管片选型及拼装作业指导书

管片选型及拼装作业指导书

1.目的及范围

编制管片的选型及拼装施工技术措施，对施工做以指导，保证管片的拼装质量，达到施工及验收要求。

目前国内常见的管片形式为通用环和标准环加左、右转弯环管片。因此，主要介绍这两类型管片的施工技术。

2.编制依据

2.1 管片设计要求； 2.2 适应隧道设计线路； 2.3 适应盾构机的姿态。

3.职责

管片拼装职责表

序号 部门 人员 人数 职责 审核管片选型及拼装的方案及技术1 项目总工 总工程师 1人 交底、安全交底，对区间隧道的管片拼装做总体筹划，并负责管片选型拼装的配合协调工作。 负责管片选型及拼装的方案制定，下2 施工技术部 技术主管 队长 1人 1人 发管片选型及拼装施工技术交底及安全交底。 监管管片选型及拼装过程。 具体实施盾构机姿态的检查及盾尾3 盾构队 土建工程师 1人/班 间隙，选择出最佳的管片选型，并指导管片拼装手实施。 管片拼装手 1人/班 按照土建工程师所选择出的管片选型进行管片拼装 备注 4.施工工艺、方法及主要技术措施

4.1 施工工艺及流程

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管片止水条及衬垫粘贴管片选型、下井和运输组织盾构掘进管片吊装卸车、管片短驳掘进1.2m盾尾的清理管片螺栓的连接推进缸顶紧就位管片整圆器就位管片环脱离盾尾后的二次紧固缩回安装位置油缸 管片就位 图4.1-1 管片安装工艺流程图 4.2 施工方法 管片的形式为平板型单层管片衬砌，衬砌环纵、环缝均采用弯螺栓连接， 通过合理的管片选型使管片错缝拼装。 4.2.1 管片的拼装点位 4.2.1.1 通用性管片

管片为双面楔形通用管片，衬砌环纵采用12根弯螺栓连接，环缝采用16根弯螺栓连接。

根据管片环向16个螺栓孔，将管片按照钟表的方向平均分为16个点位，通过管片的选型，以达到错缝拼装的要求。

表4.2.1-1 管片拼装点位表

12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 × — √ × — √ × × √ × × √ — × √ — 13 — × — √ × — √ × × √ × × √ — × √ 14 √ — × — √ × — √ × × √ × × √ — × 15 × √ — × — √ × — √ × × √ × × √ — 16 — × √ — × — √ × — √ × × √ × × √ 1 2 3 4 5

√ — × √ — × — √ × — √ × × √ × × × √ — × √ — × — √ × — √ × × √ × × × √ — × √ — × — √ × — √ × × √ √ × × √ — × √ — × — √ × — √ × × × √ × × √ — × √ — × — √ × — √ × 2

6 7 8 9 × × √ × × √ — × √ — × — √ × — √ √ × × √ × × √ — × √ — × — √ × — — √ × × √ × × √ — × √ — × — √ × × — √ × × √ × × √ — × √ — × — √ 10 √ × — √ × × √ × × √ — × √ — × — 11 — √ × — √ × × √ × × √ — × √ — × （竖列表示拼装好的管片，横向：√-表示可选后续的管片；×-表示不可选后续的管片）

4.2.1.2 标准环加左、右转弯环管片

管片为双面楔形通用管片，衬砌环纵采用12根弯螺栓连接，环缝采用10根弯螺栓连接。

根据管片环向10个螺栓孔，将管片按照钟表的方向平均分为10个点位，通过管片的选型，以达到错缝拼装的要求。管片的点位可划分为两类，一类为1点、3点、5点、8点、10点；二类为11点、2点、4点、7点、9点，同一类管片不能相连。

表4.2.1.2-1 管片拼装点位表

点1点 2点 3点 4点 5点 7点 8点 9点 10111点 2点 3点 4点 5点 7点 8点 9点 × √ × √ × √ × √ × √ √ × √ × √ × √ × √ × × √ × √ × √ × √ × √ √ × √ × √ × √ × √ × × √ × √ × √ × √ × √ √ × √ × √ × √ × √ × × √ × √ × √ × √ × √ √ × √ × √ × √ × √ × 10× √ × √ × √ × √ × √ 11√ × √ × √ × √ × √ × 4.2.2 隧道管片排序 鉴于管片拼装的规律性，所以盾构施工前必须对隧道管片做好排序，并根据设计，模拟出联络通道和泵房位置，管片拼到联络通道处时，点位要正好和设计点位符合，否则联络通道位置会被改变。

