進(jìn)進(jìn)的泥水盾構(gòu)構(gòu)或土壓壓平衡盾盾構(gòu)很少采用用。本節(jié)將主主要介紹紹在松軟軟含水地地層中采用手掘掘式敞胸胸盾構(gòu)施施工，輔以氣氣壓，人人工井點(diǎn)點(diǎn)降水及及其它地地層加固固措施，，盾構(gòu)開(kāi)開(kāi)挖掘進(jìn)進(jìn)時(shí)的幾幾種施工工方法。。1）人工井井點(diǎn)降水水加手手工掘式式敞胸盾盾構(gòu)施工工人工井點(diǎn)點(diǎn)降水，，經(jīng)濟(jì)濟(jì)，適用用于漏氣氣量大的的砂性土土。地下水位位降低、、疏干地地層，增加土體體強(qiáng)度，，以保證開(kāi)開(kāi)挖面穩(wěn)穩(wěn)定，盾盾構(gòu)在地地下水位位以上通通過(guò)，施施工場(chǎng)地地較干燥。一般都采采用噴射井點(diǎn)點(diǎn)，深度曾曾用到27m，使埋深深為25m的隧道能能順利開(kāi)開(kāi)挖。具體過(guò)程程：（1）先借助助盾構(gòu)千千斤頂使盾構(gòu)推推進(jìn)，將切口口環(huán)部分分切入地地層，然然后在切口環(huán)保保護(hù)下進(jìn)進(jìn)行土體體開(kāi)挖與與運(yùn)輸，這樣對(duì)對(duì)周?chē)氐貙訑_動(dòng)動(dòng)較小。。（2）分層開(kāi)開(kāi)挖，施施工工具具為普通通手工工工具或手手持式風(fēng)風(fēng)動(dòng)工具具。（3）每環(huán)管管片可分分?jǐn)?shù)次開(kāi)開(kāi)挖和推推進(jìn)，盾盾構(gòu)糾偏偏時(shí)可以以利用超超挖解決決。（4）可借助助支撐千千斤頂加加撐板對(duì)對(duì)開(kāi)挖面面進(jìn)行臨臨時(shí)支撐撐；（5）當(dāng)用網(wǎng)網(wǎng)格式盾盾構(gòu)時(shí)，，防止止盾構(gòu)后后退。2）氣壓加加手掘式式敞胸盾盾構(gòu)施工工盾構(gòu)施工工在含水水松軟不不穩(wěn)定地地層中采采用氣壓來(lái)疏疏干和支支護(hù)開(kāi)挖挖面，以防止止涌水、、開(kāi)挖面面崩坍，，增強(qiáng)地地層強(qiáng)度度，是一一種極古古老，且且行之有有效的施施工方法法。（1）氣壓大大小及耗耗氣量的的確定理論上，每10m水頭必須須用0.1Mpa的氣壓力力來(lái)平衡衡。實(shí)際上，僅為理理論壓力力的50%~60%，空氣量量?jī)H為理理論空氣氣量的10%~50%。。中小型盾構(gòu)，，壓力等于離盾構(gòu)上端約D/2處的地下水壓壓力;大直徑盾為2/3D處的地下水壓壓力;頂部均超壓，，需有足夠的的覆蓋層施工時(shí)為了防防止空氣泄出出，盾構(gòu)頂部部必須有足夠夠厚的覆蓋層層t即t值過(guò)大則直接接影響到隧道道埋置深度，，過(guò)小則覆覆蓋不足，往往往容易發(fā)生生噴發(fā)事故。。國(guó)外隧道規(guī)范范規(guī)定；水底隧隧道的最小覆蓋層必須大于盾構(gòu)構(gòu)直徑（日本本）或等于盾構(gòu)直徑，覆蓋層寬度應(yīng)大于或等于于盾構(gòu)直徑的6倍。采用經(jīng)驗(yàn)公式式計(jì)算耗氣量量：—土質(zhì)系數(shù)，當(dāng)當(dāng)壓力大于0.1MPa時(shí)，粘性土=3.65；砂性土=7.30。（2）氣壓盾構(gòu)施施工氣壓盾構(gòu)施工工中閘墻和氣閘作用是將作業(yè)區(qū)與常壓作業(yè)區(qū)隔開(kāi)。閘墻必須有足足夠的強(qiáng)度與氣密性.氣閘是鋼板鉚鉚接或焊接而而成的圓筒形形結(jié)構(gòu)，分人行閘和外閘兩部分。人行閘的管理是氣壓壓施工的重要要環(huán)節(jié)，要嚴(yán)嚴(yán)格遵守氣壓壓作業(yè)的工作作時(shí)間及進(jìn)出出氣閘的變壓壓時(shí)間，以防防減壓病。3）泥水加壓盾盾構(gòu)施工用泥水加壓盾盾構(gòu)代替上述述氣壓盾構(gòu)施施工，克服了了氣壓施工的的弊病。地面沉降，減減壓病，覆土深時(shí)，氣壓太高無(wú)無(wú)法施工，覆土淺時(shí)，漏氣等。。