盾構(gòu)管片拼裝施工技術(shù)

1、一、管片拼裝工藝流程盾構(gòu)管片拼裝的施工流程： 管片進(jìn)場(chǎng)檢查粘貼防水材料由技術(shù)人員和質(zhì)檢員檢查防水材料粘貼情況吊裝下井電瓶車將管片運(yùn)至盾尾盾尾清理縮回安裝位置油缸管片就位拼裝管片管片螺栓連接管片脫離盾尾后二次緊固螺栓。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

2、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，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，

3、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)后由龍門吊卸到專門的管片堆放區(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

4、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，由下部開始，先裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊（或鄰接

5、塊），再對(duì)稱安裝標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后安裝封頂塊，封頂塊安裝時(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(1800mm)以上方可拼裝管片，以防損

6、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300Nm6.正式進(jìn)洞后，錯(cuò)縫拼裝的管片封頂塊位置為±90o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

7、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隧道軸線平面位置±50±75±100經(jīng)緯儀測(cè)中線1點(diǎn)/環(huán)隧道軸線高程±5

8、0±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9.4.5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 D±6 D±8 D尺量后計(jì)算4點(diǎn)/環(huán)相鄰管片的徑向錯(cuò)臺(tái)568用尺量4點(diǎn)/環(huán)相鄰管片的環(huán)向錯(cuò)臺(tái)679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

9、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

10、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，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

11、“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±(56) mm；油缸行程上下左右控制在40mm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

12、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%計(jì)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100%。）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

13、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

14、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

15、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，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)