第36卷第6期 2 0 1 0年2月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECrURE V01.36No.6 Feb.2010 ・313・ 文章编号:1009—6825(2010 J06—0313—03 隧道施工影响范围内房屋容许变形值的计算 刘洪涛 摘要:根据房屋实际损坏情况,结合隧道施工房屋损坏评定标准,将房屋简化为深梁计算模型,使初始裂缝的发展与挠 度比联系起来,基于结构潜在的变形模式与材料的临界拉应变,给出了建筑结构容许变形值的计算方法。 关键词:隧道,施工,房屋,影响范围,变形值 中图分类号:U452.2 文献标识码:A 目前,在城市地铁隧道施工中,一般规定引起的允许地面沉 或扭转角 ,定义倾斜值 时两参考点直线的旋转角;9)平均水 降值为30 lnln,隆起值为10 mm;地面附加倾斜不得超过1/300。 平应变£h,定义为基础长度的改变乩/L。 实际上,这些值往往是由专家们根据经验规定的,是临时性的,缺 乏理论依据,至少是不完善的。建筑物由于结构形式、基础类型、 目前的研究中,对于构筑物的扭转变形没有定义。 以上就是目前被广泛采用的构筑物变形概念。由于在工程 建筑尺寸、荷载情况、建造时期和使用情况、功能和重要性等的不 实践中要量化以上全部参数是困难的,而挠度比DR、平均水平应 同,具有不同的承受荷载作用和变形的能力,因此,必须根据其建 变0^对评价房屋的潜在破坏最重要,所以目前主要采用这两个 筑物的实际情况来确定相应的变形控制指标。本文根据房屋的 指标来量化房屋的变形状况。 实际损坏情况,将房屋简化为深梁计算模型,从而使初始裂缝的 2隧道施工房屋损坏评定标准 发展与挠度比联系起来,基于结构潜在的变形模式与材料的临界 国外根据实际工程和试验将房屋损坏评定标准分为3类:1) 拉应变给出了建筑结构的容许变形值的计算方法。 视觉损坏:当结构物出现大于1/250的偏移时,视觉上就可以察 1房屋变形评价指标 觉到,当然这种感觉具有主观性,表1中破坏等级0~2属于视觉 文献[1]为了定量地描述隧道施工引发的建筑物变形,提出 损坏范围。这种损坏也可以由于温度变化、装修等其他原因造 了9个参数来计算结构的变形。它们依次是:1)沉降S 定义各 成。2)功能损害,表1中破坏等级3~4属于功能破坏。该类破 点的竖向位移;2)差异或相对沉降, 两点之间的沉降差;3)转 坏往往都是由于土体位移引起的。3)稳定性损坏,破坏等级5。 角或斜率0,为连接构筑物两点直线的斜率变化;4)角应变a,正 国外学者将极限拉应变作为损坏分级标准,而极限拉应变是 号代表变形曲线下凹,负号代表隆起;5)相对挠度△,为相对于连 结构物开裂破坏的直接衡量标准,其他标准均是由它衍生而来的。 接构筑物两点直线的最大沉降;6)挠度比DR=A/L,为相对挠 对于砖石结构,文献E21认为关键应变e 在0.05%~0.1% 度与两点距离的比值;7)倾斜 ,构筑物的刚体转角;8)相对转角 范围之间;对于混凝土结构,关键应变garit在0.03%--0.05%范围 换B2块下尾刷,拆除B3块,依次拼装 块,更换 块下尾刷,这 4结语 样,尾刷在360。范围内都检查更换完毕,最后依次拼装 块,Ll 在盾构掘进过程中盾构尾刷更换是不常见的,但是,随着各 块,封顶块F,完成整环拼装,本次更换尾刷完成。此方法更换尾 类长大隧道工程的数量不断增多,尾刷技术更换近年来也成为盾 刷简单方便,流水施工,实际操作性强,检查更换的效率高。 构长距离掘进技术的关键,盾尾刷更换技术总体趋向成熟,但随 3.4盾尾刷切除焊接及盾尾油脂涂抹 着盾构机的类型、品牌不同、管片类型、地质条件复杂性、施工方 管片依次拆除后,对原盾尾刷进行检查,最好采用全部更换 的管理与技术水平,盾构尾刷更换还有许多难以预料的困难,要 的办法,切除完成后,仔细检查并清洗干净,开始焊接新盾尾刷, 求我们工程技术人员对尾刷更换工作思想上高度重视,深入分析 盾尾刷安装顺序为依次搭接安装,在最后1块焊接时,尾刷稍宽, 其特点,采取有针对性措施,是盾构尾刷成功更换的关键。 经过仔细量测后按尺寸切除,确保两块尾刷之间有足够搭接长 参考文献: 度。在盾尾刷全部焊接完成后,必须经过质检工程师验收后,才 [1] 竺维彬,鞠世健,史海欧.广州地铁三号线盾构隧道工程施 可开始进行盾尾油脂涂抹工作,涂抹时分层将钢丝刷拨开后填入 工技术研究[M].广州:暨南大学出版社,2007. 国科学技术出版社,2006. 鞠世健.