TBM盾构隧道成型隧道管片错台控制(合并版)

标准化创建说明

TBM 管片拼装错台控制工艺标准

一、标准名称

TBM 管片拼装错台控制工艺标准

二、编号及分类

第××号：实体工程类××号

三、适用范围

适用于TBM隧道成型隧道管片错台控制。

四、创建时间

初创：2017年10月17日定性：2017年11月20日评定：2017年11月9日

五、创建单位

中铁隧道局集团有限公司青岛地铁1号线土建一标项目部01工区

中铁十八局集团有限公司青岛地铁1号线二标项目部二工区

六、问题梳理与分析

问题梳理：管片安装错台质量控制是隧道混凝土结构施工质量控制的关键，但是受设备及人为因素较大，成型管片错台的质量一直未能得到很好的控制，且由错台引起的管片破裂、隧道漏水等问题对施工和运营的影响日益突显。。

问题分析：

（1）TBM机械设备调试阶段辅推油缸出现泄压，导致管片未能顶紧，脱出盾尾后不同程度出现错台。

（2）TBM先期施工管片操作司机对管片拼装操作不够熟练，造成管片拼装错台较大及椭圆度偏差较大。

（3）TBM进洞前20-30环，豆砾石填充饱满，但因无法进行水泥浆回填，无法保证管片与开挖岩面完全固结，TBM换步后导致管片不同程度发生位移，螺栓发生形变，引起错台。

（4）隧道处于2.5%长距离下坡盾尾泥浆汇入，无法完全清理干净，导致盾尾间隙偏小管片

错台。

方法对策：

（1）采用管片对管片拼装手进行业务培训，增强操作技能，减少管片拼装错台。

（2）对TBM掘进司机及质检工程师进行业务培训，严格控制TBM掘进姿态，合理并有预见性的选择管片类型。防止管片脱出盾尾造成管片破损。

（3）及时与中船沟通，解决相关设备问题，以保证施工质量。

（4）对管片进行二次复紧，有意识的将管片拼装的紧凑一些。并在封顶块两侧的橡胶垫在拼装前涂抹润滑剂，封顶块、邻接块纵缝弹性密封垫内需增设尼龙绳，以限制插入时橡胶条的延伸。

（5）进洞10环后开始进行双液浆固结；保质保量进行水泥浆填充，避免管片再出现质量问题。

（6）拼装管片前用沙袋将头一环管片底部封堵，以防泥浆、渣土继续汇入，并及时清理盾尾，以保证盾尾底部间隙。

七、创建历程及人员分工

7.1 创建历程

经项目部和作业班组反复研究与实践，通过严格控制现场施工等措施解决了管片安装错台偏大的问题。

7.2 人员分工

创建人员：孙郕（提议）、江春明（立项）、周泽民（审核）、王小明（编写）、姚军、孟亚彬（现场组织实施）

试用单位：中铁隧道局集团有限公司青岛地铁1号线土建一标项目部01工区

八、工艺流程

8.1施工工艺流程图

图1 管片拼装质量控制施工工艺流程图8.2人料机配置

人员：拼装工5人；拼装手1人

工具：风动扳手、活动扳手、靠尺、塞尺、钢尺

材料：主要材料详见下表

主要材料规格参数

8.3管片错台控制方法

8.3.1TBM掘进姿态及管片选型

管片选型主要考虑理论排版、盾尾间隙、推进油缸行程差和铰接油缸行程差等条件，但主要以理论排版和盾尾间隙为主。根据经验，在直线段以盾尾间隙为主，在缓合曲线和圆曲线段以理论排版为主。实际拼装管片与设计隧道中心线偏离值的计算最好从TBM始发开始每环都要计算，以校核自动导向系统测量的准确性。

1.施工方法：控制掘进姿态满足允许范围值正负5cm。管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。管片安装前根据盾尾间隙、推进油缸行程选择好拟安装管片的点位，保持管片法面与TBM掘进方向垂直。

2.控制要求：TBM盾尾间隙为80mm，每次安装管片之前，对管片的上、下、左、右四个位置进行测量。如发现有一方向上的盾尾间隙接近25mm时，就要用转弯环对盾尾间隙进行调节（在TBM掘进过程中，应及时跟踪盾尾间隙）。调整的基本原则是，哪边的盾尾间隙过小，就选择拼装反方向的转弯环。

3.检验方法: 卡尺量。

8.3.2辅推油缸压力及管片安装区清理

1.施工方法：TBM换步时调整及观察辅助推进油缸压力，将管片彻底顶紧凑。每一片管片安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需推力，然后方可移开管片安装机。管片拼装完后及时吹填豆粒石，保证管片背后密实，避免管片下沉偏移。

2.管片楔形量的计算

管片左右长度或上下长度的差值叫做管片的楔形量。拼装点位不同楔形量不同，以右转弯环为例计算各个点位转弯的楔形量。

转弯环端面是在同一个平面上，只是管片长度是从1481mm至1519mm的一个均匀变化过程。假设右转弯环拼装某一个点位(如下图所示)，X为该点位时与横轴夹角，&为右转弯的楔形量，根据转弯环的设计可知此拼装点位时右转弯的楔形量&与AB处的楔形量相等，此时最大的楔形量38mm。

右转弯楔形量&的计算公式为：

lOH=lOA×CosX；

lOH/lOC=lFH/lGC；

lFH=lOH×lGC/lOC=lGC×CosX；

&=4×lFH=38×CosX；

根据此计算公式可以算出不同点位右转弯的楔形量，利用此计算方法也可以推算出上下转弯的楔形量，不同点位右转弯环计算楔形量结果如上表。

3.控制要求：TBM操作人员要精心操作TBM辅助推进油缸的伸缩，使TBM不后退、不变坡、不变向，并要与拼装操作人员密切配合。拼装过程中要保持已成环管片环面及拼装管片各个面的清洁及控制管片拼装错台。

4.检验方法:钢尺量。

管片安装区清理及时吹填豆粒石

8.3.4管片安装工序及螺栓紧固

1.施工方法：管片安装时必须从隧洞底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。具体安装顺序为：底部管片（B型）→左、右两侧壁管片（B，L型）→封顶块（F型），分6步完成。每安装一块管片，立即将管片纵、环向连接螺栓插入连接，并戴上螺帽用风动扳手紧固。

检查已拼管片的开口尺寸，要求略大于封口块管片尺寸，在安装最后一片管片前，应对防水密封条进行适当润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推，防止封顶块顶入时搓坏防水密封条。

2.控制要求：管片环纵向螺栓拧紧力矩应达到714~952N.m。

3.检验方法:卡尺量，扭力扳手检测。