淺談預制拼裝地下廊道雙模掘進機在綜合管廊項目的應用

黃伸龍

（中交二航局成都城市建設工程有限公司，四川 成都 610000）

預制綜合管廊接縫處是結構薄弱部位，接縫防水性能是影響預制拼裝綜合管廊結構安全和耐久性的關鍵技術問題。本文結合建設北路北延線（蜀龍路五期）項目（二期）工程綜合管廊工程，探討預制管片接縫防水施工技術。

1 工程概況

建設北路北延線（蜀龍路五期）項目（二期）工程綜合管廊工程預制段設計為全預制管片，使用二航局自主研發預制拼裝地下廊道雙模掘進機、基于雙模掘進機（以下簡稱設備）的機械化快速施工工法進行施工。預制段樁號為G1 2+45～G110+05，長度為760m。在G12+45～G12+75設置始發基坑，完成掘進機的拼裝后下放首環管片，在G110+05完成最后一環管片的拼裝，并在接收基坑內完成設備拆卸。預制段共389環，管片采用“分塊式”“馬蹄形”斷面；每環管片由5塊管片拼裝組成，分塊位置設置在受力較小位置，包括頂板、底板、側弧板、中隔板4類共5塊，管片采用工業化預制技術批量生產。本工程位于成華區，線路區地處川西成都平原，屬暖濕亞熱帶太平洋東南濕潤季風氣候區。總特點是春旱、夏熱、秋雨、冬暖，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，夏無酷暑，冬少嚴寒。多年平均氣溫16.1℃，極端最高氣溫39.43℃，極端最低氣溫-4.6℃；多年平均降雨量894.4mm，年降雨日104天，最大日降雨量167.0mm，降雨主要集中6、7、8三個月，降水量約占全年總量的60%～80%。

2 預制綜合管廊接縫防水結構設計

綜合管廊管片接縫采用防水密封墊鑲嵌，使用JH-C3000自黏聚合物改性瀝青防水卷材進行鋪貼，鋪貼完成后使用M15砂漿進行注漿密封防水。

2.1 主要防水材料

預制綜合管廊接縫使用主要材料包括三元乙丙橡膠彈性密封墊、H-C3000自黏聚合物改性瀝青防水卷材以及M15防水砂漿。

2.2 彈性密封墊斷面結構選用

擬定選用的3種斷面方案，建立長度為600mm的密封墊進行分析，采用三維設計軟件CATIA進行密封墊的結構設計，具體結構見圖1。

圖1 方案一、方案二、方案三（從左至右）

2.3 密封墊的變形分析

在外部壓力的作用下，密封墊內空間的形狀和大小不同，內空間最終的變形存在很大的差異。如下圖2可以看出，與方案一和方案二對比，方案三結構變形后內孔形成的尖角相對較多。尖角會產生明顯的應力集中。其形成的內孔大小和形狀最終會影響密封墊的變形。

圖2 方案一、方案二、方案三（從左至右）

2.4 壓力分析

根據試驗測試管環頂推裝配壓力與三元乙丙橡膠彈性密封墊變化關系；然后，使用有限元仿真分析其壓力-曲線。通過仿真分析得到三種方案壓力-位移曲線圖與試驗得到的裝配壓力-張開量曲線圖進行對比，得出方案一結構近似試驗結果。

