文档介绍：盾构隧道设计基本概念
1盾构管片的几何设计
隧道的中线是由直线及曲线组成。设计常常采用楔形衬砌环（见图1-1）,来实 现盾构隧道在曲线上偏转及纠偏，楔形衬砌环最大宽度与最小宽度之差称为楔形 量。一是，由于重力的因素，竖曲线实施时更易出现错台或张开现象，进而引起 破损或漏水。因此，应重视在有竖曲线情况下的管片排版情况。
隧道内轮廓的内涵
表1-2不同用途的隧道断面考虑的问题
隧道用途
内轮廓概要
二次衬砌施作目的
坡度
排水管道
基本上都是将整个内空断面作 为可用空间
进行内面装修确保粗糙系数；
防止向隧道内侧漏水、防止一次
衬砌劣化；
修正盾构的曲折掘进
管渠内流速最低
~,最高
3m/So
给水管道
在内空断面内设置水道管与管 理用通道
防止向隧道内侧漏水；
修正盾构的曲折掘进
电力
设置电缆、电缆架及管理用通道
防止向隧道内侧漏水；
一般不受限制
日本:2021,27%下
通讯
设置电缆、电缆架及管理用通道
防止向隧道内侧漏水；
铁路
除了车辆的建筑限界外,还设置 管理用通道、架线及电气设备与 通信设备等
防止向隧道内侧漏水；
修正列车产生的振动及噪声； 修正盾构的曲折掘进
燃气管道
设置燃气导管，在与内空断面之 间的空隙之中多半都用砂或混 凝土填充
基本上用砂浆等填充；
道路
除车辆的建筑限界之外,还设置 换气管道、换气用设备、避难及 管理用通道、电气与通信及防灾 设备等
防止火灾破坏一次衬砌； 防止向隧道内侧漏水；
修正盾构的曲折掘进
地下河
基本上都将整个内断面作为可 用空间使用
基本上不施作二次衬砌
地下贮留管
基本上都将整个内断面作为可 用空间使用
进行内表面装修，确保粗糙系数；
防止向隧道内侧漏水；
修正盾构的曲折掘进
注:二次衬砌还有补强加固管片的作用。
盾构隧道净空在具有与用途相适应的形状和大小的同时，还应考虑施工因素 来决定。其标准断面形状为圆形。隧道大小的计算如下：
D=2（Rl+tl+t2+t3）
式中,一隧道外径；
Ri——不同用途的必要内空断面的半径；
ti——二次衬砌的厚度（按其目的,一般为20210cm）；
t2一施工余量（考虑盾构掘进时的曲折行进及拼装误差等当实施二次衬砌时，也 有时将这些余量包括在二次衬砌厚度中）；
t3——一次衬砌厚度。
对于地铁隧道，选择单洞双线隧道还是双线单洞隧道时，要根据沿线条件、障 碍物、地形及地质、地下车站规划等条件进行综合地论证。净空断面除考虑建筑 限界之外,还要考虑轨道结构、维修躲避通道、车辆电缆、信号通讯、照明通风 等附属设备所需的空间和盾构施工误差（上下、左右偏差、变形和下沉等）,施工误 差一般为 50~150mm。
对于公路隧道，除要按照规定的公路级别考虑建筑限界之外，还需要考虑一定 的富余量（如检修通道、照明设备、防灾设备、监视设备、通风设备（如射流风机）、 内装修和附属设备的空间）和盾构施工误差来确定。施工误差一般为50~150mm, 并结合施工条件来确定，公路隧道断面布置如图1-7所示。
图1-7公路隧道断面布置效果图
通常,公路隧道中会考虑在一定的间隔设置紧急停车带而缩小路面宽度或变 更断面尺寸,由于盾构隧道施工时不能更改断面，因此在净空断面拟合时,还需综 合地考虑隧道的耐久性、施工性和经济性。
盾构隧道断面增大，造价增加,结构自稳性会变差；但从长期考虑，较大的断面 对通行能力或使用性能方面有很大的发展和富裕空间。
管片是事先在工厂制作好的预制件，在构筑隧道时
管片分块
运至现场并拼装成环。管环通常由A型管片（标准块）、
较少的管片分块具有降低施工制造成本、加快拼
B型管片（邻接块）和K型管片（封顶块）构成（见图1-8）。 通常，随着盾构直径的增大,管片分块数量增加。
装速度和衬砌提局止水性能等优点，但是单块管片尺寸 图1-8管片的构成图
和重量将会增加，给管片搬运和拼装等施工带来诸多问
题。另外,从结构受力和变形的角度看，不同的分块形式（分块数量、管片大小的差 异、K块大小等）对结构分析也有一定的影响，因此设计中应对管片分块数量以及 形式进行综合地研究。
日本曾对近2021建的100多条盾构隧道统计表明，对于钢筋混凝土平板型管 片，外径在5~7m的分块数量为5~7块，以6块居多；~；标准块 的重量多为20210kN；分块数为6~。~。。
内部结构的建立
公路隧道除了管片结构设计外，还要考虑行车道板的结构设计,通常考虑轮载 的最不利位置