大斷面矩形頂管隧道管節(jié)角部新型連接施工技術(shù)

周仲賀, 王俊澎

(中鐵隧道局集團(tuán)有限公司， 廣東 廣州 511458)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市地面空間日益緊張，地下空間的發(fā)展與運(yùn)用越發(fā)受到青睞。文獻(xiàn)[1-5]從城市地下空間施工的發(fā)展歷程、地下空間探測、開發(fā)和利用、整體規(guī)劃研究等角度循序漸進(jìn)、由淺及深地闡述了地下空間施工領(lǐng)域的研究成果及對未來的展望。由此推斷，目前現(xiàn)有科技條件下解決城市地面交通擁堵不堪的現(xiàn)狀，首要途徑是大力發(fā)展地下公路隧道、地下過街隧道、城市地鐵隧道等地下空間基礎(chǔ)設(shè)施。隨著地下隧道施工技術(shù)的飛速發(fā)展，矩形盾構(gòu)隧道作為一種新型的地下隧道施工方式被廣泛地應(yīng)用于地下公路隧道、地下人行通道等施工領(lǐng)域[6]。這種非開挖工程技術(shù)徹底解決了地下管道、通道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護(hù)方面優(yōu)勢明顯[7]，對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市來說是非常重要的[8]。隨著隧道的長度越來越大，管節(jié)斷面尺寸越來越大，加之地下空間施工環(huán)境日益復(fù)雜(周邊道路、地下管線、構(gòu)筑物影響)，對頂管施工工藝要求越來越高。文獻(xiàn)[9-11]給出不同復(fù)雜環(huán)境情況下頂管管節(jié)接縫連接方式選擇的建議。目前國內(nèi)外隧道管節(jié)連接方式大致可分為連接鋼板焊接、螺栓連接、預(yù)應(yīng)力錨索連接和倒拔銷連接。文獻(xiàn)[12-16]中指出這幾種連接方式分別存在著各自的不足之處： 1)連接鋼板焊接，即在隧道內(nèi)部管節(jié)接頭處預(yù)埋鋼板，管節(jié)拼裝完成后，再采用鋼板進(jìn)行焊接連接相鄰管節(jié)； 但焊接的連接方式會產(chǎn)生較高的溫度，易使管節(jié)混凝土炸裂，大量的焊縫需在管節(jié)拼裝完成及時進(jìn)行焊接，造成管節(jié)施工循環(huán)時間較長。2)螺栓連接，常規(guī)盾構(gòu)隧道普遍采用的一種連接方式，其優(yōu)點(diǎn)在于連接快速，有一定剛性； 缺點(diǎn)是隨著管節(jié)體積增大螺栓孔距間誤差累計過大導(dǎo)致部分孔位無法穿入螺栓。3)預(yù)應(yīng)力錨索連接，即在管節(jié)的上中下部預(yù)留孔洞，管節(jié)拼裝完成后，在孔洞內(nèi)穿錨索，施加預(yù)應(yīng)力，使管節(jié)連接成整體； 但預(yù)應(yīng)力錨索連接方式受預(yù)應(yīng)力錨索長度的限制，同時管節(jié)之間的抗剪力較差。4)倒拔銷連接，即通過管節(jié)首尾連接處預(yù)留的倒拔銷卡扣，在管節(jié)推緊后，前一環(huán)管節(jié)尾部的倒拔銷卡扣與后一環(huán)前段扣件鎖死，從而實(shí)現(xiàn)2環(huán)無法分離后退的目的。倒拔銷連接的優(yōu)點(diǎn)是連接牢固可靠，且連接過程比上述3種連接方式節(jié)省施工時間； 但是由于倒拔銷連接屬于精密連接方式，管節(jié)在澆筑過程中預(yù)埋位置稍有不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致前后管節(jié)鎖扣無法對準(zhǔn)、連接失效，并且在管節(jié)安裝過程中也存在一旦管節(jié)之間任意一個點(diǎn)鎖死后無法進(jìn)行管節(jié)位置微調(diào)的弊端。

