管片選型及拼裝作業(yè)指導書

1、管片選型及拼裝作業(yè)指導書1.目的及范圍編制管片的選型及拼裝施工技術措施，對施工做以指導，保證管片的拼裝質(zhì)量，達到施工及驗收要求。目前國內(nèi)常見的管片形式為通用環(huán)和標準環(huán)加左、右轉(zhuǎn)彎環(huán)管片。因此，主要介紹這兩類型管片的施工技術。2.編制依據(jù)2.1 管片設計要求；2.2 適應隧道設計線路；2.3 適應盾構機的姿態(tài)。3.職責管片拼裝職責表序號部門人員人數(shù)職責備注1項目總工總工程師1人審核管片選型及拼裝的方案及技術交底、安全交底，對區(qū)間隧道的管片拼裝做總體籌劃，并負責管片選型拼裝的配合協(xié)調(diào)工作。2施工技術部技術主管1人負責管片選型及拼裝的方案制定，下發(fā)管片選型及拼裝施工技術交底及安全交底。3盾構隊隊長1

2、人監(jiān)管管片選型及拼裝過程。土建工程師1人/班具體實施盾構機姿態(tài)的檢查及盾尾間隙，選擇出最佳的管片選型，并指導管片拼裝手實施。管片拼裝手1人/班按照土建工程師所選擇出的管片選型進行管片拼裝4.施工工藝、方法及主要技術措施4.1 施工工藝及流程圖4.1-1 管片安裝工藝流程圖4.2 施工方法管片的形式為平板型單層管片襯砌，襯砌環(huán)縱、環(huán)縫均采用彎螺栓連接，通過合理的管片選型使管片錯縫拼裝。 管片的拼裝點位.1 通用性管片管片為雙面楔形通用管片，襯砌環(huán)縱采用12根彎螺栓連接，環(huán)縫采用16根彎螺栓連接。根據(jù)管片環(huán)向16個螺栓孔，將管片按照鐘表的方向平均分為16個點位，通過管片的選型，以達到錯縫拼裝的要求

3、。表-1 管片拼裝點位表1213141516123456789101112×××××××13×××××××14×××××××15×××××××16×××××××1×××××××2&

4、#215;××××××3×××××××4×××××××5×××××××6×××××××7×××××××8×××××××9

5、×××××××10×××××××11×××××××（豎列表示拼裝好的管片，橫向：-表示可選后續(xù)的管片；×-表示不可選后續(xù)的管片）.2 標準環(huán)加左、右轉(zhuǎn)彎環(huán)管片管片為雙面楔形通用管片，襯砌環(huán)縱采用12根彎螺栓連接，環(huán)縫采用10根彎螺栓連接。根據(jù)管片環(huán)向10個螺栓孔，將管片按照鐘表的方向平均分為10個點位，通過管片的選型，以達到錯縫拼裝的要求。管片的點位可劃分為兩類，一類為1點、3

6、點、5點、8點、10點；二類為11點、2點、4點、7點、9點，同一類管片不能相連。表.2-1 管片拼裝點位表點位1點2點3點4點5點7點8點9點10點11點1點×××××2點×××××3點×××××4點×××××5點×××××7點×××××8點××××

7、5;9點×××××10點×××××11點××××× 隧道管片排序鑒于管片拼裝的規(guī)律性，所以盾構施工前必須對隧道管片做好排序，并根據(jù)設計，模擬出聯(lián)絡通道和泵房位置，管片拼到聯(lián)絡通道處時，點位要正好和設計點位符合，否則聯(lián)絡通道位置會被改變。管片排序時，要優(yōu)化洞門的長度，在武漢洞門長度要求在400mm800mm，一環(huán)管片的長度是1500mm，在條件允許的條件下，通過調(diào)整始發(fā)負環(huán)的位置，把每節(jié)隧道兩端的洞門長度之和控制在1500mm以內(nèi)，當隧道長度除以管

8、片長度的余數(shù)大于兩倍最小洞門寬度800mm（各地洞門的最小寬度要求不同）時，就取余數(shù)的一半為洞門長度。 管片的選型管片選型的原則有兩個：、管片選型要適合隧道設計線路；、管片選型要適應盾構機的姿態(tài)。.1 管片選型要適合隧道設計線路根據(jù)隧道中線的平曲線和豎曲線的走向，分為左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、直行三類。通過管片的旋轉(zhuǎn)及選型，使管片符合設計線路要求。.2 管片選型要適應盾構機的姿態(tài)管片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免的受到盾構機姿態(tài)的約束。管片要盡量垂直于盾構機軸線，讓盾構機的推進油缸能垂直地推在管片上，這樣使管片受力均勻，掘進時不會產(chǎn)生管片破損。同時也要兼顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構機與管片發(fā)生碰撞而破