結合壓力分析，以及密封墊的變形分析彈性密封墊結構最終決定選用方案一結構。

3 預制綜合管廊接縫防水施工

3.1 密封墊安裝

（1）管片粘貼溝槽處理。使用鋼絲刷清除管片預粘貼槽中的水泥屑、沙粒、灰塵、異物，使預留槽中保持清潔。

（2）管片與密封墊涂膠。管片密封墊涂刷膠粘劑，涂刷要均勻，注意一定要100%覆蓋密封墊底面和側面。膠水需攪拌均勻，并經常攪動。

（3）膠粘劑晾干。刷膠后需要3～5min的風干時間，具體時間根據施工的天氣氣溫情況而定，待溶劑發揮至用手輕觸膠膜稍粘而不沾手時，方可將密封墊放入管片槽中安裝。

（4）管片密封墊四角安裝。采用四角定位法，先把四個角裝入（兩邊各安裝進30cm），角度應與管片保持一致。該步驟特別重要，直接影響防水的效果，應特別注意。

（5）管片接縫彈性密封墊應被完全壓入密封墊溝槽內，密封墊溝槽的截面積應大于或等于密封墊的截面積，其關系宜符合下式：A=(1～1.15)A0。

式中，A為密封墊溝槽截面積；A0為密封墊截面積。

（6）管片密封墊直條安裝。待角部安裝后，將其余直條部分的密封墊安裝進管片槽，先短邊后長邊，從中間往兩邊進行安裝。

（7）管片與密封墊涂膠。使用木錘或橡膠錘均勻敲擊密封墊，使其與管片粘接牢固。

（8）停放時間。管片專用膠粘劑屬于室溫硫化型，在粘貼12小時后可以達到使用強度，時間越長，強度等級越高。膠粘劑未達到使用強度前禁止使用。

3.1.1 拼裝施工對密封墊的影響

管片A塊作為定位塊，其位置偏差多少決定著整環管片彈性密封墊擠壓密實的好壞。偏差過大會導致管片錯臺，影響后續管片拼裝。在使用吊帶進行拼裝時，存在一定的擾動。

接縫處容易發生錯臺，從而導致三元乙丙橡膠彈性密封墊未能擠壓密實，其密封效果降低，防水性能減弱。

3.1.2 解決思路及注意措施

預制管片吊裝過程中派專人指揮，防止管片被磕碰，損壞管片及彈性密封圈。吊裝A塊至中倉底部油缸上后，靜放一段時間，待A不在晃動，使用鋼尺測驗左右兩側與前一環管片A塊是否對齊，存在錯臺現象，立即指揮設備吊鉤進行調節，其誤差范圍控制在2～3mm以內。再使用水平尺子驗測與前一環A塊是否在同一水平位置，采用底部油缸進行升降調平。管片吊運至拼裝位置后，貼靠管片企口處，靜止2min,檢查管片是否平順、平衡。檢查無誤后在進行管片對位靠攏，靠攏過程中，安裝人員時刻對管片位置進行微調，保證管片能順接嵌入。

3.2 管環灌漿

（1）管環注漿施工存在的問題。按照原設計利用設備自身注漿系統對管片底部、管片兩側1.6m高度范圍內注漿施工，材料為M15防水砂漿；管片兩側1.6m高度以上至管片頂部0.5m范圍內進行二次注漿施工；會導致設備無法進行推進。

（2）解決思路及措施。結合現場實際情況分析，利用設備自身注漿系統對管片底部、管片兩側1.6m高度范圍內注漿施工。材料采用M15防水砂漿。同時，施工過程中及時總結、調整跟進注漿時間、注漿壓力、漿體配比、速凝劑摻量等。

3.3 防水卷材粘貼

管環外側表面以及接縫位置人工清理干凈，洗掉塵土顆粒，保證接縫及外側表面無雜物、無粉細殘留料。在填筑防水涂料時振搗密實。粘貼防水卷材，對存在有未粘貼密實的進行排氣壓，特別對存在十字縫處，需要仔細處理，保證防水卷材粘貼處無空鼓、翹邊、皺褶、滑移現象，最后采用人工對防水卷材進行末端收頭及封邊處理。

3.4 接縫滲水解決思路及措施

對管片接縫處滲漏明水的環、縱縫采取注漿止水，在滲漏部位周圍無明水滲出的縱、環縫部位騎縫垂直鉆孔至遇水膨脹止水條處或彈性密封墊處，并在孔內形成有環氧樹脂灌漿材料或其他密封材料形成漿液阻斷點。

4 結語

建設北路北延線（蜀龍路五期）項目（二期）工程綜合管廊工程采用預制綜合管廊接縫防水施工技術，經過實踐驗證，其接縫處防水性能基本滿足設計規范要求，但在回填管片不透水土人工夯實施工工藝較為繁瑣，且回填質量波動較大，有待優化提高。