管片排序时，要优化洞门的长度，在武汉洞门长度要求在400mm～800mm，一环管片的长度是1500mm，在条件允许的条件下，通过调整始发负环的位置，把每节隧道两端的洞门长度之和控制在1500mm以内，当隧道长度除以管片长度的余数大于两倍最小洞门宽度800mm（各地洞门的最小宽度要求不同）时，就取余数的一半为洞门长度。

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4.2.3 管片的选型

管片选型的原则有两个：①、管片选型要适合隧道设计线路；②、管片选型要适应盾构机的姿态。

4.2.3.1 管片选型要适合隧道设计线路

根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向，分为左转弯、右转弯、直行三类。通过管片的旋转及选型，使管片符合设计线路要求。 4.2.3.2 管片选型要适应盾构机的姿态

管片是在盾尾内拼装，所以不可避免的受到盾构机姿态的约束。管片要尽量垂直于盾构机轴线，让盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。同时也要兼顾管片与盾尾之间的间隙，避免盾构机与管片发生碰撞而破损管片。当因地质不均、推力不均等原因，使盾构机偏离线路设计轴线时，管片的选型要适应盾构机的姿态。

以海瑞克盾构机为例，根据盾构机姿态选管片的计算方法如下： 假定push rams(推进油缸)行程：上：1850 mm 下：1830 mm 左：1820 mm 右：1840 mm Articulation ramas（铰接油缸）行程上：80 mm 下：70 mm 左：62 mm 右：75 mm

盾尾间隙：上：65 mm 下：80 mm 左：60 mm 右：90 mm

因推进油缸、铰接油缸安装在中盾上，反力支座在同意不部位，所以推进油缸的行程差减去铰接油缸的行程差是管片要校正的偏移量。

上下（上减下）：（1850-1830）-（80-70）=+10mm 右左（右减左）：（1840-1820）-（75-62）=+7mm

盾构机油缸的行程差大于5mm时，下一环所选楔型环管片的最大楔形量应处于右上方，管片走向应左向下。

如果盾尾和管片都处于真圆状态，上下盾尾间隙之和、及左右盾尾间隙之和分别等于150mm。所选管走向应使盾尾间隙趋于均等。

盾尾间隙差：上下（上减下）： 65-80=-15mm

右左（右减左）： 90-60=+30mm

通过盾尾间隙判断，下一环管片走向应该是右下方。

在进行管片选型的时候，只有盾尾间隙接近警戒植（60mm）时，才根据盾尾

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间隙选择管片。 4.2.4 管片的拼装 4.2.4.1 拼装机械设备

管片安装器整体外形为一圆环状，套装在2个安装器行走悬伸臂上，主要用于管片的拼装衬砌。其安装头具有6个自由度，包括随安装器的前后移动、旋转运动、伸举运动和绕管片自身的三轴旋转运动，管片安装手通过操作控制台能够精密控制管片的动作和定位。

管片安装器由液压驱动，安装器旋转的旋转角度在±200°范围。 4.2.4.2 管片的堆放运输

1、管片出厂前逐片进行尺寸、外观的检测，不合格者不允许出厂。外观的检测内容有： 管片表面光洁平整，无蜂窝、露筋，无裂痕、缺角，无汽、水泡，无水泥浆等杂物；灌浆孔螺栓套管完整，安装位置正确。轻微的缺陷进行修饰，止水带附近不允许有缺陷。

2、达到龄期并检验合格的管片有计划的由平板车运到施工现场，管片运输时之间用垫木垫实，以免使管片产生有害裂纹，或棱线部分被碰坏。

3、管片到达现场后由龙门吊卸到专门的管片堆放区。管片堆放区应选择适当，以免因其自重造成场所不均匀沉降和垫木变形而产生异常的应力和破裂。在卸之前对管片进行逐一的外观检测，不符合要求（裂缝、破损、无标志等）的管片立即退回。管片吊放到两节拖车上，之间用10cm×10cm方木垫隔，拖卡上也预先安放了方木垫块以方便管片堆放。

管片贴密封垫后，经专人检查合格（位置、型号、粘结牢固性等）才可吊下隧道使用。储存时，必须注意，不能让油类、泥等异物污损管片，混凝土管片的接头配件确保不发生腐蚀。

4、管片下井采用龙门吊进行。洞内运输采用电瓶车牵引管片车运输。管片车上的管片堆放有序，堆放次序是依据下一环的管片安装顺序，示意图如下。

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