9、損管片。當因地質(zhì)不均、推力不均等原因，使盾構機偏離線路設計軸線時，管片的選型要適應盾構機的姿態(tài)。以海瑞克盾構機為例，根據(jù)盾構機姿態(tài)選管片的計算方法如下：假定push rams(推進油缸)行程：上：1850 mm 下：1830 mm 左：1820 mm 右：1840 mm Articulation ramas（鉸接油缸）行程上：80 mm 下：70 mm 左：62 mm 右：75 mm盾尾間隙：上：65 mm 下：80 mm 左：60 mm 右：90 mm因推進油缸、鉸接油缸安裝在中盾上，反力支座在同意不部位，所以推進油缸的行程差減去鉸接油缸的行程差是管片要校正的偏移量。上下（上減下）：（185

10、0-1830）-（80-70）=+10mm右左（右減左）：（1840-1820）-（75-62）=+7mm盾構機油缸的行程差大于5mm時，下一環(huán)所選楔型環(huán)管片的最大楔形量應處于右上方，管片走向應左向下。如果盾尾和管片都處于真圓狀態(tài)，上下盾尾間隙之和、及左右盾尾間隙之和分別等于150mm。所選管走向應使盾尾間隙趨于均等。盾尾間隙差：上下（上減下）： 65-80=-15mm右左（右減左）： 90-60=+30mm通過盾尾間隙判斷，下一環(huán)管片走向應該是右下方。在進行管片選型的時候，只有盾尾間隙接近警戒植（60mm）時，才根據(jù)盾尾間隙選擇管片。4.2.4 管片的拼裝4.2.4.1 拼裝機械設備管片安裝

11、器整體外形為一圓環(huán)狀，套裝在2個安裝器行走懸伸臂上，主要用于管片的拼裝襯砌。其安裝頭具有6個自由度，包括隨安裝器的前后移動、旋轉(zhuǎn)運動、伸舉運動和繞管片自身的三軸旋轉(zhuǎn)運動，管片安裝手通過操作控制臺能夠精密控制管片的動作和定位。管片安裝器由液壓驅(qū)動，安裝器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度在±200°范圍。.2 管片的堆放運輸1、管片出廠前逐片進行尺寸、外觀的檢測，不合格者不允許出廠。外觀的檢測內(nèi)容有： 管片表面光潔平整，無蜂窩、露筋，無裂痕、缺角，無汽、水泡，無水泥漿等雜物；灌漿孔螺栓套管完整，安裝位置正確。輕微的缺陷進行修飾，止水帶附近不允許有缺陷。2、達到齡期并檢驗合格的管片有計劃的由平板車

12、運到施工現(xiàn)場，管片運輸時之間用墊木墊實，以免使管片產(chǎn)生有害裂紋，或棱線部分被碰壞。3、管片到達現(xiàn)場后由龍門吊卸到專門的管片堆放區(qū)。管片堆放區(qū)應選擇適當，以免因其自重造成場所不均勻沉降和墊木變形而產(chǎn)生異常的應力和破裂。在卸之前對管片進行逐一的外觀檢測，不符合要求（裂縫、破損、無標志等）的管片立即退回。管片吊放到兩節(jié)拖車上，之間用10cm×10cm方木墊隔，拖卡上也預先安放了方木墊塊以方便管片堆放。管片貼密封墊后，經(jīng)專人檢查合格（位置、型號、粘結牢固性等）才可吊下隧道使用。儲存時，必須注意，不能讓油類、泥等異物污損管片，混凝土管片的接頭配件確保不發(fā)生腐蝕。4、管片下井采用龍門吊進行。洞內(nèi)