泥水加壓盾構(gòu)構(gòu)是將壓力為為的的泥水水，（（式式中H取2m）,壓入盾構(gòu)前部部密封艙內(nèi)，，使其壓力始始終高于地下下水壓力，，這這樣就保持了了開(kāi)挖面穩(wěn)定定的基本條件件。6.3.2襯砌拼裝隧道襯砌是在在盾構(gòu)尾部殼保保護(hù)下的空間內(nèi)進(jìn)行行拼裝。組成：鑄鐵、鋼、鋼鋼筋混凝土或或鋼與鋼筋混混凝土的復(fù)合合材料等制成成的管片或砌砌塊。結(jié)構(gòu)受力及使使用要求決定定盾構(gòu)及襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)形式并決定其拼裝裝方法。拼裝方法重臂拼裝或拱拱托架拼裝；；通縫拼裝（管片的的縱縫環(huán)對(duì)齊齊）或錯(cuò)縫拼裝；螺栓聯(lián)結(jié)的管片或無(wú)螺栓聯(lián)結(jié)的砌塊等。按其程序可分分為“先縱后環(huán)””和“先環(huán)后縱””。采用舉重臂拼拼裝管片的原原則應(yīng)是自下下而上，左右右交叉，最后后封頂成環(huán)。。6.4裝配式圓形襯襯砌構(gòu)造“管片”是建成隧道后后的永久性支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足足強(qiáng)度要求、使使用要求；施工階段須裝裝配簡(jiǎn)便、容易替換、承受盾構(gòu)千斤頂頂頂力及其它施工荷載。箱形管片平板形管片帶肋管片的材材料長(zhǎng)期以來(lái)來(lái)多為鑄鐵（（見(jiàn)圖6-6c）和鋼。環(huán)寬與厚度國(guó)內(nèi)外常用的的環(huán)寬是750~1000m；曲線段推進(jìn)時(shí)時(shí)設(shè)有楔形管管片，按隧道道曲率半徑計(jì)計(jì)算；管片厚度一般般為250~600mm。分塊大斷面隧道可可分成6~8~10塊，小斷面可可分為4~6塊。管片的最大弧弧長(zhǎng)一般不超超過(guò)4m，管片愈薄其其長(zhǎng)度應(yīng)越短短。拼裝型式一般有通縫、、錯(cuò)縫拼裝兩兩種?？v縫環(huán)環(huán)對(duì)齊齊的稱(chēng)通縫，適用于需要要拆除管片修修建旁側(cè)通道道或結(jié)構(gòu)需要要比較柔的情情況下，以便便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)處理?？v縫互相錯(cuò)開(kāi)開(kāi)，對(duì)稱(chēng)錯(cuò)縫，其優(yōu)點(diǎn)在于于能加強(qiáng)圓環(huán)環(huán)接縫剛度，，使圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)可近似地按均均質(zhì)圓環(huán)等剛剛度考慮，因此使用較普遍的，缺點(diǎn)是錯(cuò)錯(cuò)縫拼裝容易易使管片頂碎碎。環(huán)、縱向螺栓栓環(huán)向螺栓根據(jù)接縫縫內(nèi)力情況可可設(shè)置成單排排或雙排。雙排：外排螺螺栓抵抗負(fù)彎彎矩，內(nèi)排螺螺栓抵抗正彎彎矩?？v向螺栓目的的是使隧道襯襯砌結(jié)構(gòu)具有有抵抗隧道縱向向變形的能力力，一塊管片設(shè)設(shè)3~4個(gè)螺栓。螺栓材料一般般采用高強(qiáng)度度合金鋼，直直螺栓。本講要點(diǎn)掌握氣壓大小小及耗氣量的的計(jì)算；了解圓形襯砌砌構(gòu)造;6.5內(nèi)力計(jì)算與管管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)6.5.1設(shè)計(jì)原則隧道襯砌費(fèi)用用占40%~50%，安全可靠、、經(jīng)濟(jì)合理。。本節(jié)重點(diǎn)介紹紹裝配式鋼筋筋混凝土管片片。1.滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度：：土層壓力力、水壓力以以及特殊荷載載，按梁式模型計(jì)算埋在土中中圓環(huán)的內(nèi)力和位移，以及管片（（如鋼筋混凝凝土管片）的的裂縫寬度限制等。