如何进行盾尾间隙判断和管片选型？

1.管片选型的影响因素

1）盾构机盾尾间隙的影响

盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。

如果盾尾间隙过小，则盾构机在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦，增加盾构机向前的阻力和造成管片压坏引起隧道渗漏水，同时盾尾密封效果减弱造成盾尾漏浆。

2）推力油缸行程和铰接油缸行程差对管片的选型影响

盾构机是依靠推力油缸顶推在管片上产生的反力向前掘进的，推力油缸按上、下、左、右四个方向分成四组，每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反映了盾构机与管片的平面位置之间的空间关系，可以看出下一个掘进循环盾尾间隙的变化趋势。当管片平面不垂直于盾构机轴线时，各组推进油缸的行程就会有差异，当这个差值过大时，推进油缸的推力就会在管片环的径向产生较大的分力，从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应该拼装转弯环，在两个相反的方向上的行程差值超过40 mm时，就应该拼装转弯环来进行纠偏。通过转弯环的调整左右与上下的油缸行程差值就控制在30 mm以内，有利于盾构掘进及保护管片不受破坏。

铰接油缸可以被动收放，有利于曲线段的掘进及盾构机的纠偏。同样铰接油缸的行程差也影响管片的选型。这时应将上下或左右的推进油缸行程差值减去上下或左右的铰接油缸行程差值，最后的结果作为管片选型的依据。

2.管片选型原则

管片选型的原则有三个：管片选型要适合隧道设计线路、管片选型要适应盾构机的姿态、根据现有的管模数量和类型及生产能力。

1）管片选型要适合隧道设计线路

根据隧道的埋深和地质状况，管片分为A、B、C三类。

根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向，管片分为标准环、左转环、右转环三类，其示意图见图8.6.3。

图8.6.3　管片示意图

直线上选标准环，左转曲线上选左转环，右转曲线上选右转环。其中转弯环数量的计算公式如下：

根据圆心角的计算公式：(www.xing528.com)

2）管片选型要适应盾构机的姿态

管片是在盾尾内拼装，所以不可避免地受到盾构机姿态的约束。管片要尽量垂直于盾构机轴线，让盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。同时也要兼顾管片与盾尾之间的间隙，避免盾构机与管片发生碰撞而破损管片。当因地质不均、推力不均等原因，使盾构机偏离线路设计轴线时，管片的选型要适应盾构机的姿态。盾构管片选型适应盾构机姿态见图8.6.4。

图8.6.4　管片选型适应盾构机姿态

根据盾构机姿态选管片的计算方法如下所述。

因推进油缸、铰接油缸安装在中盾上，反力支座在同一部位，所以推进油缸的行程差减去铰接油缸的行程差是管片要校正的偏移量。

盾构机油缸的行程差大于5 mm时，需要选楔形环，下一环所选楔形环管片的最大楔形量应处于右上方，管片走向应左向下，即要选左转环10点或右转环4点。

如果盾尾和管片都处于真圆状态，上下盾尾间隙之和及左右盾尾间隙之和分别等于150 mm。所选管走向应使盾尾间隙趋于均等。

通过盾尾间隙判断，下一环管片走向应该是右下方，即选右转环11点或10点。

但行程差判断下一环管片走向应是左下方。综合考虑油缸行程差和盾尾间隙，管片应拼向下，或向右下方，那么只能从右转11点和10点两个里面选一个不通缝的点位。

在进行管片选型的时候，只有盾尾间隙接近警戒值（60 mm）时，才根据盾尾间隙选择管片。