盾构相关小知识（4）：等腰梯形转弯环特点

1   成都轨道交通19号线二期工程管片介绍

成都轨道交通19号线二期工程采用普通环管片对设计隧道平纵曲线拟合，普通环管片分为直线环、左转弯环、右转弯环三种管片，每环管片由七块管片组成，四块标准块（B），两块邻接块(L)，一块封顶块(K)，由盾构上的拼装机拼装成一个整环，内径7500mm，外径8300mm，管片厚度为400mm。右转弯环管片组成如图1。转弯环截面为等腰梯形，最大楔形量为40mm，管片幅宽1800mm。

图1 右转弯环管片示意图

2   转弯环偏离值的计算

对于等腰梯形转弯环，选择转弯环管片可以转弯，选择直线环管片也可能在转弯。如下图所示，第一环为直线环，第二环拼装转弯环，第三环拼装直线环。第二环转弯环前点中心相对第一环的中心线偏离一定距离，第三环直线环前点中心相对第二环也偏离一定距离。主要原因是第二环转弯环后点的楔形量起转弯作用，体现为第二环前点中心相对第一环的中心线延伸线偏离了一定距离；第三环直线环拼装后第二环转弯环前点的楔形量起转弯作用，表现为第三环前点中心相对第二环的中心线的延伸线偏离了一定距离。根据楔形量、管片长度与管片外径等相似三角形计算可推导出管片前点中心相对上一环管片中心的偏离值（当上一环管片中心与盾尾中心重合时，也就是管片盾尾间隙的变化值）。

转弯环楔形量转弯作用示意图

设转弯环管片楔形量为&=40mm，管片外径为Φ_外=8300mm,管片宽度为L=1800mm，求管片前端点相对于上一环管片中心线的偏离值L_偏：

L_偏=&L/（2Φ_外）=40*1800/(2*8300)=4.34mm

3  等腰梯形转弯环特点总结

综上所述，等腰梯形转弯环的转弯能力一半作用在转弯环上，转弯能力的另一半作用在下一环上，转弯环的前端面中心点与上一环中心线延长线的垂直距离和直线环前端面中心点与上一转弯环中心线延长线的垂直距离相等。当转弯环与直线环比例按1：1拼装时，每一环管片都在转弯。