盾構(gòu)管片拼裝施工技術(shù)

1、盾構(gòu)管片拼裝施工技術(shù) 亠、管片拼裝工藝流程 盾構(gòu)管片拼裝的施工流程: 二、管片安裝施工要點(diǎn) 1 盾構(gòu)管片現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收 管片到達(dá)施工場(chǎng)地后，進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，主要的檢驗(yàn)項(xiàng)目有：管片出廠合格證是否 齊全有效；管片外表是否清潔；止水條、緩沖墊是否貼牢完好；管片標(biāo)識(shí)（包括管 片型號(hào)、模具編號(hào)、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、合格狀態(tài)）是否齊全和完整；管片是否 有崩角、破損、砂眼或裂縫等；吊裝孔螺栓孔是否完好，孔內(nèi)是否有異物。然后由 地面工程師對(duì)進(jìn)場(chǎng)管片負(fù)責(zé)簽收，并對(duì)每環(huán)管片做好標(biāo)識(shí)，做到有據(jù)可查。卸貨后 由地面工班黏貼止水條。 2、管片拼裝施工措施 管片拼裝是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)，其拼裝質(zhì)量的好壞不僅直接關(guān)系到成洞 的質(zhì)量，

2、而且對(duì)盾構(gòu)機(jī)能否繼續(xù)順利推進(jìn)有著直接的影響。因此，管片在拼裝前仍 要進(jìn)行一次檢查，再次確認(rèn)管片種類正確、質(zhì)量完好無(wú)缺和密封墊黏結(jié)無(wú)脫落，管 片的吊裝孔預(yù)埋位置正確，封堵蓋完好無(wú)損，以及其他主要預(yù)埋件和混凝土的握裹 牢固，管片接頭使用的螺栓、螺母、墊圈、螺栓防水用密封墊等附件準(zhǔn)備齊全后， 才允許拼裝。每環(huán)管片拼裝結(jié)束后要及時(shí)擰緊各個(gè)方向的螺栓， 且在該環(huán)脫出盾尾 后再次擰緊。 3、管片的堆放運(yùn)輸 管片出廠前逐片進(jìn)行尺寸、 外觀的檢測(cè)， 不合格者不允許出廠。 外觀的檢測(cè) 內(nèi)容有：管片表面光潔平整，無(wú)蜂窩、露筋，無(wú)裂痕、缺角，無(wú)氣、水泡，無(wú)水泥 漿等雜物；灌漿孔螺栓套管完整。安裝位置正確。對(duì)于輕微的

3、缺陷進(jìn)行處理，止水 帶附近不允許有缺陷。 達(dá)到齡期并檢驗(yàn)合格的管片有計(jì)劃地由平板車運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。 管片運(yùn)輸時(shí)其 間用墊木墊實(shí)，以免使管片產(chǎn)生有害裂紋，或棱線部分被碰壞。 管片到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后由龍門(mén)吊卸到專門(mén)的管片堆放區(qū)。 管片堆放區(qū)應(yīng)選擇適當(dāng)， 以免因其自重造成場(chǎng)所不均勻沉降和墊木變形產(chǎn)生異常的應(yīng)力而破裂。 在卸之前對(duì) 管片進(jìn)行逐一的外觀檢測(cè)，不符合要求（裂縫、破損、無(wú)標(biāo)志等）的管片立即退回。 4、 管片吊放及隧道內(nèi)運(yùn)輸 管片下井采用龍門(mén)吊進(jìn)行。 洞內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶車牽引管片車運(yùn)輸。 管片車上 的管片堆放有序，堆放次序依據(jù)管片安裝順序擺放。 管片運(yùn)到盾構(gòu)機(jī)附近后， 由管片吊裝機(jī)卸到管片喂片機(jī)， 然后送

