浅谈预制拼装地下廊道双模掘进机在综合管廊项目的应用

黄伸龙

（中交二航局成都城市建设工程有限公司，四川 成都 610000）

预制综合管廊接缝处是结构薄弱部位，接缝防水性能是影响预制拼装综合管廊结构安全和耐久性的关键技术问题。本文结合建设北路北延线（蜀龙路五期）项目（二期）工程综合管廊工程，探讨预制管片接缝防水施工技术。

1 工程概况

建设北路北延线（蜀龙路五期）项目（二期）工程综合管廊工程预制段设计为全预制管片，使用二航局自主研发预制拼装地下廊道双模掘进机、基于双模掘进机（以下简称设备）的机械化快速施工工法进行施工。预制段桩号为G1 2+45～G110+05，长度为760m。在G12+45～G12+75设置始发基坑，完成掘进机的拼装后下放首环管片，在G110+05完成最后一环管片的拼装，并在接收基坑内完成设备拆卸。预制段共389环，管片采用“分块式”“马蹄形”断面；每环管片由5块管片拼装组成，分块位置设置在受力较小位置，包括顶板、底板、侧弧板、中隔板4类共5块，管片采用工业化预制技术批量生产。本工程位于成华区，线路区地处川西成都平原，属暖湿亚热带太平洋东南湿润季风气候区。总特点是春旱、夏热、秋雨、冬暖，四季分明，气候温和，雨量充沛，夏无酷暑，冬少严寒。多年平均气温16.1℃，极端最高气温39.43℃，极端最低气温-4.6℃；多年平均降雨量894.4mm，年降雨日104天，最大日降雨量167.0mm，降雨主要集中6、7、8三个月，降水量约占全年总量的60%～80%。

2 预制综合管廊接缝防水结构设计

综合管廊管片接缝采用防水密封垫镶嵌，使用JH-C3000自黏聚合物改性沥青防水卷材进行铺贴，铺贴完成后使用M15砂浆进行注浆密封防水。

2.1 主要防水材料

预制综合管廊接缝使用主要材料包括三元乙丙橡胶弹性密封垫、H-C3000自黏聚合物改性沥青防水卷材以及M15防水砂浆。

2.2 弹性密封垫断面结构选用

拟定选用的3种断面方案，建立长度为600mm的密封垫进行分析，采用三维设计软件CATIA进行密封垫的结构设计，具体结构见图1。

图1 方案一、方案二、方案三（从左至右）

2.3 密封垫的变形分析

在外部压力的作用下，密封垫内空间的形状和大小不同，内空间最终的变形存在很大的差异。如下图2可以看出，与方案一和方案二对比，方案三结构变形后内孔形成的尖角相对较多。尖角会产生明显的应力集中。其形成的内孔大小和形状最终会影响密封垫的变形。

图2 方案一、方案二、方案三（从左至右）

2.4 压力分析

根据试验测试管环顶推装配压力与三元乙丙橡胶弹性密封垫变化关系；然后，使用有限元仿真分析其压力-曲线。通过仿真分析得到三种方案压力-位移曲线图与试验得到的装配压力-张开量曲线图进行对比，得出方案一结构近似试验结果。

