摘 要：隧道盾構(gòu)施工技術(shù)水平的提升使得隧道的直徑也呈現(xiàn)出不斷增加的變化趨勢，為進(jìn)一步提高隧道質(zhì)量，本文以大直徑襯砌管片模具作為主要研究對象，通過對大直徑襯砌管片模具的精度要求和工藝改進(jìn)方式進(jìn)行分析，進(jìn)而對所設(shè)計(jì)模具的產(chǎn)品檢驗(yàn)與振動(dòng)方法展開了深入研究。研究結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的大直徑襯砌管片模具可操作性較強(qiáng)，具有良好的使用和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大直徑襯砌；管片模具；振動(dòng)器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.018

1 工程概述

南京緯三路過江隧道位于南京長江隧道與長江大橋之間，是雙管雙層的八車道X形隧道，南北線全長分別為7363m和7014m，隧道為上下兩層，上層是江北至江南方向，下層是江南至江北方向，每層隧道家均為單向二車道。

2 精度要求與工藝改進(jìn)

2.1 精度要求

管片模具的設(shè)計(jì)和制造對精度的要求較高，目的是使整個(gè)模具的重復(fù)合模具有較高的精度并確保模具具有較長的壽命，使其能使用1000R以上。通常情況下，地鐵模具的直徑大都在7m左右，而目標(biāo)隧道的內(nèi)外經(jīng)規(guī)格為14500×13300×600×2000。管片模具過以楔形量為24MM的楔形通用環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通用環(huán)共由10塊管片構(gòu)成，其中標(biāo)準(zhǔn)塊有7個(gè)，分別與2臺鄰接塊模具和1臺封頂塊模具相連組成通用環(huán)。各管片的重量大都在13t左右，各塊模具與相連后整體通用環(huán)精度的要求較高，具體如表1所示。

2.2 工藝設(shè)計(jì)

管片模具的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾方面分別進(jìn)行：（1）側(cè)模的改進(jìn)。以鉸連式翻轉(zhuǎn)開合模來充當(dāng)端模，確保模具的重量均集中在底架處，如此設(shè)計(jì)的目的在于，使管片模具在附著式振搗過程中能夠從低端側(cè)模與中模圍成的腔體更加柔軟，以此來提高抗振效果，避免管片因內(nèi)部出現(xiàn)氣泡而導(dǎo)致質(zhì)量下降。此外，在鉸連式設(shè)計(jì)的支持下，管片模具在打開后清模更加方便，能夠有效確保再次合模的精度[1]。（2）組合端側(cè)模和中模時(shí)，以多組圓錐式定位銷同多組固定螺栓緊固連接，以確保管片的合模精度。同時(shí)，對中模和端模、中模和側(cè)模的接觸部分應(yīng)全部進(jìn)行機(jī)加工，以確保中模與各模合面的組合密度和密封性；（3）對于端模和側(cè)模而言，其在與中模焊接后，還應(yīng)進(jìn)行退火操作從而將其內(nèi)部應(yīng)力去除，并以機(jī)加工對其進(jìn)行處理，保證模具加工后不易發(fā)生變形；（4）在連接盒的安裝方面，應(yīng)以三維模擬設(shè)計(jì)安裝為主，同時(shí)，制作工裝予以安裝，從而使連接盒的檢孔質(zhì)量滿足管片模具要求。

3 產(chǎn)品檢驗(yàn)與振動(dòng)方法的選擇

3.1 產(chǎn)品檢驗(yàn)

本文設(shè)計(jì)的大直徑襯砌管片模具的檢驗(yàn)方法如下：首先，在寬度測量方面，應(yīng)率先在側(cè)模板面將測量點(diǎn)予以打印，并在對側(cè)模進(jìn)行機(jī)加工過程中直接于測量點(diǎn)處打孔，而后，將銅柳釘予以打入，將其作為模具永久性測量標(biāo)記點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，利用內(nèi)徑千分尺測量內(nèi)經(jīng)，確保測量點(diǎn)的同一性，以此來使模具寬度能夠與要求精度做比較，完成寬度檢測。其次，在弧長測量方面，事先設(shè)計(jì)一套弧形樣規(guī)，并將樣規(guī)毛坯的應(yīng)力予以去除，對其進(jìn)行機(jī)加工后，行基于三維檢測的樣規(guī)校正，檢測后，將偏差刻至樣規(guī)處并予以測量和修正，弧長主要以樣規(guī)和塞尺配合測量為主。最后，在連接塊和封頂塊模具的檢驗(yàn)方面，應(yīng)該由設(shè)計(jì)角規(guī)、樣規(guī)和塞尺相結(jié)合的辦法進(jìn)行測量，將角規(guī)至于端模與側(cè)模的夾角處并貼緊表面，而后，以弧長樣規(guī)和塞尺對精度進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 振動(dòng)器與底座設(shè)計(jì)

以模擬設(shè)計(jì)為主進(jìn)行對等銷位布置。在設(shè)計(jì)過程中，在對振動(dòng)頻率、振幅和壽命等因素予以充分考量的的基礎(chǔ)上，選用氣動(dòng)附著式振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)操作。對此種振動(dòng)器進(jìn)行分析可知，其就具有結(jié)構(gòu)簡易和操作方便的優(yōu)點(diǎn)，能夠以管片的面積與振動(dòng)能力為依據(jù)，對振動(dòng)器的安裝位置和安裝個(gè)數(shù)予以確定，通常情況下，應(yīng)在模具底模背面對其進(jìn)行均勻安裝，并進(jìn)行柔性設(shè)計(jì)以確保振動(dòng)效果。

對氣動(dòng)馬達(dá)的底座方面，以薄壁殼體結(jié)構(gòu)的底座為主，根據(jù)管片的形狀與種類決定底座自身的形狀，同時(shí)，為確保底座的剛度和強(qiáng)度滿足隧道建設(shè)要求，在定位機(jī)構(gòu)與模版緊固螺栓的對應(yīng)部位進(jìn)行焊接加強(qiáng)助，并將槽形的加強(qiáng)梁分別焊接至底座的底部和上不，確保底座的穩(wěn)固性。

3.3 模具可操作性分析

對本文所設(shè)計(jì)的大直徑襯砌管片模具操作的可行性進(jìn)行如下分析：（1）由于所設(shè)計(jì)的模具規(guī)格較大，需要以流水線生產(chǎn)方式為主，通過采取快速開合模方法，借助正反牙絲桿傳動(dòng)對模具進(jìn)行開合操作，在確保其開合速度的基礎(chǔ)上，有效提高了模具開合的安全性；（2）因模具蓋板較大，故操作人員對其開合操作具有一定難度，故將蓋板設(shè)計(jì)為兩截，并在其間安置一雙向彈簧，降低模具操作難度。

4 結(jié)論

本文以南京緯三路過江隧道為目標(biāo)工程，通過對其大直徑襯砌管片模具設(shè)計(jì)的精度進(jìn)行分析，進(jìn)而對其管片模具的工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品檢驗(yàn)、振動(dòng)器和底座設(shè)計(jì)方法作出了系統(tǒng)探究。研究結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的大直徑襯砌管片模具能夠在確保模具精度和開合速度的基礎(chǔ)上，滿足大直徑襯砌對模具安全性、操作便利性的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭志敏.盾構(gòu)法隧道襯砌管片模具的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2013（13）：28-30.

作者簡介：鄧瑞娟（1984-），女，河北曲陽人，本科，助理工程師，研究方向：管片模具。