為了解決以上幾種管節(jié)連接方式的不足，開發(fā)一種施工簡單易行且適合大斷面矩形頂管隧道施工特點(diǎn)的管節(jié)連接方式顯得尤為重要。本文對大斷面矩形盾構(gòu)隧道管節(jié)角部新型連接施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。該施工技術(shù)結(jié)合矩形盾構(gòu)隧道管節(jié)連接的施工特點(diǎn)，使用新型張拉及注漿材料，并優(yōu)化注漿壓力控制工藝，通過受力分析及驗(yàn)算，確定采用管節(jié)頂部兩側(cè)角部各設(shè)置1條高強(qiáng)鋼筋張拉的管節(jié)連接方式。

1 管節(jié)角部張拉施工技術(shù)

1.1 工程項目概況及管節(jié)設(shè)計

1.1.1 工程項目概況

本施工技術(shù)的研究及應(yīng)用依托于新加坡T221矩形頂管隧道項目，該隧道為新加坡地鐵湯申線Havelock車站的地下人行通道，下穿Zion Road和 Havelock Road，將車站出入口E、出入口D與出入口A相聯(lián)通。隧道全長150 m，共由94環(huán)管節(jié)對接拼裝而成。矩形頂管地下通道示意圖如圖1所示。

圖1 T221矩形頂管地下通道示意圖Fig. 1 Plan of layout of T221 rectangular pipe jacking underpass

1.1.2 管節(jié)設(shè)計概況

管節(jié)截面尺寸為7.6 m×5.625 m，管節(jié)單環(huán)長度為1.5 m，管壁厚度為500 mm，管節(jié)采用強(qiáng)度C50鋼筋混凝土預(yù)制而成。管節(jié)內(nèi)側(cè)頂部兩側(cè)500 mm×500 mm的混凝土角部中心預(yù)埋直徑100 mm的PVC管作為管節(jié)角部連接施工管道，張拉施工過程中將合金鋼棒穿入預(yù)埋管中進(jìn)行拉緊,然后用水泥漿填充管中剩余空隙。矩形隧道管節(jié)示意圖如圖2所示。

圖2 矩形隧道管節(jié)示意圖(單位： mm)Fig. 2 Sketch of rectangular pipe jacking segment (unit: mm)

1.2 管節(jié)連接技術(shù)必要性分析及施工原理介紹

頂管隧道需要單側(cè)開口,為了加強(qiáng)頂管隧道在開口區(qū)域的隧道整體性，同時防止因局部管節(jié)沉降變形過大導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)破壞，必須尋找一種可以增強(qiáng)局部管節(jié)的整體性同時又適應(yīng)本隧道特殊條件(隧道單側(cè)開口，連接方式無法雙側(cè)對稱布置)的管節(jié)連接方式。項目施工團(tuán)隊對隧道管節(jié)連接方式進(jìn)行大量的研究比選，除引言部分所查閱的4種現(xiàn)有連接方式的不足之外，結(jié)合本隧道施工特點(diǎn)通過比對和分析得出以下結(jié)論： 1)螺栓連接和倒拔銷連接適用普通管節(jié)連接，對多環(huán)管節(jié)整體性增強(qiáng)效果極為有限； 2)連接鋼板焊接連接需要多點(diǎn)對稱布置，不適用于單側(cè)開口隧道，且對管節(jié)接縫處引流槽布置有阻礙，并有后期銹蝕失效的風(fēng)險； 3)預(yù)應(yīng)力錨索對多環(huán)管節(jié)張拉雖然可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)隧道整體性的目的，但因張拉錨索對管節(jié)之間縱向沉降變形產(chǎn)生的剪力抵抗性差，同樣無法達(dá)到預(yù)期效果。在現(xiàn)有連接方式無法滿足要求的情況下，項目團(tuán)隊嘗試開發(fā)一種新型的管節(jié)連接方式。這種連接方式需要滿足具有錨索張拉連接的良好整體性特點(diǎn)，并具有一定剛性可以抵抗管節(jié)縱向變形的剪力，同時也必須適應(yīng)管節(jié)單側(cè)墻壁開口和具備良好的防腐耐久性特點(diǎn)，大斷面矩形頂管隧道管節(jié)角部新型連接施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該施工方法是通過在管節(jié)頂部兩側(cè)內(nèi)角處預(yù)埋張拉管道(避開單側(cè)墻壁破除區(qū)域及引流槽布置區(qū))，隧道掘進(jìn)完成后穿入高強(qiáng)鋼筋張拉并進(jìn)行管道內(nèi)注漿填實(shí)的一種后張法施工技術(shù)，既達(dá)到了增強(qiáng)隧道整體性的功效，同時有效地抵抗了隧道沉降變形產(chǎn)生的剪力，并通過注漿保護(hù)提高了合金鋼材的防腐和耐久性。通過新加坡專業(yè)設(shè)計公司的理論分析及受力驗(yàn)算驗(yàn)證，這種施工工藝適用于本隧道的隧道局部區(qū)域整體性增強(qiáng)施工，并取得了良好的施工效果。