复合地层中的盾构施工技术[M].北京:中 油脂,涂抹后每层油脂填塞饱满,不掉落、不漏涂。检查油脂注入 [2]竺维彬,孔是否畅通。须经工程师检验全部合格后进行管片拼装。 On analysis of changing tail brush technology in shield tunneling XIAO Zheng-mao Abstract:Taking Herrenknecht¥206 shield boring machine as an example,the paper introduces the change technology of shield tail sealig ntechnology,illustrates the change steps for the shidd tail brush,and points out there are many unexpected difficulties in the s}lield tail brush, SO the high attention of all technological personnel is needed on changig working thoughts,and int deeply analyzes its characteristics,and adopm Some measuz es.so as to ensure the successful ch ̄ge of the shield tail brush. Key words:shield tail brush,change,boring 收稿日期:2009—10—30 作者简介:刘洪涛(1974一),男,工程硕士,工程师,海军上海基地,上海200083 ・ 314 ・. . 第32 0 6卷 1 0年2月 者 山 西 建 筑之间。由于文献[2]发现这些关键应变 ̄crit值比拉伸破坏所对应 的拉应变值大,于1977年,为了考虑不同材料结构的使用极限状 含=(0 B2+1)ea,一 (3) 态,文献[3]用极限拉应变e 替代了关键应变e 。 但是,对于实际的房屋结构,基础对其变形有明显的抑制作 文献[1]与文献[4]通过观察由隧道开挖所引起结构的沉降 用。因此,中性轴位于梁的底部更接近实际。因此,可将式(2), 值,对框架结构的极限拉应变进行了修正,并将框架结构的极限 式(3)改为以下方程:应变与房屋结构破坏等级所对应。 表1砖石与砌体结构的损坏分级表 破坏 严重 分级 程度 O 可忽略 1 百A=(0O83百B+13百H)e6,一.. (4) (5) B=(0.o64 B2+1)ed,典型的破坏描述(修复的容易性用斜体字表示) 发丝细的裂缝,细约0 1 n 一 此外,根据材料力学应变的定义可知,房屋受隧道开挖的影 非常 细裂缝,正常的装修即可处理。损坏一般仅限于内墙饰面。近 轻微 距离的观察将会在砖石外墙发现一些裂缝。典型的裂缝宽度 可以达到1 Hm 响所产生的水平拉应变为: e = (6) 2 裂缝可以很容易的填充,可能会需要重新装修。新发生的裂缝 轻微 可能会被适当的内村所覆盖,从外部可能看到裂缝,为保证密 闭性,可能需要重新勾缝。门窗可能会有轻微的启闭困难。典 型的裂缝宽度可以达到5 m 裂缝贯穿并可以堵住。砖石外墙的重勾缝,可能使一小部分砖 中等 石需要重新砌筑。门窗启闭困难。供水管可能开裂。建筑物 的密闭性变差。一般裂缝为5 nⅡn~15 ri2r ̄或大于3 rnm 其中,e^为房屋产生的水平拉应变;Al为房屋产生的水平变 形量;B为房屋拉伸方向的几何尺寸。 由以上分析可知,将所得的房屋的容许拉应变代人式(4)~ 3 式(6)可得房屋容许的沉降差△和容许水平变形量△2。其具体 步骤流程见图2。 4 需要大修,包括打断和重新砌筑一部分墙体,特别是在门窗之 严重 上的墙体,门窗框变形,地板产生明显斜坡。墙体倾斜或凸出 明显,粱承载能力减弱。供水管断裂。典型的裂缝宽度为 15 am-r-25 m之间,但是也取决于裂缝的数量 此类破坏需要大修,包括部分或完全重建。梁丧失承载能力, 非常 墙体倾斜严重并需要支撑。窗户由于扭曲而破坏。有失稳的 严重 危险。