13、運輸采用電瓶車牽引管片車運輸。管片車上的管片堆放有序，堆放次序是依據(jù)下一環(huán)的管片安裝順序，示意圖如下。圖.2-1 管片運輸圖5、管片運到盾尾附近后，由專門設備卸到靠近安放位置的平臺上，再送到管片安裝器工作范圍內(nèi)，并被從下到上依次安裝到相應位置上。當最后一塊插入塊安裝緊固后，一環(huán)管片即安裝完畢，可以進行下一環(huán)的掘進。.3 管片的安裝管片在安裝前仍要進行一次檢查，再確認管片種類正確、質(zhì)量完好無缺和密封墊黏結無脫落，管片的吊裝孔預埋位置正確，逆止閥、封堵蓋完好無損，以及其它主要預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備齊全后，才允許安裝。每環(huán)管片安裝結束后要

14、及時擰緊各個方向的螺栓，且在該環(huán)脫出盾尾后再次擰緊。對掘進過程中出現(xiàn)的管片裂縫和其它破損，要及時觀察記錄并提醒盾構機操作手注意，并要選擇合適時間對管片進行修補。管片安裝是盾構法施工的重要環(huán)節(jié)，其安裝質(zhì)量的好壞不僅直接關系到成洞的質(zhì)量，而且對盾構機能否繼續(xù)順利推進有著直接的影響。4.3主要技術措施4.3.1管片安裝順序管片安裝采取自下而上的原則，由下部開始，先裝底部標準塊（或鄰接塊），再對稱安裝標準塊和鄰接塊，最后安裝封頂塊，封頂塊安裝時，先徑向搭接2/3，徑向推上，然后縱向插入。拼好的一環(huán)管片從盾尾脫出時，受到自重和壓力的作用產(chǎn)生變形，當變形量過大，既成環(huán)和拼裝環(huán)高低不平，影響到安裝縱向螺栓時

15、，用真圓保持器對管片進行臨時整圓。管片在防水處理前必須對管片進行清理，然后再進行密封的粘貼。安裝過程中徹底清除盾殼安裝部位的垃圾和積水，同時必須注意管片的定位精確，尤其第一環(huán)要做到居中安放。用管片拼裝機將管片吊起，沿吊機梁移動到盾尾位置。安裝時千斤頂交替收回，即安裝那段管片收回那段相對應的千斤頂，其余千斤頂仍頂緊。管片安裝把握好管片環(huán)面的平整度，環(huán)面的超前量以及橢圓度，還有用水平尺將第一塊管片與上一環(huán)管片精確找平。第二塊管片與上一環(huán)管片和第一環(huán)管片大致對準后，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)對準螺栓孔。邊拼裝管片邊擰緊縱、環(huán)向聯(lián)接螺栓。在整環(huán)管片脫出盾尾后，再次按規(guī)定扭矩擰緊

16、全部聯(lián)接螺栓。盾構始發(fā)段管環(huán)拼裝需要工具：水平尺，鋼板（2mm、4mm、5mm），銅皮（0.5mm、1mm），短螺栓，棘輪扳手、電焊機。首先要計算清楚始發(fā)部位的線路坡度,把第一環(huán)位置定準。拼裝第一環(huán)時，要注意防護尾刷，拼環(huán)前先在尾刷和油脂腔上涂滿油脂，如果盾構機是第一次始發(fā)，尾刷比較柔軟，容易壓彎，拼環(huán)時管片就可以直接壓上去，管片靠緊尾刷時，管片只能后退，不能前進，否則尾刷的鋼壓板將被破壞。若盾構機是過站始發(fā)，尾刷沒有得到很好的清理維護，彈性比較差，不易壓彎，管片不能直接向上壓，在盾尾沒有尾刷的部位把管片先定好位（在盾殼上鋪墊1m長、70mm的木條來協(xié)助拼裝機定位），盾尾間隙調(diào)整到接近理論尺寸

17、（75mm）時，用油缸配合拼裝機把管片緩緩推倒尾刷部位。盾尾油脂是易燃產(chǎn)品，在燒焊反力架和鋼管片時，小心引燃油脂。盾尾要預備滅火器。聯(lián)絡通道位置處的管片拼裝區(qū)間隧道的聯(lián)絡通道與正線隧道相接處采用鋼管片，中間預留開孔處，以通縫形式拼裝。拼裝方法與一般管片拼裝相同，但由于聯(lián)絡通道處的鋼管片的拼裝點位是已定的，因此在拼裝前最少5環(huán)應做出合理的管片選型及排版，保證普通管片與鋼管片不通縫拼裝。5.施工中常見問題及主要對策5.1選型和拼裝引起管片開裂原因分析及主要對策管片開裂原因分析因選型和拼裝引起管片開裂主要原因是拼裝不平整和選型錯誤。當管片拼裝不平整或選型錯誤時，油缸靴子與管片端面、管片與管片之間接觸