1.3 張拉鋼材對比分析

張拉鋼材主要分為柔性材料(鋼絞線)和剛性材料(合金鋼棒)2種。柔性材料在張拉過程中變形量大、拉力大、操作復(fù)雜，本身不具有抗彎能力，需要通過對稱布置才能實(shí)現(xiàn)整體抗彎效果，且不具備抗剪能力等，不適用于矩形頂管隧道的后期加固；剛性

材料本身具有一定的剛度和抗剪能力，張拉操作簡單、變形量小，適用于矩形頂管隧道的后期加固施工。根據(jù)2種張拉鋼材的特性并結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，最終選用名為Macalloy S1030、直徑為40 mm的合金螺紋鋼棒作為張拉鋼材。Macalloy S1030鋼材照片如圖3所示。張拉材料對比如表 1所示。

圖3 Macalloy S1030鋼材照片F(xiàn)ig. 3 Photo of Macalloy bar S1030

表1 張拉材料對比表Table 1 Comparison between two tensioning materials

1.4 管節(jié)張拉施工設(shè)計

1.4.1 管節(jié)張拉施工方式設(shè)計

T221頂管隧道共有3處需要單側(cè)開口鑿除管節(jié)側(cè)壁與附屬結(jié)構(gòu)連接, 管節(jié)張拉區(qū)域示意圖如圖4所示。管節(jié)角部張拉區(qū)域A區(qū)是隧道與出入口D的連接處,張拉長度為19.5 m，并在張拉區(qū)域B區(qū)和C區(qū)預(yù)留開口位置,是為后續(xù)工程預(yù)留的接口,B區(qū)張拉長度為13.5 m，C區(qū)張拉長度為15 m。

圖4 管節(jié)張拉區(qū)域示意圖Fig. 4 Tensioning zones of segment

在管節(jié)澆筑施工時將φ100PVC管埋入管節(jié)角部指定位置，隧道管節(jié)拼裝完畢后在隧道受力居中部位管節(jié)兩側(cè)上方構(gòu)成2條張拉通道。將合金鋼棒穿入預(yù)留張拉孔洞中，通過兩端鋼墊塊、墊片及螺母緊固，將鋼棒固定至預(yù)留孔洞中心位置。管節(jié)張拉設(shè)計平面示意圖如圖5所示。管節(jié)張拉設(shè)計剖面示意圖如圖6所示。

圖5 管節(jié)張拉設(shè)計平面示意圖Fig. 5 Plan of designed segment tensioning

圖6 管節(jié)張拉設(shè)計剖面示意圖(單位： mm)Fig. 6 Longitudinal profile of segment tensioning (unit: mm)