4、到管片安裝 機(jī)工作范圍內(nèi)，按照從下到上依次安裝到相應(yīng)位置上。當(dāng)最后一塊插入塊安裝緊固 后，一環(huán)管片即安裝完畢，可以進(jìn)行下一環(huán)的掘進(jìn)。 5、 管片拼裝 管片拼裝時(shí)采用錯(cuò)縫拼裝方式， 先拼裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊， 然后按左右對(duì)稱順序逐 塊拼裝兩側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后拼裝封頂塊。封頂塊拼裝時(shí)先搭接 2/3 環(huán)寬， 徑向推上，再縱向插入。 管片拼裝過(guò)程如下： 1） 用管片拼裝機(jī)將管片吊起，沿吊機(jī)梁移動(dòng)到盾尾位置。 2） 拼裝前徹底清除盾殼安裝部位的垃圾和積水，同時(shí)必須注意管片的定位精 確，尤其第一環(huán)要做到居中安放。 3） 管片拼裝采取自下而上的原則， 由下部開(kāi)始， 先裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊 （或鄰接塊） ， 再對(duì)稱安裝

5、標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后安裝圭寸頂塊，圭寸頂塊安裝時(shí)，先徑向搭接 2/3， 徑向推上，然后縱向插入 4） 拼裝時(shí)千斤頂交替收回，即安裝哪段管片收回哪段相對(duì)應(yīng)的千斤頂， 其余 千斤頂仍頂緊。 5） 管片拼裝要把握好管片環(huán)面的平整度、 環(huán)面的超前量以及橢圓度， 還要用 水平尺將第一塊管片與上一環(huán)管片精確找平 6） 第二塊管片與上一環(huán)管片和本環(huán)第一塊管片對(duì)準(zhǔn)后，先縱向壓緊環(huán)向止水 條，再環(huán)向壓緊縱向止水條，并微調(diào)對(duì)準(zhǔn)螺栓孔。 7） 邊拼裝管片邊擰緊縱、環(huán)向連接螺栓。 8） 在整環(huán)管片脫出盾尾后，再次按規(guī)定扭矩?cái)Q緊全部連接螺栓。 管片拼裝的注意事項(xiàng) 1 每一環(huán)推進(jìn)長(zhǎng)度必須達(dá)到大于環(huán)寬 300mm（1800

6、mm）上方可拼裝管片，以 防損壞封頂塊止水條。 2管片吊裝頭必須擰緊。 為避免管片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中安裝頭單獨(dú)承受管片重量， 應(yīng)將 4條壓板均勻地接觸管片。 3. 管片拼裝過(guò)程中，第一塊管片的位置尤為重要，它決定了本環(huán)其他管片的 位置及拼縫的寬窄。管片高于相鄰塊，將會(huì)導(dǎo)致封頂塊的位置不夠；低于相鄰塊， 縱縫過(guò)大，防水性降低。同時(shí)，第一塊應(yīng)平整，防止形成喇叭口。 4管片拼裝應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的偏差。 5擰緊螺栓應(yīng)確保螺栓緊固，緊固力矩要達(dá)到設(shè)計(jì)要求 300N. m 6. 正式進(jìn)洞后，錯(cuò)縫拼裝的管片封頂塊位置為土 90。 三、 監(jiān)理控制方法 1、 審查施工單位專項(xiàng)方案，主要審查審查施工順序、 工藝方法是否符合

7、工藝 流程，能否滿足相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件及規(guī)范的要求；驗(yàn)證承包單位質(zhì)保體系， 安保體系是否落實(shí)，運(yùn)行是否有效，對(duì)施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量通病或隱患防治措施是 否有效，是否有針對(duì)性、可行性。 2、 要求施工單位崗前做好安全質(zhì)量技術(shù)交底， 嚴(yán)格按照施工方案和操作規(guī)程 作業(yè)。 3、 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)違規(guī)作業(yè)應(yīng)及時(shí)制止。 4、 管片堆放不得超高，要堆放平整，避免傾覆。注意運(yùn)輸過(guò)程中管片安全。 四、 監(jiān)理控制目標(biāo) 管片拼裝過(guò)程中應(yīng)對(duì)隧道軸線和高程進(jìn)行控制，其允許偏差及檢驗(yàn)方法應(yīng)符 合下表規(guī)定 隧道軸線和高程允許偏差及檢驗(yàn)方法 允許偏差（mr） 地鐵隧道 公路隧道 水工隧道 檢驗(yàn)方法 檢查頻率 隧道軸線