覆土最深、頂頂壓與側(cè)壓相差最大處：按施施工階段和使使用階段荷載載最不利組合情況下計(jì)算，同時(shí)按使用階段與與特殊荷載階階段組合情況況下的管片強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算。覆土最淺處：斷面僅進(jìn)行使用階段和特殊荷載階段組合情況況下的管強(qiáng)度度驗(yàn)算。不同點(diǎn)2.滿足所提出的的安全質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)要求：裂縫開(kāi)開(kāi)展寬度，接接縫變形和直直徑變形的允允許量，隧道道抗?jié)B防漏指指標(biāo)，結(jié)構(gòu)安安全度，襯砌砌內(nèi)表面平整整度要求，，滿足使用要求的工作環(huán)環(huán)境，保持隧隧道內(nèi)部的干干燥和潔凈。。6.5.2內(nèi)力計(jì)算法飽和含水地層層中，因內(nèi)內(nèi)擦角φ值很小，主動(dòng)動(dòng)與被動(dòng)土壓壓力幾乎是相相等，結(jié)構(gòu)變形不能能產(chǎn)生很大抗抗力。假定：結(jié)構(gòu)可以自由由變形，不受地層約約束，認(rèn)為圓圓環(huán)只是處在在外部荷載及及與之平衡的的底部地層反反力作用下工工作.剛度折減采用錯(cuò)縫拼裝和通縫拼裝，接縫處的剛剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于于斷面部分的的剛度，與整體式等剛度度圓形襯砌差異更大。日本資料，接接頭剛度折減減速系數(shù)η，對(duì)鑄鐵管片片η=0.9~1.0；鋼筋混凝土土管片η=0.5~0.7?？傮w上，在飽飽和含水地層層中按整體式自由變變形勻質(zhì)圓環(huán)環(huán)的計(jì)算方法誤誤差可以接受受。特殊情況下：：當(dāng)土層較好，，襯砌變形后后能提供相應(yīng)應(yīng)的地層抗力力，則可按有彈性抗力力的整體式勻勻質(zhì)圓環(huán)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算算。常用的有日本本的和蘇聯(lián)的的假定抗力法法等。多鉸圓環(huán)方法法將接縫看作為為一個(gè)“鉸”，整個(gè)圓環(huán)變變成一個(gè)多鉸鉸圓環(huán)?；冢哼B接方法由剛性連接向向柔性連接過(guò)過(guò)渡。雖屬不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)，但因有有外圍土層提提供的附加約束和多鉸圓環(huán)的的變形而提供供了相應(yīng)的地層抗力，促使多鉸圓圓環(huán)仍處于穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)。多鉸圓環(huán)計(jì)算算圖式6.5.3荷載計(jì)算基本荷載（基基本使用階段段）、臨時(shí)荷荷載（施工階階段）和特殊殊荷載。1）基本荷載：：（1）土層壓力：：垂直土壓力、、水平土壓力力、（2）水壓力：（3）襯砌自重豎向土壓拱背土壓(104N/m)地面超載q3=1(104N/m)（日本資料））（當(dāng)隧道埋深深較淺時(shí)）拱背土壓水平荷重：即地層側(cè)側(cè)向主動(dòng)土土壓，由均均勻土壓p1和三角形土土壓p2組成:水壓力:頂部垂直向向下水壓力力底部垂直向向上壓力側(cè)向水平水水壓力水壓力的疊疊加襯砌自重(104N/m)勻布底部豎豎向力平均后的拱拱被壓力抵消后的平平均水壓力力平均后的豎豎向土壓力力平均后的自自重壓力2）施工階段段臨時(shí)荷載載(1)自重引起的的臨時(shí)荷載載臨時(shí)荷載隨隨盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)所產(chǎn)生，，一般來(lái)自自千斤頂頂力力和壁后注漿壓壓力。