1.4.2 管節(jié)張拉施工參數(shù)設(shè)計

根據(jù)設(shè)計驗(yàn)算得知： 每增加1環(huán)管節(jié)長度(1.5 m)需要增加的拉力為2.308 kN,以最長張拉段A區(qū)為例，A區(qū)共有13環(huán)管節(jié)，張拉長度為19.5 m，計算可得設(shè)計張力為30 kN，現(xiàn)場實(shí)際施工過程中使用轉(zhuǎn)矩扳手對高強(qiáng)合金鋼棒進(jìn)行張拉。

設(shè)計轉(zhuǎn)矩=p×D/K=30 kN×40 mm/4.5=

266.7 N·m。

式中：p為設(shè)計張力，30 kN；D為合金鋼棒直徑，40 mm；K為張拉系數(shù)(根據(jù)合金鋼棒生產(chǎn)廠家提供的材料張拉系數(shù)表查得)，Macalloy S1030、φ40 mm合金鋼棒張拉系數(shù)為4.5。

考慮到預(yù)加一定富余系數(shù)抵抗注漿凝結(jié)期間的轉(zhuǎn)矩衰減，設(shè)計要求附加25%的轉(zhuǎn)矩。

實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩= 設(shè)計轉(zhuǎn)矩×安全系數(shù)=266.7 N·m×

1.25=333.4 N·m。

通過上述計算可知，A區(qū)張拉施工時轉(zhuǎn)矩扳手所需要施加的轉(zhuǎn)矩為333.4 N·m。

每環(huán)管節(jié)(張拉長度為1.5 m)所需實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩=333.4 N·m/13=25.65 N·m。

B區(qū)共計9環(huán)管節(jié)(張拉長度為13.5 m)，施工實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩=25.65 N·m×9=230.85 N·m。

C區(qū)共計10環(huán)管節(jié)(張拉長度為15 m)，施工實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩=25.65 N·m×10=256.5 N·m。

1.5 管節(jié)張拉施工準(zhǔn)備工作

合金螺紋鋼棒張拉在施工操作上具有操作簡單、速度快、安全度高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，一定程度上符合發(fā)達(dá)國家施工安全、節(jié)能環(huán)保的施工理念。

1.5.1 管節(jié)角部張拉施工人力需求

現(xiàn)場施工過程中主要需要工程技術(shù)人員1人、工班長1人、普工2人，所需施工人員需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

1.5.2 管節(jié)角部張拉施工主要材料及設(shè)備需求

如表2所示。

表2 材料及設(shè)備需求表Table 2 Equipments and materials

螺旋式注漿機(jī)是一種新型的注漿設(shè)備，在注漿口處設(shè)有壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測注漿壓力，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)備的壓力控制芯片，該芯片會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的注漿壓力值及注漿口反饋的壓力數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)注漿電機(jī)的馬力帶動螺旋注漿管內(nèi)葉片旋轉(zhuǎn)勻速注入漿液。螺旋式注漿機(jī)如圖7所示。注漿設(shè)備參數(shù)如表3所示。

圖7 螺旋式注漿機(jī)Fig. 7 Screw-type grouting machine

表3 注漿設(shè)備參數(shù)表Table 3 Grouting equipments and materials

1.6 張拉操作流程

1)使用高壓水槍沖洗預(yù)埋張拉孔洞內(nèi)部，并用壓縮空氣吹干殘留水體。

2)張拉孔接縫處進(jìn)行密封處理，并對密封處理進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

3)穿入合金鋼棒并將鋼棒調(diào)整到中心位置，兩端依次安裝墊塊、墊片、緊固螺母，固定鋼棒位置。

4)張拉施工前再次確認(rèn)張拉區(qū)域，檢測張拉段，根據(jù)設(shè)計計算書確認(rèn)本次張拉施工實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩。

5)使用轉(zhuǎn)矩扳手旋緊螺母，并施加至實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩(允許±1%誤差)，并等待5 min。