8、平面位置 50 75 100 經(jīng)緯儀測(cè)中線 1 點(diǎn)/環(huán) 隧道軸線高程 50 75 100 水準(zhǔn)儀測(cè)高程 1 點(diǎn)/環(huán) 施工中管片拼裝允許偏差和檢驗(yàn)方法應(yīng)符合表 945 的規(guī)定 項(xiàng)目 允許偏差（mm） 檢驗(yàn)方法 檢查頻率 地鐵隧道 公路隧道 水工隧道 襯砌環(huán)直徑橢圓度 5 %o D 6 % D 8 D %o 尺量后計(jì)算 4 點(diǎn)/環(huán) 相鄰管片的徑向錯(cuò)臺(tái) 5 6 8 用尺量 4 點(diǎn)/環(huán) 相鄰管片的環(huán)向錯(cuò)臺(tái) 6 7 9 用尺量 1 點(diǎn)/環(huán) 注：D 為隧道的外直徑，單位：mm 五、拼裝常見(jiàn)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施 1 管片錯(cuò)臺(tái) （1） 錯(cuò)臺(tái)的概念及分類 盾構(gòu)管片錯(cuò)臺(tái)包括徑向錯(cuò)臺(tái)、環(huán)向錯(cuò)臺(tái)。徑向錯(cuò)臺(tái)是指一環(huán)管片內(nèi)，兩

9、塊相 鄰管片接縫處存在的徑向相對(duì)位移。 環(huán)向錯(cuò)臺(tái)是指相鄰兩環(huán)管片之間環(huán)向接縫處存 在的相對(duì)位移。 （2） 導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)的原因 管片錯(cuò)臺(tái)是拼裝好的管片同一環(huán)各片，或者是管片與管片之間的內(nèi)弧面不平 整。管片的錯(cuò)臺(tái)，一般是由于受力不均勻造成的；當(dāng)某點(diǎn)的集中荷載超過(guò)了設(shè)計(jì)極 限后，必然會(huì)導(dǎo)致管片的相對(duì)位移。 線路位于曲線段和軟硬不均地層時(shí)，容易產(chǎn)生管片錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。這是由于在曲 線段盾構(gòu)掘進(jìn)，千斤頂推力將會(huì)給管片產(chǎn)生一個(gè)向外的分力， 管片自然就會(huì)向外產(chǎn) 生位移，從而引起錯(cuò)臺(tái)的發(fā)生。同理，在軟硬不均地層中掘進(jìn)，由于地層物理力學(xué) 性能差異，導(dǎo)致管片姿態(tài)容易跑偏從而產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。 盾構(gòu)機(jī)各組千斤頂油缸推力不同，導(dǎo)致各管

10、片塊體所受千斤頂?shù)耐屏Σ煌?在管片通縫拼裝的情況下，容易使管片產(chǎn)生縱向錯(cuò)臺(tái)。 管片安裝時(shí)，在盾尾殘留的渣土未清理干凈，尤其是底部，有時(shí)是盾尾漏泥 沙，清理困難，在此位置的某片管片很難就位，甚至螺栓難以插入，造成錯(cuò)臺(tái)。由 于采用人工操作機(jī)械安裝，安裝時(shí)不按照規(guī)范要求作業(yè)，未調(diào)整好管片內(nèi)環(huán)面平整 度，引起錯(cuò)臺(tái)。管片安裝完畢后，管片螺栓未按照要求復(fù)緊造成錯(cuò)臺(tái) 注漿量和注漿壓力不均引起錯(cuò)臺(tái)。 在施工過(guò)程中， 管片與圍巖之間的環(huán)形間 隙采用同步注漿模式充填快凝漿， 并且間隔一定環(huán)數(shù)進(jìn)行二次補(bǔ)注漿。 注漿壓力過(guò) 大或過(guò)小，都將導(dǎo)致管片所受徑向壓力不同而產(chǎn)生徑向錯(cuò)臺(tái)；注漿壓力不均也導(dǎo)致 管片各部位受力不均