结合压力分析，以及密封垫的变形分析弹性密封垫结构最终决定选用方案一结构。

3 预制综合管廊接缝防水施工

3.1 密封垫安装

（1）管片粘贴沟槽处理。使用钢丝刷清除管片预粘贴槽中的水泥屑、沙粒、灰尘、异物，使预留槽中保持清洁。

（2）管片与密封垫涂胶。管片密封垫涂刷胶粘剂，涂刷要均匀，注意一定要100%覆盖密封垫底面和侧面。胶水需搅拌均匀，并经常搅动。

（3）胶粘剂晾干。刷胶后需要3～5min的风干时间，具体时间根据施工的天气气温情况而定，待溶剂发挥至用手轻触胶膜稍粘而不沾手时，方可将密封垫放入管片槽中安装。

（4）管片密封垫四角安装。采用四角定位法，先把四个角装入（两边各安装进30cm），角度应与管片保持一致。该步骤特别重要，直接影响防水的效果，应特别注意。

（5）管片接缝弹性密封垫应被完全压入密封垫沟槽内，密封垫沟槽的截面积应大于或等于密封垫的截面积，其关系宜符合下式：A=(1～1.15)A0。

式中，A为密封垫沟槽截面积；A0为密封垫截面积。

（6）管片密封垫直条安装。待角部安装后，将其余直条部分的密封垫安装进管片槽，先短边后长边，从中间往两边进行安装。

（7）管片与密封垫涂胶。使用木锤或橡胶锤均匀敲击密封垫，使其与管片粘接牢固。

（8）停放时间。管片专用胶粘剂属于室温硫化型，在粘贴12小时后可以达到使用强度，时间越长，强度等级越高。胶粘剂未达到使用强度前禁止使用。

3.1.1 拼装施工对密封垫的影响

管片A块作为定位块，其位置偏差多少决定着整环管片弹性密封垫挤压密实的好坏。偏差过大会导致管片错台，影响后续管片拼装。在使用吊带进行拼装时，存在一定的扰动。

接缝处容易发生错台，从而导致三元乙丙橡胶弹性密封垫未能挤压密实，其密封效果降低，防水性能减弱。

3.1.2 解决思路及注意措施

预制管片吊装过程中派专人指挥，防止管片被磕碰，损坏管片及弹性密封圈。吊装A块至中仓底部油缸上后，静放一段时间，待A不在晃动，使用钢尺测验左右两侧与前一环管片A块是否对齐，存在错台现象，立即指挥设备吊钩进行调节，其误差范围控制在2～3mm以内。再使用水平尺子验测与前一环A块是否在同一水平位置，采用底部油缸进行升降调平。管片吊运至拼装位置后，贴靠管片企口处，静止2min,检查管片是否平顺、平衡。检查无误后在进行管片对位靠拢，靠拢过程中，安装人员时刻对管片位置进行微调，保证管片能顺接嵌入。

3.2 管环灌浆

（1）管环注浆施工存在的问题。按照原设计利用设备自身注浆系统对管片底部、管片两侧1.6m高度范围内注浆施工，材料为M15防水砂浆；管片两侧1.6m高度以上至管片顶部0.5m范围内进行二次注浆施工；会导致设备无法进行推进。

（2）解决思路及措施。结合现场实际情况分析，利用设备自身注浆系统对管片底部、管片两侧1.6m高度范围内注浆施工。材料采用M15防水砂浆。同时，施工过程中及时总结、调整跟进注浆时间、注浆压力、浆体配比、速凝剂掺量等。

3.3 防水卷材粘贴

管环外侧表面以及接缝位置人工清理干净，洗掉尘土颗粒，保证接缝及外侧表面无杂物、无粉细残留料。在填筑防水涂料时振捣密实。粘贴防水卷材，对存在有未粘贴密实的进行排气压，特别对存在十字缝处，需要仔细处理，保证防水卷材粘贴处无空鼓、翘边、皱褶、滑移现象，最后采用人工对防水卷材进行末端收头及封边处理。

3.4 接缝渗水解决思路及措施

对管片接缝处渗漏明水的环、纵缝采取注浆止水，在渗漏部位周围无明水渗出的纵、环缝部位骑缝垂直钻孔至遇水膨胀止水条处或弹性密封垫处，并在孔内形成有环氧树脂灌浆材料或其他密封材料形成浆液阻断点。

4 结语

建设北路北延线（蜀龙路五期）项目（二期）工程综合管廊工程采用预制综合管廊接缝防水施工技术，经过实践验证，其接缝处防水性能基本满足设计规范要求，但在回填管片不透水土人工夯实施工工艺较为繁琐，且回填质量波动较大，有待优化提高。