大直徑泥水盾構(gòu)管片拼裝技術(shù)控制

樊濟(jì)新

(中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司，福建廈門361000)

1 工程概況

南京地鐵十號(hào)線TA03標(biāo)中間風(fēng)井—江心洲站區(qū)間起點(diǎn)里程右CK11+251.067，終點(diǎn)里程右CK14+851.141，全長(zhǎng)3 600.074 m，為單洞雙線斷面，采用盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)隧道管片內(nèi)徑10.2 m，外徑11.2 m，厚度0.5 m，環(huán)寬2 m。管片襯砌圓環(huán)為C60P12鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共分為8塊，結(jié)構(gòu)形式為5(標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)及難點(diǎn)

大型管片的制作與拼裝都要求具有較高的精度，這給實(shí)際操控帶來一定的挑戰(zhàn)和難度。每塊預(yù)制管片的弧長(zhǎng)和環(huán)寬限值都要求不大于5 mm。拼裝的精度要求：管片環(huán)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(huán)間高差不大于6 mm，相鄰管片環(huán)面平整度不大于5 mm，同一環(huán)相鄰管片的縱縫錯(cuò)臺(tái)不大于2 mm。

由于本區(qū)間盾構(gòu)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(zhì)量真正達(dá)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(jìn)行管片拼裝的時(shí)候，每塊管片之間的拼縫必須達(dá)到零壓縮。另外，管片裝配時(shí)的力較大，這對(duì)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(diǎn)位選擇

本工程區(qū)間隧洞平面線型屬于直線線型。在進(jìn)行管片點(diǎn)位選擇的時(shí)候，管片安裝完畢后的盾尾間隙應(yīng)達(dá)到下環(huán)掘進(jìn)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(yù)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(diǎn)位。拼裝管片時(shí)，必須采用錯(cuò)縫拼裝，嚴(yán)禁通縫拼裝。在進(jìn)行盾尾間隙糾偏時(shí)，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(shí)際操作中，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)到預(yù)定長(zhǎng)度的時(shí)候，同時(shí)當(dāng)計(jì)劃安裝封頂塊部位的油缸行程大于2 700 mm之時(shí)，應(yīng)停止盾構(gòu)掘進(jìn)，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(zhì)量，安裝前應(yīng)對(duì)作業(yè)區(qū)域的油脂污物進(jìn)行清理，保證作業(yè)面的潔凈；另外還應(yīng)對(duì)環(huán)管片端部的密封條進(jìn)行檢查，看其粘貼得是否密實(shí)，是否有脫落的現(xiàn)象，檢查螺栓和相關(guān)的工具是否已經(jīng)準(zhǔn)備到位。若以上這些檢查項(xiàng)目都達(dá)到要求，方可開始進(jìn)行下面的操作。采用喂片機(jī)將管片按照預(yù)定的拼裝順序送至拼裝機(jī)位置，然后由拼裝機(jī)采用真空吸盤將管片提起安裝到預(yù)定的位置。

進(jìn)行管片安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)從隧洞底部開始，遵循從下往上的原則。每環(huán)管片根據(jù)點(diǎn)位的不同，安裝順序也不同。如果F塊確定在頂部1號(hào)點(diǎn)位，則采取對(duì)稱拼裝標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)椋築3→B2→B4→B1→B5→L1→L2→F。如果點(diǎn)位確定在底部11號(hào)點(diǎn)位，則采取從下至上拼裝，拼裝順序?yàn)椋篖1→B1→B2→B3→B4→B5→L2→F。每塊管片安裝完成后，及時(shí)伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)油缸頂緊管片，立即將管片縱環(huán)向連接螺栓插入連接緊固，然后移開管片拼裝機(jī)。

在安裝最后一塊管片(F塊)時(shí)，要將F塊兩側(cè)的密封條進(jìn)行潤(rùn)滑處理，主要采用工業(yè)凡士林潤(rùn)滑。安裝時(shí)先徑向插入1 600 mm左右，精確調(diào)整位置后，用相應(yīng)的推進(jìn)油缸將其頂推到位。

當(dāng)整環(huán)管片拼裝完成后，進(jìn)行第一次螺栓緊固作業(yè)，之后開始下一環(huán)掘進(jìn)作業(yè)。待此環(huán)管片被送至盾尾密封部位后，并且盾尾刷對(duì)管片的擠壓變形得以充分釋放之后，對(duì)螺栓進(jìn)行二次緊固。當(dāng)整環(huán)管片都從盾尾脫出之后，再進(jìn)行第三次螺栓緊固作業(yè)，以防止后期變形量增大以至于出現(xiàn)較大錯(cuò)臺(tái)，影響隧道整體質(zhì)量。

3.3 管片拼裝注意事項(xiàng)

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

管片拼裝過程中，嚴(yán)禁損壞密封條，如果發(fā)現(xiàn)密封條損壞或脫落情況，應(yīng)及時(shí)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(jìn)油缸應(yīng)及時(shí)伸出，然后務(wù)必對(duì)螺栓進(jìn)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(jìn)的過程中由于鄰近管片錯(cuò)動(dòng)而使得密封條發(fā)生錯(cuò)位，使得管片密封的防水質(zhì)量得不到保證。

4 結(jié)語(yǔ)

良好的管片預(yù)制質(zhì)量、控制較好的盾構(gòu)姿態(tài)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(shí)，盾尾應(yīng)控制在5 mm～10 mm，機(jī)器前端應(yīng)控制在10 mm～20 mm。根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)、油缸行程、盾尾間隙等因素來確定管片點(diǎn)位選型。管片安裝就位后，應(yīng)對(duì)相鄰管片的高差和端面平整度進(jìn)行測(cè)量，控制在2 mm之內(nèi)。必須三次緊固管片螺栓。同時(shí)，及時(shí)進(jìn)行同步注漿，對(duì)管片背后進(jìn)行充分的填充，并應(yīng)確保同步注漿的質(zhì)量，千萬(wàn)不可為追求施工進(jìn)度而忽視同步注漿的質(zhì)量，這樣才能將后期變形控制在要求的范圍內(nèi)，使成型隧洞的管片拼裝精度和密封防水質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求。

通過本工程實(shí)踐，采用以上操作工藝，大直徑盾構(gòu)隧道中的管片拼裝精度控制在允許的誤差范圍內(nèi)，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(shù)參數(shù)可用于類似工程參考，具有指導(dǎo)當(dāng)前國(guó)內(nèi)大直徑盾構(gòu)管片拼裝的意義。