11、，亦導(dǎo)致管片發(fā)生錯(cuò)臺(tái)。 管片上浮， 可造成管片錯(cuò)臺(tái)。 尤其在圍巖很穩(wěn)定的地層中， 當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)速度 較快時(shí)，如果沒(méi)有立即采取防止隧道管片上浮的措施， 隧道管片的上部會(huì)發(fā)生連續(xù) 的“疊瓦式”錯(cuò)臺(tái)。 （3）.錯(cuò)臺(tái)的控制措施 根據(jù)以上分析，管片錯(cuò)臺(tái)的相應(yīng)防治措施有： 優(yōu)化線路曲線設(shè)計(jì)，盡量避免小半徑的曲線段；選擇合理類型的管片，轉(zhuǎn)彎 管片的比例必須達(dá)到實(shí)際施工的需求；嚴(yán)格控制管片螺栓的質(zhì)量。 加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中的參數(shù)控制， 盾構(gòu)姿態(tài)應(yīng)與線路姿態(tài)相吻合； 糾偏幅度 控制在土（56） mm；油缸行程上下左右控制在 40mn 范圍內(nèi)；加強(qiáng)盾尾間隙的量測(cè) 頻率，一般應(yīng)為 2 次，掘進(jìn)結(jié)束時(shí)量測(cè) 1 次，管片拼

12、裝前量測(cè) 1 次，以管片拼裝前 量測(cè)的結(jié)果作為最終管片選型的依據(jù)；盾尾間隙要盡量均勻。 嚴(yán)格注漿管理，根據(jù)不同地層，調(diào)整不同的注漿方式，控制注漿壓力，若地 質(zhì)條件復(fù)雜，地面沉降大，注漿壓力不能超過(guò)其設(shè)計(jì)壓力的 25%同步注漿應(yīng)與盾 構(gòu)掘進(jìn)緊跟，每一環(huán)的注漿量應(yīng)保證在理論壓漿量的 130%-250%取 200%t 算）， 否則進(jìn)行補(bǔ)充注漿。 安裝管片時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范，螺栓緊固嚴(yán)格執(zhí)行“三次緊固”的原 則。 （第一次：管片拼裝中第一次緊固，緊固扭矩大小為設(shè)計(jì)的 50%第二次：管 片拼裝結(jié)束第二次緊固，緊固扭矩大小為設(shè)計(jì)的 75%第三次：管片出盾尾位置后 第三次緊固，緊固扭矩大小為設(shè)計(jì)的 1

13、00%） 2、管片破損 （1） 管片破損的形式 管片在運(yùn)輸、安裝過(guò)程中，因各種原因，會(huì)造成不同程度的少量外脫缺陷， 主要表現(xiàn)為：螺栓孔混凝土崩裂、崩角、崩邊，吊裝孔混凝土崩裂、裂縫等） （2） 導(dǎo)致管片破損的原因 管片破碎原因很多，主要有管片本身質(zhì)量問(wèn)題、拼裝工藝問(wèn)題、掘進(jìn)參數(shù)未 完善問(wèn)題、二次注漿問(wèn)題 1) .管片拼裝前導(dǎo)致管片破損的原因如下： 管片生產(chǎn)過(guò)程中因混凝土原材料問(wèn)題、配合比問(wèn)題和養(yǎng)護(hù)問(wèn)題而產(chǎn)生收縮裂 縫。 管片運(yùn)輸、翻轉(zhuǎn)、堆放以及吊裝過(guò)程中發(fā)生掉角、破損現(xiàn)象，嚴(yán)重影響外觀 質(zhì)量和拼裝質(zhì)量。 管片在止水材料和傳力襯墊粘貼時(shí)， 必須按照規(guī)定進(jìn)行粘貼， 防止由于粘貼 不正確造成管片在拼

