大直径泥水盾构管片拼装技术控制

樊济新

(中铁十七局集团第六工程有限公司，福建厦门361000)

1 工程概况

南京地铁十号线TA03标中间风井—江心洲站区间起点里程右CK11+251.067，终点里程右CK14+851.141，全长3 600.074 m，为单洞双线断面，采用盾构法施工。盾构隧道管片内径10.2 m，外径11.2 m，厚度0.5 m，环宽2 m。管片衬砌圆环为C60P12钢筋混凝土结构，共分为8块，结构形式为5(标准块)+2(邻接块)+1(K块)。管片衬砌分块组成图见图1。

2 大型管片的拼装特点及难点

大型管片的制作与拼装都要求具有较高的精度，这给实际操控带来一定的挑战和难度。每块预制管片的弧长和环宽限值都要求不大于5 mm。拼装的精度要求：管片环缝张开量小于3 mm，管片纵缝张开量不大于3 mm，相邻管片环间高差不大于6 mm，相邻管片环面平整度不大于5 mm，同一环相邻管片的纵缝错台不大于2 mm。

由于本区间盾构隧道施工难度大，切口水土压力大，为了使得管片纵缝的密封质量真正达到能有效密封防水的效果，能够抵抗高水压条件下的密封压力。在进行管片拼装的时候，每块管片之间的拼缝必须达到零压缩。另外，管片装配时的力较大，这对拼装工艺控制提出很高的要求。

3 管片拼装操作方法

3.1 管片点位选择

本工程区间隧洞平面线型属于直线线型。在进行管片点位选择的时候，管片安装完毕后的盾尾间隙应达到下环掘进极限值，使盾尾间隙得到充分的保证，盾尾间隙宜为70 mm～100 mm，这样可以预防盾尾接触管片而使得盾尾密封刷或管片遭到损坏。另外，在管片安装之前，必须按照盾尾间隙大小、油缸的行程选择好将要安装管片的点位。拼装管片时，必须采用错缝拼装，严禁通缝拼装。在进行盾尾间隙纠偏时，在保证线路中心偏差满足要求的情况下，为确保拼装速度及拼装安全，尽量选择封顶块位于隧道上半部的拼装组合。

3.2 管片拼装

实际操作中，当盾构机前进到预定长度的时候，同时当计划安装封顶块部位的油缸行程大于2 700 mm之时，应停止盾构掘进，开始管片拼装。管片拼装的工艺流程见图2。

为了确保管片的拼装质量，安装前应对作业区域的油脂污物进行清理，保证作业面的洁净；另外还应对环管片端部的密封条进行检查，看其粘贴得是否密实，是否有脱落的现象，检查螺栓和相关的工具是否已经准备到位。若以上这些检查项目都达到要求，方可开始进行下面的操作。采用喂片机将管片按照预定的拼装顺序送至拼装机位置，然后由拼装机采用真空吸盘将管片提起安装到预定的位置。

进行管片安装时，应当从隧洞底部开始，遵循从下往上的原则。每环管片根据点位的不同，安装顺序也不同。如果F块确定在顶部1号点位，则采取对称拼装标准块(B1～B5),然后再拼装邻接块(L1，L2)，最后安装封顶块(F)，拼装顺序为：B3→B2→B4→B1→B5→L1→L2→F。如果点位确定在底部11号点位，则采取从下至上拼装，拼装顺序为：L1→B1→B2→B3→B4→B5→L2→F。每块管片安装完成后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，立即将管片纵环向连接螺栓插入连接紧固，然后移开管片拼装机。

在安装最后一块管片(F块)时，要将F块两侧的密封条进行润滑处理，主要采用工业凡士林润滑。安装时先径向插入1 600 mm左右，精确调整位置后，用相应的推进油缸将其顶推到位。

当整环管片拼装完成后，进行第一次螺栓紧固作业，之后开始下一环掘进作业。待此环管片被送至盾尾密封部位后，并且盾尾刷对管片的挤压变形得以充分释放之后，对螺栓进行二次紧固。当整环管片都从盾尾脱出之后，再进行第三次螺栓紧固作业，以防止后期变形量增大以至于出现较大错台，影响隧道整体质量。

3.3 管片拼装注意事项

管片拼装前，检测真空吸盘密封条密封情况，如密封效果达不到要求，要及时更换，防止管片拼装过程中真空吸盘吸引力不足导致管片脱落。

管片拼装过程中，严禁损坏密封条，如果发现密封条损坏或脱落情况，应及时更换新的密封条并粘贴牢固，确保密封止水效果。

管片拼装完毕之后，推进油缸应及时伸出，然后务必对螺栓进行紧固，确保密封条和管片表面之间能紧密接触，这样可以防止在油缸推进的过程中由于邻近管片错动而使得密封条发生错位，使得管片密封的防水质量得不到保证。

4 结语

良好的管片预制质量、控制较好的盾构姿态及不过度纠偏是确保大型管片拼装精度的前提。管片纠偏时，盾尾应控制在5 mm～10 mm，机器前端应控制在10 mm～20 mm。根据盾构姿态、油缸行程、盾尾间隙等因素来确定管片点位选型。管片安装就位后，应对相邻管片的高差和端面平整度进行测量，控制在2 mm之内。必须三次紧固管片螺栓。同时，及时进行同步注浆，对管片背后进行充分的填充，并应确保同步注浆的质量，千万不可为追求施工进度而忽视同步注浆的质量，这样才能将后期变形控制在要求的范围内，使成型隧洞的管片拼装精度和密封防水质量达到相关要求。

通过本工程实践，采用以上操作工艺，大直径盾构隧道中的管片拼装精度控制在允许的误差范围内，成型隧道防水效果较好，且管片表面平整光洁，美观。本工程的做法和技术参数可用于类似工程参考，具有指导当前国内大直径盾构管片拼装的意义。