6)檢查轉(zhuǎn)矩值是否達(dá)到實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩(允許±5%誤差)，如果轉(zhuǎn)矩衰減超過5%，再次施加轉(zhuǎn)矩至實(shí)際施加轉(zhuǎn)矩(允許±1%誤差)，并等待5 min再次檢查轉(zhuǎn)矩衰減情況。如仍不滿足要求，重復(fù)此步驟，直至轉(zhuǎn)矩衰減滿足誤差要求。管節(jié)角部張拉施加轉(zhuǎn)矩如圖8所示。

2 張拉管道壓漿施工技術(shù)

鋼筋張拉施工完成后，張拉孔道依然存在剩余空

間。為了避免張拉鋼筋受到腐蝕，同時提高張拉鋼筋與隧道管節(jié)間的結(jié)構(gòu)整體性，需要進(jìn)行張拉孔道壓漿施工。其施工原理是： 通過注漿機(jī)將水泥漿液從張拉孔道一側(cè)壓入，并由對側(cè)排除管道內(nèi)的殘余空氣，從而達(dá)到填滿壓漿孔道的施工要求。

圖8 管節(jié)角部張拉施加轉(zhuǎn)矩Fig. 8 Torque adding on Macalloy bar at segment corner

2.1 壓漿材料比選

張拉孔道壓漿施工中，由于其注漿空間通常為細(xì)長、截面狹小的孔道空隙，所以對注入漿液的流動性要求極高。在注漿材料選擇上，國內(nèi)多用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥加外加劑(減水劑、膨脹劑等)通過多組試驗(yàn)確定壓漿材料及配合比，試驗(yàn)周期長，不同廠家甚至同一廠家不同批次的水泥及外加劑配制出的水泥漿液強(qiáng)度偏差不易掌控。為保證壓漿材料強(qiáng)度的穩(wěn)定性，現(xiàn)場選用特殊的復(fù)合配方水泥(Emcekrete HP)及添加劑制品(Muraplast 120)，此種注漿材料具有凝結(jié)強(qiáng)度穩(wěn)定、拌合物流動性好、泌水率低、硬化體積微膨脹等特點(diǎn)，非常適合張拉注漿施工。張拉注漿材料28 d抗壓強(qiáng)度匯總?cè)绫?所示。漿液泌水率試驗(yàn)如圖9所示。擴(kuò)散度試驗(yàn)如圖10所示。

表4 張拉注漿材料28 d抗壓強(qiáng)度匯總表Table 4 Statistics of 28 d compressive strength of tensioning grouting materials

2.2 張拉管道壓漿施工參數(shù)設(shè)計

2.2.1 壓漿配合比設(shè)計

張拉管道壓漿漿液由Emcekrete HP、Muraplast 120和水配制而成。材料配合比如表5所示。

2.2.2 壓漿壓力要求

通過設(shè)計驗(yàn)算注漿管道長度在20 m以內(nèi)(A區(qū)長度19.5 m，B區(qū)長度13.5 m，C區(qū)長度15 m)，張拉管道注漿壓力選用0.5～0.7 MPa，閉漿條件為總注漿量不小于理論注漿量的105%，且排氣口漿液壓力達(dá)到0.5 MPa，閉漿5 min壓力不低于0.5 MPa。

2.2.3 壓漿試驗(yàn)參數(shù)要求及試件檢驗(yàn)結(jié)果

張拉管道壓漿漿液拌合完畢后需要進(jìn)行漿液體積質(zhì)量、漿液擴(kuò)散度、漿液泌水率試驗(yàn)。漿液試驗(yàn)參數(shù)要求如表6所示。

圖9 漿液泌水率試驗(yàn)(試驗(yàn)結(jié)果1%)Fig. 9 Bleeding test of grouting cement (1%)

圖10 擴(kuò)散度試驗(yàn)(實(shí)測擴(kuò)散度900 mm)Fig. 10 Flowing test of grouting cement (slump of 900 mm)