18、面不平整、或著使管片切在盾殼上，形成集中應力，易使管片開裂。示意圖如下：圖-1 管片開裂示意圖主要對策1、管片選型時，人選和機選相結合，以免出現(xiàn)錯誤，通過調(diào)整點位后也不能滿足楔形量的管片，運出隧道替換。2、注意管片拼裝平整，每一環(huán)的第一塊，需要與上以還找順。3、拼裝管片前，清理盾殼泥砂，清洗環(huán)面雜物。5.2隧道管片破裂的原因分析及主要對策管片破裂原因分析 由于管片的選型與盾構機的姿態(tài)不匹配造成管片拼裝質(zhì)量不好，導致管片所受推力不均勻，造成管片的破損。主要對策 應加強對盾尾間隙及盾構機姿態(tài)的檢查，做出最合適的管片選型。對已安裝好的管片出現(xiàn)的破損處和超過一定寬度的裂縫及所有滲水裂縫，都將進行修補處

19、理。具體辦法為選用高標號的環(huán)氧水泥砂漿回填修補，并壓實抹光，做到既能保證強度和防水效果，又能保證美觀。隧道的修補采用可移動的工作平臺。5.3管片旋轉(zhuǎn)的原因分析及主要對策管片旋轉(zhuǎn)的原因分析管片的旋轉(zhuǎn)是因為管片的拼裝長時間向一個方向順序進行拼裝所造成的，雖然不作為隧道質(zhì)量驗收項目，但管片旋轉(zhuǎn)過多時，會引起油缸靴子對管片縱縫接觸面不對撐，容易破壞管片。主要對策管片拼裝順序堅持從下到上的原則，避免長期順時針或逆時針拼裝，否則會引起管片旋轉(zhuǎn)。如果管片出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，拼管片時要有意識的反轉(zhuǎn)，一環(huán)轉(zhuǎn)2mm，很快就把管片旋轉(zhuǎn)回原位。6.施工機具及勞動力配備6.1施工機具表6.1-1 施工機具表名稱單位數(shù)量拼裝機臺1

20、拼裝機遙控器臺1棘輪扳手把2手錘把2鋼尺把16.2勞動力配備表6.2-1 施工人員表人員數(shù)量土建工程師1拼裝手1打螺栓手27.質(zhì)量控制要點及檢查標準7.1管片拼裝質(zhì)量控制成環(huán)環(huán)面控制：環(huán)面不平整度應小于5mm。相鄰環(huán)高差控制在4mm以內(nèi)。7.1.2安裝成環(huán)后，在縱向螺栓擰緊前，進行襯砌環(huán)橢圓度測量。橢圓度應小于5。7.2管片安裝中的注意事項1、管片接頭必須擰緊，為避免管片旋轉(zhuǎn)過程中安裝頭單獨承受管片重量，應將四條壓板均勻地接觸管片，避免管片拼裝過程中螺栓頭被拔出。2、管片拼裝過程中，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，將會導致K塊的位置不夠；低于相

21、鄰塊，縱縫過大，防水性降低。同時，第一塊應平整，防止形成喇叭口。3、當拼裝第五塊時，應用尺子量K塊空位的寬度，并調(diào)整第五塊，保證48±1cm或95±1cm。4、管片拼裝應滿足規(guī)范規(guī)定的偏差：高程和平面不侵限；每環(huán)相鄰管片平整度4mm；縱向相鄰環(huán)環(huán)面平整度5mm；襯砌環(huán)直徑橢圓度5。5、擰緊螺栓應確保螺栓緊固，擰緊力矩要達到設計要求300N.m。6、同一環(huán)內(nèi)各管片的相鄰位置應符合設計圖紙要求，不可互換。每環(huán)管片上有管片類型標記，環(huán)類型標記，縱縫對接標記，安裝管片時應認真查看這些標記，保證管片安裝正確；管片迎千斤頂面和背千斤頂面不同，方向不要錯裝。操作手在安裝管片時看到管片中心管片標識字符應是正確的，如果是倒置的，則管片朝向錯誤。7、管片K塊安裝方法為先縱向搭接1