接驳器技术在预制管片应用

李海丰

摘要对接驳器技术的特点、原理，以及施工中应注意的事项作了简要论述，结合轨道交通11号线隧道施工内部结构，分析内部结构施工风险性，通过首次在地铁隧道管片拼接引入接驳器技术，确保了隧道内部结构的施工质量。

关键词接驳器管片风险控制地铁隧道

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1大直径地铁隧道工程特点

上海市轨道交通11号线南段工程（以下简称轨道交通11号线）起始惠南镇，终止浦惠工作井，预制管片1891环，管片外径为11360mm，内径为10400mm,环宽1500mm，混凝土设计强度C55，抗渗等级P10。

图一：隧道内部结构断面图

轨道交通11号线首次在地铁隧道施工中采用大直径隧道施工，并且首次采取在盾构法施工的大直径隧道内采取双向通车的设计方式，为了减少两辆列车的对相行驶的冲击力，在隧道内部中心断面设置了混凝土中隔墙。

2本工程施工风险分析

（1）施工结构风险因素

本工程隧道采取错封拼装，并且盾构根据隧道曲线变化，通过旋转管片拼装角度完成姿态变化，本工程的隧道顶层中心线于纵向螺栓拼接方向重合，而中隔墙的安装位置正好位于隧道顶层中心线处，导致中心线区域同时承受管片与管片的环、纵向拉、压应力，还承受由于双向列车行驶对中隔墙的冲击力，中隔墙与管片拼接质量十分重要。

（2）施工进度风险因素

本工程隧道内径为10400mm，由于隧道施工工艺的要求，在隧道推进过程中，由于口字件上部需要铺设轨道以配合隧道施工的车辆行驶，整个推进完成前不能够进行中隔墙的施工，否则会产生交叉作业，不能满足盾构正常推进要求。

3内部结构工程拼接方案

（1）植筋工艺

在以往的隧道内部结构拼接部位施工中，大多采取植筋工艺进行施工,其主要技术特点如下：

①对原结构的基材不产生膨胀力，适用于有一定边距、间距的部位。

②施工较快捷简单，有一定的硬化时间要求。

③能够承受一定的承载力（剪力、拉力）。

（2）接驳器工艺

接驳器技术就是将钢筋连接端头采用专用的设备和工艺，通过滚丝轮直接将钢筋端头滚轧成直螺纹，并用相应的连接套筒将两根待接钢筋连接成一体的钢筋接头技术,抗拉强度可提高6%～8%，从而可使滚轧直螺纹接头部位的强度大于钢筋母材的实测极限抗拉强度。

其主要技术特点如下：

①接头强度高，连续质量稳定可靠，可充分发挥钢筋强度，用于对接头延性及抗疲劳性能要求高、低温条件下施工的各种混凝土结构。

②施工方便，质量容易控制，能够预埋于预制结构中，待施工时完成快速拼装成型的整体结构使用，减少现场施工风险，拼接只需用钢钳或力矩扳手旋紧即可。

③适用范围广，不受环境、气温的影响，可对直径14mm～50mm的II、III级钢筋实现各种方向的连接。

（3）本工程拼接技术的优选

①拼接部位内部结构施工风险因素分析

根据设计图纸，在管片与中隔墙拼接部位断面结构，由于管片与管片纵向拼接要求，在管片内部设有纵向螺栓的拼接，螺栓覆盖区域为受紧固力区域，此区域内不易加设任何管片与中隔墙的拼接措施。

因此，管片与中隔墙拼接区域只能确定为中间500mm的区域内，在该区域内由于拥有内弧面Φ20、径向Φ10的螺纹钢筋，导致整个区域拼接施工区域分割为净宽为95mm、90mm、190mm、95mm的四个区域。四个区域为管片混凝土填充区域，以上四区域也必然是拼接设施的施工区域范围。

②原植筋施工工艺特点分析

在以往的内部结构施工中，采取植筋工艺进行施工，由于管片作为隧道内部结构主要受力结构，因此，如采取植筋工艺施工，必须精确采取钢筋探测仪测出钢筋处于混凝土内的位置，以便钻孔时不至于碰到钢筋。同时，由于钻孔孔径的要求，导致整个施工区域原混凝土结构变薄，最薄处仅有50mm，整个拼接区域存在多处材料拼接部位：钢筋与植筋胶部位、植筋胶于原混凝土部位，整个区域受力仅依靠植入钢筋与植筋胶的粘聚力。