典型的裂缝宽度一般大于25 rtlnl,同时也取决于裂缝的 数量 5 注:裂缝宽度仅仅是对损坏分级评价的一个方面,不能单独使用作为分级标准 图2 房屋容许变形值确定流程图 4结语 本文通过参考国外房屋损坏评定标准,将视觉破坏作为控制 标准,再根据房屋的具体情况确定房屋在隧道开挖前的损坏等 级,从而确定房屋的容许拉应变;然后将房屋简化为深梁计算模 型,建立初始裂缝的发展与挠度比的内在关系;最后基于结构潜 一 ====== 二7梁挠度 拉应变引起的开裂 在的变形模式与材料的临界拉应变给出了房屋的容许变形值的 计算公式。本文对隧道施工影响范围内房屋变形容许值的计算 提供了理论依据和重要的参考价值。 参考文献: [1 J Burland.J.B..1995.Assessment of risk of damage to buildings due to tunnelling and excavation.Invited Special Lecture.In:1st Int.Corf.∞EanhqI1ake Gmteeh.Engineering,IS Tokyo 95. 对角应变引起的开裂 图1 简化梁在不同变形模式下的开裂 2 J Burland.J.B.,Wmth.C.P..Settlement of buildigsn and a88o— 根据该计算模型,对于中间受载梁,其既有剪切变形和弯曲 【变形的挠度计算公式为: △:ciated damage.Page.611—654 of:Proe.Conference‘Settlement 焉(1+ ) (1) [3j Burland.J.B.,Broms.B.B.,de Mello,V.F.B..Behaviour of foundations and structures.9th Int.Conf.Soil Mech.and of structures’.Pentech Press,London,1974:611-654. 其中,△为梁的挠度;E,G分别为弹性梁的弹性模量和剪切 模量;P为梁的中心荷载;B,H分别为梁的宽度和高度。 0.3,可得E/G:2.6。如果中性轴位于梁的中部,式(1)可将挠 度比改写成分别关于极限纤维应变和最大对角应变的关系式: Found.Eng.,1977(2):495—546. tion-induced settlement.Journal of Geotech.Engineerig,AS— n对于各向同性弹性材料,E/G=2(1+v)。假设泊松比 = [4 J Boscardin.M.D.,Cordig.E.nJ..Buildig nresponse to excava— CE,1989,115(1):1—21. 鲁=(0.167百B+0.65詈)e ,一 (2) [5] 张东明,李慧谦.浅谈隧道施工的安全管理[J].山西建筑, 2009。35(1):315—316. 第36卷第6期 2 0 1 0年2月 山 西 建 筑 V01.36 No.6 SHANXl ARCHITECTURE Feb.2010 ・315・ 文章编号:1009.6825(2010}06.0315—02 客运专线DXZ32/900下承式移动模架施工工法 吴 壮 摘要:介绍了DXZ32/900下承式移动模架施工工法的特点,具体阐述了该工法施22_72艺流程及施工要点,并提出了施 工过程中的质量控制措施,结合具体实例指出该工法具有较强的实用性、技术先进性,值得推广。 关键词:客运专线,下承式移动模架,施工工法,工艺流程,质量控制 中图分类号:U445.463 文献标识码:A 1概述 为测试移动模架的工作状态,移动模架拼装好后,先进行调 近年来,随着我国铁路建设的飞速发展,移动模架制梁已成 试,并进行加载预压试验,以消除移动模架的非弹性变形,测算出 为我国铁路标准跨度梁的主要施工方法之一,在国内多条客运专 施工荷载时的弹性变形,作为预拱度设置的基础。 线施工中得到应用。DXZ32/900下承式移动模架主要是针对铁 3.2.3底模、外侧模调整及预拱度设置 路客运专线双线整孑L桥梁施工而研制的施工设备。中铁六局集 箱梁的底模、外侧模均采用钢模板,模板要求接缝严密,相邻 团在《客运专线900t箱梁移动模架施工技术研究》课题成果的基 模板接缝平整,接缝处贴胶带密封,防止漏浆,并在模板面板上涂 础上总结提炼形成了该工法。 刷脱模剂,保证混凝土表面的光洁和平整度。模板涂刷脱模剂 2工法特点 后,应当注意避免污染模板表面。模架预拱度的设置主要是考虑 1)该工法不需要占用箱梁预制场地,不需要大吨位的运输及 钢箱梁承重后引起的弹性变形。预拱度的设置主要是由模板桁 起吊设备,不需要进行地基处理,施工环节少。2)DXZ32/900型 架的竖杆长度变化来实现。