圓形隧道襯襯砌在到達(dá)基本本使用階段段前，它保保留著裝配配中由其自重作用所產(chǎn)生的受受力狀態(tài)，，它與基本階段所產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力之和，，不能超過(guò)容容許值。由下向上裝裝配的襯砌砌環(huán)，拱頂截面產(chǎn)生內(nèi)力最最大：?支承弧面所所對(duì)應(yīng)的中中心角1米寬襯砌自自重襯砌內(nèi)徑（2）管片拼裝及盾構(gòu)推進(jìn)引起的臨時(shí)時(shí)集中荷載載拼裝成環(huán)時(shí)時(shí)，管片制作精精度不高，端面面不平，擰擰緊螺栓時(shí)時(shí)往往使管管片局部產(chǎn)產(chǎn)生較大的的應(yīng)力，導(dǎo)致管片開(kāi)開(kāi)裂?；蛞蚱囱b管片誤誤差累計(jì)，當(dāng)盾盾構(gòu)千斤頂頂施加在環(huán)環(huán)縫面上，，特別是偏心作用時(shí)，也會(huì)使使管片頂裂裂、頂碎。。鑄鐵管片，較薄的外外殼厚度加加肋逐步變變到突緣處處，承受約106N的盾構(gòu)千斤斤頂頂力。。改善的方法法是合理選選擇管片型型式，提高鋼模制制作精度和和管片混凝凝土強(qiáng)度。。在拼裝管片片時(shí)提高拼拼裝質(zhì)量。。采用錯(cuò)縫拼裝也是較好的的辦法。管片壓漿因因局部凝集在一個(gè)區(qū)域域內(nèi)所造成成的圓環(huán)變變形和集中中荷載。。荷載大小難以確確定，只能通過(guò)過(guò)采用附加安安全系數(shù)，以保證襯襯砌結(jié)構(gòu)的的安全度。。3）特殊荷載載階段特殊荷載是是一種瞬時(shí)時(shí)性的，作作用時(shí)間短短的動(dòng)力荷荷載，往往往是控制制襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)關(guān)鍵，在在某些地區(qū)區(qū)還要考慮慮地震力作作用。結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)計(jì)算一般可可用等靜載法，按彈性或或彈塑性工工作階段進(jìn)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法與只承受靜靜載的結(jié)構(gòu)構(gòu)相同。并可適當(dāng)提高高材料強(qiáng)度度和降低強(qiáng)強(qiáng)度安全系系數(shù)。本講要點(diǎn)理解盾構(gòu)計(jì)計(jì)算的原則則；掌握盾構(gòu)的的荷載計(jì)算算方法。6.5.4襯砌內(nèi)力計(jì)計(jì)算1）自由變形的的勻質(zhì)圓環(huán)環(huán)計(jì)算彈性中心法法計(jì)算由于結(jié)構(gòu)及及荷載對(duì)稱(chēng)稱(chēng)，拱頂剪剪力等于零零，屬二次超靜定定結(jié)構(gòu)。力法方程為為：推導(dǎo)過(guò)程圓環(huán)中任意意截面上的的內(nèi)力可由由下式得到到：設(shè)計(jì)時(shí)可直直接利用這這些公式，，也可詳見(jiàn)見(jiàn)表6-3，2）考慮土層產(chǎn)生側(cè)側(cè)向彈性抗抗力的勻質(zhì)質(zhì)圓環(huán)計(jì)算算當(dāng)外荷作用用在隧道襯襯砌上，一一部分襯砌砌向地層方方向變形，，使地層產(chǎn)產(chǎn)生彈性抗力。彈性抗力的的分布規(guī)律律很難確定定，采用假定彈性抗抗力分布規(guī)規(guī)律法，如日本的三角角形分布，原蘇聯(lián)O·E、布加耶娃娃的月牙形形分布（水工隧洞洞中常常采采用），以以及二次、、三次拋物物線分布等等方法。（1）日本按三三角形分布布彈性抗力力的方法按溫克列爾局局部變形理論，假定定土層側(cè)向彈彈性抗力PK=K·y。實(shí)際變形量量圓環(huán)抗彎剛剛度接頭剛度折折減系數(shù)，，取0.25~0.8。K為地層側(cè)向向壓縮系數(shù)數(shù)（2）前蘇聯(lián)布布加耶娃法法PK=-Kyacos2PK=Kyasin2+Kybcos2起始位置四個(gè)未知數(shù)數(shù)x1