整个植筋施工过程，由于隧道施工工艺因素只能在隧道环面拼接完成后施工，植筋施工的孔洞在钻孔垂直度的误差会增大，并且拼接区域位于隧道最顶部，增加了植筋胶填充钻孔孔洞饱满度的难度。

③接驳器施工工艺分析

图二：接驳器施工工艺

在轨道交通11号线南段工程6标中，我们引入接驳器施工工艺。整个工艺将拼接部位由现场施工工艺改为预制工艺，与植筋工艺具有如下优势：

改善工艺环境，确保工艺施工环境的稳定，减少由于现场施工的质量不稳定风险；

接驳器的连接钢筋于管片钢筋笼的外弧主筋焊接，确保接驳器的受力强度；

接驳器预埋于管片中，因此确保了接驳器与管片混凝土的粘聚力；

接驳器的预埋位于预制厂内，在隧道施工现场只需完成对接钢筋的旋紧，操作简单，提高了整个工程施工进度。

4预埋接驳器施工质量风险控制措施

接驳器的质量控制

接驳器加工技术施工分为套筒丝头加工和连接钢筋丝头加工两部分。首先根据设计要求选用Φ32的套筒，因为整个套筒规格为内径32、外径48、壁厚8mm、长度82mm，两个连接钢筋的拼接范围在82mm的平均分配，因此，钢筋端面必须平整确保套筒内拼接深度的要求。钢筋采取必须采取砂轮切割，对端面弯曲、马蹄严重的切去，避免在加工过程破坏刀口和影响丝头质量。通过试验报告，确认以上措施有效的确保了接驳器的质量，并且能够确保质量稳定。

钢筋笼制作

根据为了增强接驳器与管片的整体结构拼接，需接驳器与管片外弧主筋焊接，对钢筋笼制作的精度特殊性要求，要求各单体钢筋部件制作成型精度满足总装精度要求，才能确保接驳器与钢筋笼焊接到位。为此根据各单体部件和总装工艺的精度，专门加工能保证高精度的钢筋笼胎模，来达到钢筋笼的精度要求和总装的精度要求，钢筋笼的精度已经能够确保mm级，并且误差能确保在±3mm，为接驳器的焊接定位提供了良好的基础。

接驳器定位装置

接驳器与钢筋焊接时，为了确保接驳器在管片内弧面的定位准确，在钢模内模安装了定位装置。先将钢模内弧面从新整修，弧面打磨圆滑，确保钢模内弧面的曲率要求符合内径Φ10400mm的要求，再通过在内弧面通过几何划分的确定钢模内弧的中心线，通过中心线的等分完成接驳器定位装置的点位确定，经复测后的接驳器定位装置误差范围控制在±0.5mm。

接驳器丝牙密封

接驳器安装时，通过接驳器定位装置定位，接驳器套筒内部涂抹隔离油脂后，平整密贴于模具上，不能产生倾斜和位置错动现象。所有接驳器均按照精度要求准确就位，并固定牢靠后，将连接钢筋的末端与钢筋笼外弧面主筋焊接，焊接长度采取双面焊，焊接长度大于5d(d是钢筋规格尺寸)，确保混凝土振捣时不产生移位现象。

接驳器的预埋质量复查

对于成品管片的预埋接驳器质量及时复查，复查项目包括：

接驳器套筒是否有漏浆现象，对于存在漏浆现象的接驳器及时清理，由于预埋接驳器前已经涂抹密封油脂，漏浆未对丝口影响；

接驳器是否产生错位现象；

对管片预埋接驳器的纵向垂直度进行复查，控制环线偏移±0.5mm，角度偏移±1°；

接驳器检验完成后，在接驳器内部二次涂抹密封油脂，在接驳器套筒上拧入塑料螺帽，减少由于接驳器外漏引起的内部丝头锈蚀、破坏。

5结语

上海轨道交通11号线南段工程中引入接驳器工艺，是钢筋套筒连接技术首次在隧道工程中应用。实践表明，接驳器在预制构件的拼接方面较以往工艺具有：拼接强度高、工艺质量稳定、施工进度快、结构受力好等优势，在管片预制施工中预埋接驳器经济适用、技术可靠、工艺简便，能够有效保证预制构件拼接的施工质量，是隧道工程解决预制构件拼接的有效方法之一，该技术能够有效解决由于隧道结构埋深深度不断加深，引起的混凝土内部钢筋规格提高，使得连接钢筋施工区域不断缩小而引发的结构风险性，对于将来隧道工程内部结构的拼接技术发展提供了良好的技术支持。