14、裝時(shí)受力不均而碎裂。 2) .管片拼裝導(dǎo)致破損原因如下： 拼裝時(shí)， 由于管片環(huán)面之間及相鄰兩塊管片間接觸面達(dá)不到理想的平行狀態(tài)， 使得襯砌角部先受力而產(chǎn)生應(yīng)力集中，而導(dǎo)致管片角部破碎。 封頂塊拼裝時(shí)，由于先行拼裝的 5 塊管片圓度不夠，兩鄰接塊間的間隙太小， 把封頂塊強(qiáng)行頂入，導(dǎo)致封頂塊及鄰接塊接縫處管片破碎， 破碎部位發(fā)生在鄰接塊 上部及封頂塊兩側(cè)。 千斤頂推力過(guò)大或者作用面不平整， 導(dǎo)致管片與千斤頂撐靴接觸的部位混凝 土裂縫甚至破碎。 拼裝時(shí)螺栓難以穿入螺栓孔，敲打螺栓造成破損。 3) .錯(cuò)片拼裝后導(dǎo)致管片破損的原因如下： 同步注漿后， 隧道上部的漿液會(huì)逐漸向下部流動(dòng)， 形成下部漿液多而上

15、部漿 液少的狀況，引起管片上浮，上部管片與盾構(gòu)機(jī)內(nèi)殼間隙減少，推進(jìn)時(shí)造成管片破 碎。 管片姿態(tài)還未完全穩(wěn)定前，當(dāng)二次注漿壓力不均勻時(shí)，會(huì)使部分管片產(chǎn)生位 移，位移管片與未發(fā)生位移的管片相互擠壓會(huì)形成應(yīng)力集中， 容易產(chǎn)生環(huán)向破碎現(xiàn) 象。 (3) 管片防破損控制 管片破損常常是一種或一種以上因素綜合作用的結(jié)果， 經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析再采取 針對(duì)性措施進(jìn)行處理，可以減少管片破損現(xiàn)象的發(fā)生。 1) .搬運(yùn)、堆放管片時(shí)的針對(duì)性措施如下： 在搬運(yùn)過(guò)程中輕吊慢放，著地時(shí)要平穩(wěn)；堆放時(shí)不宜超過(guò) 3 層，并正確擺放 墊木。 吊放管片不得使用鋼絲繩，應(yīng)采用吊裝帶吊裝。 選擇、擺放好墊木，在管片車上管片擱置部位設(shè)置橡膠條，

16、 以起到緩沖作用。 按要求貼好角部止水橡膠條、傳力襯墊、橡膠板。 2) .管片拼裝時(shí)的針對(duì)性措施如下： 拼裝前，先測(cè)量前一環(huán)各管片之間的相互高差，包括環(huán)向和徑向。根據(jù)實(shí)測(cè) 數(shù)據(jù)，調(diào)整已粘貼好的糾偏鍥子，以保證拼裝后環(huán)面的平整度。 拼裝前清理上一環(huán)管片上的泥塊及泥漿，保證環(huán)面清潔，無(wú)渣泥。 拼裝時(shí)保證初襯砌環(huán)圓度， 塊與塊不錯(cuò)位。 推進(jìn)油缸的伸縮順序應(yīng)與管片拼 裝順序一致。 管片拼裝過(guò)程中切忌野蠻操作，強(qiáng)行插入和敲打。 3) .推進(jìn)時(shí)針對(duì)性措施如下： 推進(jìn)前應(yīng)仔細(xì)觀察千斤頂撐靴與管片環(huán)面接觸的平整度， 對(duì)不平整處可增設(shè) 橡膠楔子來(lái)調(diào)整，確認(rèn)平整后再開(kāi)始推進(jìn)。 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，千斤頂推力設(shè)定一般不大于千斤頂最大推力值的 2/3，操作過(guò) 程中嚴(yán)格控制千斤頂編組壓力差。 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，及時(shí)根據(jù)