表5 壓漿材料配合比表Table 5 Mixing ratios of grouting cement

2.3 管道接縫處密封處理

由于注漿管道長度均為10 m以上，管道注漿壓力很大，現(xiàn)場施工過程中在管道接縫處設(shè)置橡膠止水圈(內(nèi)徑120 mm，外徑140 mm，厚度25 mm)，止水圈與管節(jié)混凝土表面通過防水膠水粘貼，并且在張拉過程中管節(jié)拉緊會使止水圈與兩側(cè)混凝土面更緊密貼合，達(dá)到良好的防水防漏效果。注漿管道密封圈如圖11所示。

2.4 管道注漿施工控制

在張拉完成后，應(yīng)保證盡早壓漿，且應(yīng)在48 h內(nèi)完成壓漿全部操作。

2.4.1 壓漿前的準(zhǔn)備工作

1)用清水沖洗管道，沖洗后，應(yīng)使用壓縮空氣將孔道內(nèi)的所有積水吹出。

2)檢查壓漿設(shè)備并對設(shè)備進(jìn)行清洗，清洗后的設(shè)備內(nèi)不應(yīng)有殘渣和積水。

3)現(xiàn)場根據(jù)漿液配合比要求配制壓漿材料，用量應(yīng)精確到±1%。

4)對配制完畢的漿液現(xiàn)場進(jìn)行漿液體積質(zhì)量、漿液擴(kuò)散度、漿液泌水率試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計參數(shù)要求后留置抗壓試塊進(jìn)行注漿施工。

2.4.2 壓漿施工

管節(jié)角部張拉孔道注漿施工如圖12所示。

1)開啟注漿口和排氣口的閥門，從注漿口一側(cè)開始壓漿，調(diào)節(jié)螺旋注漿機(jī)，將管道注漿口處的注漿壓力控制為0.5～0.7 MPa(注漿孔道空間狹小且水平距離10 m以上，水泥漿液黏度較大壓力過小不利于漿液填滿孔道)。

表6 漿液現(xiàn)場試驗(yàn)參數(shù)Table 6 Parameters of fresh grouting cement

圖11 注漿管道密封圈Fig. 11 Sealing ring for grouting pipe

圖12 管節(jié)角部張拉孔道注漿施工Fig. 12 Grouting at pipe sleeve of Macalloy bar

2)當(dāng)排氣孔排凈空氣且流出連續(xù)的水泥漿時，關(guān)閉管道排氣口。

3)關(guān)閉排氣口后，降低注漿機(jī)流速繼續(xù)緩慢注漿直至排氣口處壓力達(dá)到0.6 MPa。關(guān)閉注漿口停止注漿，觀察排氣口處壓力變化。

4)統(tǒng)計總注漿量應(yīng)不小于理論注漿量的105%，且閉漿5 min后排氣口壓力不小于 0.5 MPa。

5)在停止注漿之后5 min內(nèi)，如排氣口處壓力迅速降低且小于0.5 MPa，則需檢查管節(jié)接縫處是否有漿液滲漏，確認(rèn)無滲漏或滲漏修補(bǔ)完畢后打開注漿口緩慢注漿，將排氣口壓力增加到0.6 MPa，停止注漿，5 min后檢查壓力變化情況。如注漿壓力依然低于0.5 MPa，則需重復(fù)此步驟直至注漿壓力滿足要求。

3 管節(jié)角部張拉施工注意事項及優(yōu)缺點(diǎn)分析

3.1 管節(jié)角部張拉施工注意事項

1)管節(jié)角部張拉孔道與普通張拉施工不同，是由每環(huán)管節(jié)1.5 m長預(yù)埋管道連接而成，這對管節(jié)澆筑施工預(yù)埋管件位置精度提出了極高的要求。在預(yù)埋管固定與混凝土振搗過程中要注意對預(yù)埋管的保護(hù)，防止其偏移。

2)管節(jié)安裝時預(yù)埋管接縫處的密封處理是張拉施工的重難點(diǎn)之一，必須確保接縫處密封良好，防止壓漿時出現(xiàn)漏漿液導(dǎo)致無法達(dá)到預(yù)設(shè)閉漿條件的返工事件發(fā)生。

