盾构管片拼装施工技术

一、管片拼装工艺流程

盾构管片拼装的施工流程： 管片进场检查 粘贴防水材料 由技术人员和质检员检查防水材料粘贴情况 吊装下井 电瓶车将管片运至盾尾 盾尾清理 缩回安装位置油缸 管片就位 拼装管片 管片螺栓连接 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收

管片脱离盾尾后 二次紧固螺栓。

管片到达施工场地后，进场验收，主要的检验项目有：管片出厂合格证是否齐全有效；管片外表是否清洁；止水条、缓冲垫是否贴牢完好；管片标识（包括管片型号、模具编号、生产日期、生产厂家、合格状态）是否齐全和完整；管片是否有崩角、破损、砂眼或裂缝等；吊装孔螺栓孔是否完好，孔内是否有异物。然后由地面工程师对进场管片负责签收，并对每环管片做好标识，做到有据可查。卸货后由地面工班黏贴止水条。

2、管片拼装施工措施

管片拼装是盾构法施工的重要环节，其拼装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量，而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接的影响。因此，管片在拼装前仍要进行一次检查，再次确认管片种类正确、质量完好无缺和密封垫黏结无脱落，管片的吊装孔预埋位置正确，封堵盖完好无损，以及其他主要预埋件和混凝土的握裹牢固，管片接头使用的螺栓、螺母、垫圈、螺栓防水用密封垫等附件准备齐全后，才允许拼装。每环管片拼装结束后要及时拧紧各个方向的螺栓，且在该环脱出盾尾后再次拧紧。

3、管片的堆放运输

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，无气、水泡，无水泥浆等杂物；灌浆孔螺栓套管完整。安装位置正确。对于轻微的缺陷进行处理，止水带附近不允许有缺陷。

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

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产生异常的应力而破裂。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。

4、管片吊放及隧道内运输

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，堆放次序依据管片安装顺序摆放。

管片运到盾构机附近后，由管片吊装机卸到管片喂片机，然后送到管片安装机工作范围内，按照从下到上依次安装到相应位置上。当最后一块插入块安装紧固后，一环管片即安装完毕，可以进行下一环的掘进。

5、管片拼装

管片拼装时采用错缝拼装方式，先拼装底部标准块，然后按左右对称顺序逐块拼装两侧的标准块和邻接块，最后拼装封顶块。封顶块拼装时先搭接2/3环宽，径向推上，再纵向插入。

管片拼装过程如下：

1）用管片拼装机将管片吊起，沿吊机梁移动到盾尾位置。

2）拼装前彻底清除盾壳安装部位的垃圾和积水，同时必须注意管片的定位精确，尤其第一环要做到居中安放。

3）管片拼装采取自下而上的原则，由下部开始，先装底部标准块（或邻接块），再对称安装标准块和邻接块，最后安装封顶块，封顶块安装时，先径向搭接2/3，径向推上，然后纵向插入

4）拼装时千斤顶交替收回，即安装哪段管片收回哪段相对应的千斤顶，其余千斤顶仍顶紧。

5）管片拼装要把握好管片环面的平整度、环面的超前量以及椭圆度，还要

用水平尺将第一块管片与上一环管片精确找平。

6）第二块管片与上一环管片和本环第一块管片对准后，先纵向压紧环向止水条，再环向压紧纵向止水条，并微调对准螺栓孔。

7）边拼装管片边拧紧纵、环向连接螺栓。

8）在整环管片脱出盾尾后，再次按规定扭矩拧紧全部连接螺栓。 管片拼装的注意事项

1．每一环推进长度必须达到大于环宽300mm(1800mm)以上方可拼装管片，以防损坏封顶块止水条。

2．管片吊装头必须拧紧。为避免管片旋转过程中安装头单独承受管片重量，应将4条压板均匀地接触管片。

3．管片拼装过程中，第一块管片的位置尤为重要，它决定了本环其他管片的位置及拼缝的宽窄。管片高于相邻块，将会导致封顶块的位置不够；低于相邻块，纵缝过大，防水性降低。同时，第一块应平整，防止形成喇叭口。

4．管片拼装应满足规范规定的偏差。

5．拧紧螺栓应确保螺栓紧固，紧固力矩要达到设计要求300N．m 6.正式进洞后，错缝拼装的管片封顶块位置为±90o 三、监理控制方法

1、审查施工单位专项方案，主要审查审查施工顺序、工艺方法是否符合工艺流程，能否满足相关质量标准、技术文件及规范的要求；验证承包单位质保体系，安保体系是否落实，运行是否有效，对施工中易出现的质量通病或隐患防治措施是否有效，是否有针对性、可行性。

