Page 105 - 工程施工技术应用及管理

第四章 隧道工程施工

际工程。地层—结构模型的计算方法可分为解析法和数值法。其中解析法只适用
于均匀介质中的圆形隧道，且只能计算若干典型工况，一般采用收敛—约束法、
特征曲线法或剪切滑移破坏法。除简单边界条件的圆形洞室有较严格的解析解外，
其他断面形状的洞室可采用有限元法或其他数值方法计算弹性、弹塑性或粘（弹）

塑性的隧道地层结构。

二、盾构工法设计

盾构工法主要是通过盾构及内部的土压力或者泥水压力与作业在开挖面上
的土压力和水压力保持平衡的方法取得开挖面的稳定，同时使用坚固的盾构外壳

支撑着隧道周边地层，在盾构内部进行开挖和衬砌的施工，通过重复这样的过程
建造隧道的一种施工方法。盾构隧道设计主要包括管片设计，盾构选型及其始发
到达井的设计，盾构的构造及设计等。

（一）盾构隧道管片选定及设计盾构管片设计
一般是通过容许应力设计法来进行的，主要依靠经验进行。极限状态设计
法可以依据安全系数直接考虑荷载及材料的不均一性及不确定性，且已逐渐开始
在盾构管片设计中应用。盾构隧道的衬砌通常由一次衬砌与二次衬砌组成，其中
一次衬砌是由管片在接头处通过螺栓连接而成的，二次衬砌是在一次衬砌内侧现

浇混凝土而成。对于管片的设计，要根据不同的地质条件，选择合适的管片类型、
接头方式，还需要按隧道的横断面方向及纵断面方向分别来进行设计。管片作为
一次衬砌必须具备极强的密封防水性能。目前中国对于二次衬砌的设计及应用并

不广泛，但其在修正偏离中轴、防水、防腐蚀、防震，抗浮加重及补强加固等方
面都有极大的作用。
1. 管片类型、接头方式的选择
盾构隧道的管片按材质及形状分类，主要有钢管片、球墨铸铁管片、钢筋
混凝土管片和复合型管片等。管片种类的选定必须充分考虑对象隧道的用途及地

基条件。这些种类的管片在工程中均已得到广泛应用，如在武汉地铁越长江盾构
隧道江中段联络通道中，钢管片可作为主隧道（柔性结构）与联络通道（刚性结
构）的连接部位；球墨铸铁管片具有管壁薄、韧性好、强度高、耐腐蚀等优点，

这种新型材料也将逐渐应用盾构隧道建设中；南京长江隧道采用了钢筋混凝土平
板型预制管片。管片接头方式包括对接方法与紧固方法。管片对接方法主要有全

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