小编语：盾构法作为暗挖法施工中的一种全断面、机械化作业的隧道施工方法，由于其具有施工效率高、安全性好、对地面交通和设施扰动小等优点而被广泛应用于城市地下铁道的建设。日本首次应用盾构法是在1936年的关门铁道隧道工程，这条隧道最初使用的是铸铁管片，之后为了节约钢铁资源改为使用钢筋混凝土管片。随着日本经济的发展，盾构工程数量逐步增多，在1995年甚至达到全年250项以上。近几年来施工趋向于饱和，全年盾构施工数量在50项左右。支撑盾构法的三要素分别是“开挖面稳定”、“土体切削”和“隧道衬砌”，前两个问题因技术发展得到了有效的解决。而“衬砌”，即管片这方面，随着大断面大深度盾构施工增多，对于快速施工和长距离施工的需求也不断增长，同时对盾构施工经济性也有了一定要求。对此，日本从管片形状、材质、接头结构等方面进行了各种研究和改良，开发出了多种多样的管片。
小泉 淳，日本盾构隧道专家
以小泉 淳教授为首的多名日本盾构隧道专家，从管片主体、管片接头和其他管片配套技术3个方向对近年来的日本管片技术进行归类，详细介绍管片技术的开发目的、技术特点和适用范围等，并共同探讨最新的管片开发方向。小编将分期为大家进行介绍，今天我们就一起来了解一下管片的相关内容。
新材质管片
新材质管片包括自我紧固式管片（FAKT）、P&PC管片和FFU管片。
自我紧固式管片（FAKT管片），是基于大深度地下等轴力主导的地层中快速掘进长距离区间为目的而开发的一种自我紧固型的管片。
P&PC管片工法是在拼装好管片后，向其中预埋的套管内插入PC钢材，进行张拉锚固后形成整环的一项盾构隧道管片技术。
FFU管片是由盾构机可直接切削的FFU材质部位以及与普通管片相连的接合部位组成。
工程案例
附加功能管片
附加功能管片包括SFRC管片、耐火型NM管片、EXP管片。
SFRC钢纤维加筋混凝土管片，是一种具有高耐久性的优质管片，适用于恶劣环境条件或荷载作用下的盾构隧道。
耐火型NM管片，是基于道路隧道的高耐火性能要求而开发的耐火一体型钢筋混凝土复合管片。管片形状为矩形，材质为钢壳、纤维混凝土、不定形耐火材料。
隧道内表面的混凝土表面劣化、施工中盾构机油缸推力过大会导致管片的棱角部位破损，对于其下方的作业人员和设备形成安全隐患，为此开发了一种防止混凝土剥落的EXP管片。
工程案例
复合管片
复合管片包括IC管片、HCCP管片、HB管片、普通6面钢壳管片、TUF管片、SBL管片、WJ管片、UrbanWall工法、SC箱涵。
IC管片能够在较高的水土压力下或用于特殊荷载部位的条件下实现更薄、更宽。
HCCP管片是一种适用于多种隧道荷载条件下的钢筋混凝土复合管片。通过管片外弧面钢壳面板，并配置“く”形纵肋或开孔纵肋，使钢壳与填充混凝土牢固地形成整体，能够防止混凝土脱落或管片脆性破坏等。
HB管片是基于隧道的大断面、大深度、长距离发展方向而开发的混凝土一体型钢管片，具有良好的承载能力、耐火性和止水性。
普通6面钢壳管片是一种钢筋混凝土复合管片，管片的外表面全部包覆了钢壳，其内部填充混凝土。在管片内、外弧面上焊接了双头螺栓，使钢壳和混凝土形成一体。
普通6面钢壳管片示意图
无螺栓6面钢壳管片
TUF管片是在6面钢壳管片的基础上，使用了更厚（最大30mm）的钢材作为钢壳面板，能够进行弯曲加工。此外还使用了最大100mm×200mm的翼缘板对其加固。
SBL管片是一种适用于单层衬砌隧道的复合管片，使用腹杆将配置在内外侧的主钢材与混凝土结合形成整体的复合结构，比普通钢筋混凝土管片具有更好的抗弯承载力和变形性能。
WJ管片工法是在地下对2条盾构隧道进行扩挖构筑无立柱大空间的施工方法，2条隧道之间的衬砌结构采用了近似椭圆形的拱形扩挖管，即WJ管片，使用螺栓与盾构隧道管片连接。扩挖管片可采用复合管片或钢管片。
UrbanWall工法是将工厂预制的钢管片分块进行现场拼装成环，使用联结件连接紧固内侧环和外侧环，中间浇筑混凝土，形成复合结构的主体结构。
SC箱涵是基于沉箱施工中常用的“钢筋混凝土夹层复合版”的类似结构，改用在地面施工，并结合了现有技术的一种新工法，是首次应用在大规模地下箱涵施工中。
工程案例
小编说：随着盾构隧道不断朝着大断面、大深度方向发展，因此开发新的管片接头以及管片拼装装置成了当务之急。复合管片、多功能管片陆续被开发出来，与之适合的接头形式也不断涌现，下期我们将为大家介绍多种多样的管片接头。想要了解完整资料，可点击下方阅读原文，进入隧道网知识服务平台查看。
