小直径盾构小曲线转弯设计及转弯模拟试验
2021-09-30廖兆锦董亚岭胡燕伟高文梁
廖兆锦,董亚岭,胡燕伟,高文梁,韩 博
(中铁工程装备集团有限公司,河南 郑州 450016)
在国内隧道施工中,小曲线转弯半径(以下均指左右转弯)均单指所在施工区间线路内圆弧最小半径,即称为最小曲线半径。在地铁隧道施工中,针对150m、200m 和300m 小曲线半径盾构设计及应用相对比较成熟;而转弯半径100m以下的盾构设计和隧道施工,在国内城市轨道交通地下空间应用相对比较少[1~2]。伴随城市快速发展,市政管线和城市综合管廊应用需求增多[3],由于成本、工期、施工条件等因素限制,城市综合管廊均为小曲线、小直径隧道。采用小直径盾构开挖综合管廊隧道具有不影响城市地面交通、城市居民正常生活及获得好的施工质量和高施工速度等特点,因而得到推广应用[4~7]。
根据国内已使用小直径盾构案例,适应的管片内径规格有D=2.44m、3m、3.4m、3.5m、3.6m、3.8m、4m,国外该直径系列盾构市场非常成熟,如:日本2003 年~2012 年3~6m 工程案例316项,小于3m 工程374 项,海瑞克2016 年小直径盾构出厂95 台,已经达到批量化生产[8~9]。在小直径盾构施工案例中,根据隧道曲线,国内自主设备采用R100m 小曲线转弯鲜有提及,而实际采用日本IHI、JTSC 以及海瑞克的小直径盾构。国外盾构公司已经研制了大量的微型盾构应用于微小直径隧道的施工,在小直径盾构小曲线转弯的关键技术研究和应用上,尚被国外厂家垄断。国内小直径盾构的研究和国产化存在欠缺[10]。
为解决国内小直径盾构国产化的空白,本文根据实际项目需求,借鉴国外盾构厂家的优点,突破小直径盾构关键技术难点,对小直径盾构进行针对性设计,突破小曲线整机研制的通用关键技术,设计具有自主知识产权的国产小直径盾构整机。……