2、要求施工单位岗前做好安全质量技术交底，严格按照施工方案和操作规程作业。

3、加强现场质量监督，发现违规作业应及时制止。

4、管片堆放不得超高，要堆放平整，避免倾覆。注意运输过程中管片安全。 四、监理控制目标

管片拼装过程中应对隧道轴线和高程进行控制，其允许偏差及检验方法应符合下表规定

隧道轴线和高程允许偏差及检验方法

项目 隧道轴线平面位置 隧道轴线高程 允许偏差（mm） 检查频率 地铁隧道 公路隧道 水工隧道 检验方法 ±50 ±50 ±75 ±75 ±100 ±100 经纬仪测中线 1点/环 水准仪测高程 1点/环 施工中管片拼装允许偏差和检验方法应符合表9.4.5的规定 项目 衬砌环直径椭圆度 相邻管片的径向错台 相邻管片的环向错台 允许偏差（mm） 检查频率 地铁隧道 公路隧道 水工隧道 检验方法 ±5 ‰D 5 6 ±6 ‰D 6 7 ±8 ‰D 8 9 尺量后计算 4点/环 用尺量 用尺量 4点/环 1点/环 注：D为隧道的外直径，单位：mm 五、拼装常见问题及应对措施 1、管片错台

（1）错台的概念及分类

盾构管片错台包括径向错台、环向错台。径向错台是指一环管片内，两块相邻管片接缝处存在的径向相对位移。环向错台是指相邻两环管片之间环向接缝处存在的相对位移。

（2）导致错台的原因

管片错台是拼装好的管片同一环各片，或者是管片与管片之间的内弧面不平整。管片的错台，一般是由于受力不均匀造成的；当某点的集中荷载超过了设计极限后，必然会导致管片的相对位移。

线路位于曲线段和软硬不均地层时，容易产生管片错台现象。这是由于在曲线段盾构掘进，千斤顶推力将会给管片产生一个向外的分力，管片自然就会向外产生位移，从而引起错台的发生。同理，在软硬不均地层中掘进，由于地层物理力学性能差异，导致管片姿态容易跑偏从而产生错台。

盾构机各组千斤顶油缸推力不同，导致各管片块体所受千斤顶的推力不同，在管片通缝拼装的情况下，容易使管片产生纵向错台。

管片安装时，在盾尾残留的渣土未清理干净，尤其是底部，有时是盾尾漏泥沙，清理困难，在此位置的某片管片很难就位，甚至螺栓难以插入，造成错台。

由于采用人工操作机械安装，安装时不按照规范要求作业，未调整好管片内环面平整度，引起错台。管片安装完毕后，管片螺栓未按照要求复紧造成错台。

注浆量和注浆压力不均引起错台。在施工过程中，管片与围岩之间的环形间隙采用同步注浆模式充填快凝浆，并且间隔一定环数进行二次补注浆。注浆压力过大或过小，都将导致管片所受径向压力不同而产生径向错台；注浆压力不均也导致管片各部位受力不均，亦导致管片发生错台。

管片上浮，可造成管片错台。尤其在围岩很稳定的地层中，当盾构掘进速度较快时，如果没有立即采取防止隧道管片上浮的措施，隧道管片的上部会发生连续的“叠瓦式”错台。

（3）．错台的控制措施

根据以上分析，管片错台的相应防治措施有：

优化线路曲线设计，尽量避免小半径的曲线段；选择合理类型的管片，转弯管片的比例必须达到实际施工的需求；严格控制管片螺栓的质量。

加强盾构掘进过程中的参数控制，盾构姿态应与线路姿态相吻合；纠偏幅度控制在±(5~6) mm；油缸行程上下左右控制在40mm范围内；加强盾尾间隙的量测频率，一般应为2次，掘进结束时量测1次，管片拼装前量测1次，以管片拼装前量测的结果作为最终管片选型的依据；盾尾间隙要尽量均匀。

严格注浆管理，根据不同地层，调整不同的注浆方式，控制注浆压力，若地质条件复杂，地面沉降大，注浆压力不能超过其设计压力的25%；同步注浆应与盾构掘进紧跟，每一环的注浆量应保证在理论压浆量的130%～250%，取200%计算），否则进行补充注浆。

安装管片时，必须严格执行操作规范，螺栓紧固严格执行“三次紧固”的原则。（第一次：管片拼装中第一次紧固，紧固扭矩大小为设计的50%；第二次：管片拼装结束第二次紧固，紧固扭矩大小为设计的75%；第三次：管片出盾尾位置后第三次紧固，紧固扭矩大小为设计的100%。）

2、管片破损

（1）管片破损的形式

管片在运输、安装过程中，因各种原因，会造成不同程度的少量外脱缺陷，主要表现为：螺栓孔混凝土崩裂、崩角、崩边，吊装孔混凝土崩裂、裂缝等。

（2）导致管片破损的原因

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