3)壓漿前必須確保管內(nèi)塵土及雜物清理干凈，并且注漿前再次用清水清理并用高壓空氣吹出多余積水。經(jīng)過濕潤的管壁有助于與水泥漿液緊密結(jié)合，減少氣泡殘留。

4)注漿機(jī)器的選擇是管節(jié)角部張拉施工的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的活塞式壓漿機(jī)注漿壓力波動較大，容易沖破壓漿管道接縫處密封導(dǎo)致爆管注漿失敗。施工過程中選用螺旋式壓漿機(jī)代替活塞式壓漿機(jī)，其漿液輸送壓力均勻平穩(wěn)無大幅波動，特別適合管節(jié)張拉壓漿施工。

3.2 管節(jié)角部施工技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1)張拉施工操作方法簡單，可在隧道整體完成后進(jìn)行，有效地縮短了隧道掘進(jìn)工期，節(jié)約了施工成本。

2)施工空間需求小，施工人員需求少，施工工藝安全環(huán)保，且對其他工序影響小。

3)有效增強(qiáng)隧道整體穩(wěn)定性，并加強(qiáng)隧道接縫處抗剪能力。

4)采用了新型注漿材料，提高了水泥漿液的流動性，并且漿液凝固強(qiáng)度也有所提高。

5)改良的張拉注漿設(shè)備使注漿壓力平穩(wěn)均勻，降低了漏漿的風(fēng)險。

3.3 管節(jié)角部施工工藝不足

1)高強(qiáng)鋼筋和新型注漿材料的價格比傳統(tǒng)連接方式材料價格要高。

2)張拉極限長度受限(整個隧道不能全部成整體張拉，只能分段張拉)。

3)張拉段管節(jié)外形與非張拉段管節(jié)頂部內(nèi)腋角部結(jié)構(gòu)不同，需要更換預(yù)制管節(jié)模具的內(nèi)角模。

4)材料進(jìn)口手續(xù)繁瑣，備料周期較長。

5)對管節(jié)預(yù)制和拼裝施工提出的精度要求較高。

4 結(jié)論與討論

1)本文所提出的大斷面矩形隧道管節(jié)角部高強(qiáng)鋼筋張拉施工技術(shù)通過實(shí)際施工項目應(yīng)用得到驗(yàn)證，該施工技術(shù)作為一種新的管節(jié)連接方式有效地增強(qiáng)了隧道局部區(qū)域的整體性(將管節(jié)錯臺控制在5 mm以內(nèi))，且同時滿足了本隧道側(cè)面開口和耐久性的要求，適用于矩形頂管隧道的管節(jié)連接施工。

2)本管節(jié)連接施工技術(shù)與該研究領(lǐng)域現(xiàn)有常用的連接方式(焊接連接、管片螺栓連接、預(yù)應(yīng)力錨索連接、精密倒拔銷連接)相比，具有操作簡單、施工速度快、安全環(huán)保等諸多優(yōu)勢。

3)管節(jié)角部張拉施工技術(shù)應(yīng)用了新的施工材料(高強(qiáng)合金鋼棒、新型注漿材料)，降低了張拉施工的技術(shù)難度，增強(qiáng)了注漿漿液的流動性和終期強(qiáng)度，增強(qiáng)了隧道的整體穩(wěn)定性，提高了管節(jié)接縫處的抗剪能力。在施工過程中改進(jìn)了注漿壓力控制技術(shù)，選用了新的注漿設(shè)備，使注漿壓力更加平穩(wěn)可控。

4)管節(jié)角部張拉施工技術(shù)作為一種新的頂管管節(jié)接縫連接方式，為類似隧道工程提供了參考依據(jù)。如何進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)管節(jié)接縫處預(yù)埋注漿的密封連接方式，提高預(yù)埋注漿管接縫處抗壓能力并降低漏漿風(fēng)險,以及如何優(yōu)化中間段出漿口布局，確保更好地排出注漿孔道內(nèi)的空氣提高注漿質(zhì)量等問題，仍是一個值得進(jìn)一步研究和考量的課題。