大直徑泥水盾構管片拼裝技術控制

樊濟新

(中鐵十七局集團第六工程有限公司，福建廈門361000)

1 工程概況

南京地鐵十號線TA03標中間風井—江心洲站區間起點里程右CK11+251.067，終點里程右CK14+851.141，全長3 600.074 m，為單洞雙線斷面，采用盾構法施工。盾構隧道管片內徑10.2 m，外徑11.2 m，厚度0.5 m，環寬2 m。管片襯砌圓環為C60P12鋼筋混凝土結構，共分為8塊，結構形式為5(標準塊)+2(鄰接塊)+1(K塊)。管片襯砌分塊組成圖見圖1。

2 大型管片的拼裝特點及難點

大型管片的制作與拼裝都要求具有較高的精度，這給實際操控帶來一定的挑戰和難度。每塊預制管片的弧長和環寬限值都要求不大于5 mm。拼裝的精度要求：管片環縫張開量小于3 mm，管片縱縫張開量不大于3 mm，相鄰管片環間高差不大于6 mm，相鄰管片環面平整度不大于5 mm，同一環相鄰管片的縱縫錯臺不大于2 mm。

由于本區間盾構隧道施工難度大，切口水土壓力大，為了使得管片縱縫的密封質量真正達到能有效密封防水的效果，能夠抵抗高水壓條件下的密封壓力。在進行管片拼裝的時候，每塊管片之間的拼縫必須達到零壓縮。另外，管片裝配時的力較大，這對拼裝工藝控制提出很高的要求。

3 管片拼裝操作方法

3.1 管片點位選擇

本工程區間隧洞平面線型屬于直線線型。在進行管片點位選擇的時候，管片安裝完畢后的盾尾間隙應達到下環掘進極限值，使盾尾間隙得到充分的保證，盾尾間隙宜為70 mm～100 mm，這樣可以預防盾尾接觸管片而使得盾尾密封刷或管片遭到損壞。另外，在管片安裝之前，必須按照盾尾間隙大小、油缸的行程選擇好將要安裝管片的點位。拼裝管片時，必須采用錯縫拼裝，嚴禁通縫拼裝。在進行盾尾間隙糾偏時，在保證線路中心偏差滿足要求的情況下，為確保拼裝速度及拼裝安全，盡量選擇封頂塊位于隧道上半部的拼裝組合。

3.2 管片拼裝

實際操作中，當盾構機前進到預定長度的時候，同時當計劃安裝封頂塊部位的油缸行程大于2 700 mm之時，應停止盾構掘進，開始管片拼裝。管片拼裝的工藝流程見圖2。

為了確保管片的拼裝質量，安裝前應對作業區域的油脂污物進行清理，保證作業面的潔凈；另外還應對環管片端部的密封條進行檢查，看其粘貼得是否密實，是否有脫落的現象，檢查螺栓和相關的工具是否已經準備到位。若以上這些檢查項目都達到要求，方可開始進行下面的操作。采用喂片機將管片按照預定的拼裝順序送至拼裝機位置，然后由拼裝機采用真空吸盤將管片提起安裝到預定的位置。

進行管片安裝時，應當從隧洞底部開始，遵循從下往上的原則。每環管片根據點位的不同，安裝順序也不同。如果F塊確定在頂部1號點位，則采取對稱拼裝標準塊(B1～B5),然后再拼裝鄰接塊(L1，L2)，最后安裝封頂塊(F)，拼裝順序為：B3→B2→B4→B1→B5→L1→L2→F。如果點位確定在底部11號點位，則采取從下至上拼裝，拼裝順序為：L1→B1→B2→B3→B4→B5→L2→F。每塊管片安裝完成后，及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片，立即將管片縱環向連接螺栓插入連接緊固，然后移開管片拼裝機。

在安裝最后一塊管片(F塊)時，要將F塊兩側的密封條進行潤滑處理，主要采用工業凡士林潤滑。安裝時先徑向插入1 600 mm左右，精確調整位置后，用相應的推進油缸將其頂推到位。

當整環管片拼裝完成后，進行第一次螺栓緊固作業，之后開始下一環掘進作業。待此環管片被送至盾尾密封部位后，并且盾尾刷對管片的擠壓變形得以充分釋放之后，對螺栓進行二次緊固。當整環管片都從盾尾脫出之后，再進行第三次螺栓緊固作業，以防止后期變形量增大以至于出現較大錯臺，影響隧道整體質量。

3.3 管片拼裝注意事項

管片拼裝前，檢測真空吸盤密封條密封情況，如密封效果達不到要求，要及時更換，防止管片拼裝過程中真空吸盤吸引力不足導致管片脫落。

管片拼裝過程中，嚴禁損壞密封條，如果發現密封條損壞或脫落情況，應及時更換新的密封條并粘貼牢固，確保密封止水效果。

管片拼裝完畢之后，推進油缸應及時伸出，然后務必對螺栓進行緊固，確保密封條和管片表面之間能緊密接觸，這樣可以防止在油缸推進的過程中由于鄰近管片錯動而使得密封條發生錯位，使得管片密封的防水質量得不到保證。

4 結語

良好的管片預制質量、控制較好的盾構姿態及不過度糾偏是確保大型管片拼裝精度的前提。管片糾偏時，盾尾應控制在5 mm～10 mm，機器前端應控制在10 mm～20 mm。根據盾構姿態、油缸行程、盾尾間隙等因素來確定管片點位選型。管片安裝就位后，應對相鄰管片的高差和端面平整度進行測量，控制在2 mm之內。必須三次緊固管片螺栓。同時，及時進行同步注漿，對管片背后進行充分的填充，并應確保同步注漿的質量，千萬不可為追求施工進度而忽視同步注漿的質量，這樣才能將后期變形控制在要求的范圍內，使成型隧洞的管片拼裝精度和密封防水質量達到相關要求。

通過本工程實踐，采用以上操作工藝，大直徑盾構隧道中的管片拼裝精度控制在允許的誤差范圍內，成型隧道防水效果較好，且管片表面平整光潔，美觀。本工程的做法和技術參數可用于類似工程參考，具有指導當前國內大直徑盾構管片拼裝的意義。