当侧模及底模安装就位后,调整各支 移动模架采用下承式结构,利用桥墩来支撑托架,具有良好的稳 点竖杆以调整模板纵向标高,使钢箱模板处于浇筑混凝土时的正 定性。3)移动模架的升降、横向开合及纵移过孔均利用液压系统 确位置,与此同时设置好预留拱度。在施工中,要根据箱梁张拉 进行控制,行走平稳且安全可靠,各支腿能够自行过孔就位安装, 后的上拱度及时调整预拱度参数。 极大地降低了劳动强度,同时也提高了施工效率。4)支腿设置横 3.2.4绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道安装 向移位油缸,便于调整主框架位置和曲线过孔作业。5)移动模架 1)钢筋在使用前,进行调直和除锈,保证钢筋表面洁净、平 内、外模分离及整体过孔,无需多次拼装和预压,施工周期短。6) 直、无局部弯折;钢筋的加工制作在加工车间严格按设计图进行, 可适用于多种标准跨度梁体的浇筑,设备通用性好。 成品编号堆码,以便使用。2)将加工好的钢筋运至模板内,按设 3施工工艺流程及施工要点 计图放样绑扎,在交叉点处用扎丝绑牢,必要时采取点焊,以确保 钢筋骨架的刚度和稳定性。3)钢筋绑扎按设计及施工规范要求 3.1 工艺流程 进行。4)钢筋绑扎接近完成时,要按设计图要求的位置设置定位 移动模架拼装一移动模架预压一底模、外侧模调整及预拱度 筋以保证穿波纹管质量,纵向预应力管道定位筋宜与腹板钢筋焊 设置一绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道安装一内模及其撑杆安 接。5)为保证定位效果,定位筋设置的数量在直线段应不小于 装一顶板钢筋绑扎一箱梁混凝土浇筑一混凝土养护一预应力张 50 CiTI设置一处,转角处应加密,一般宜为10 cm设置一道,若波 拉及管道压浆一落架脱模、横向开合及纵移一移动模架拆除一单 纹管与梁体钢筋相冲突,可适当移动梁体钢筋,保证波纹管位置 孔梁施工验收。 正确。6)波纹管必须顺畅无破口,不得凹凸不平,接头部分要用 3.2施工要点 大一号波纹管套接,用胶带纸裹紧。7)钢绞线穿束宜提前编号, 3.2.1移动模架拼装 在波纹管安装完成后内模安装前穿束,如此可以在穿束完成后检 将移动模架前后支腿支承于桥墩承台上,按照设计吨位张拉 查波纹管是否仍完好无损,如有破口,则根据破口大小,分别采取 锁定精轧螺纹钢筋拉杆,在主梁节点处设置用型钢框架(或钢管 胶带缠绕或加套管包扎。穿完束后,钢绞线外露部分用塑料带包 筒、混凝土墩)制作的临时支墩,采用2台50 t,1台25 t吊机进行 缠加以防护,避免沾上水泥及锈蚀。 主梁及模板系统安装。 3.2.5内模及其撑杆安装 3.2.2移动模架预压 内模采用组合钢模,用可调杆连接,在首跨施工时,采用汽车 Calculation of house allowable deformation value in the influence range of tunnel construction LIU Hong-tao Abstract:According to the practical house damage situation,with the house damage evaluation standards in tunnel construction,the paper simplifies the house to be the deep beam calculation model,making the relationship between the developments of initial crack and the deflection ratio.And based on the critical tensile strain between the materilas and the potentila deformation modeI of structure,the calculation method of allowable deformation value of buildign structure iS propo ̄d. Key words:tunnel,construction,house,influence range,deformation value 收稿日期:2009—11—06 作者简介:吴壮(1977一),男,工程师,中铁六局集团有限公司桥隧分公司,北京100084