管片拼装质量控制技术经验

精心整理

成都地铁四号线二期土建五标

管片拼装质量控制技术

一、工程概况及管片简介

二、管片拼装施工流程

（1（2（3（1（2（3（4五、管片拼装常见问题分析

（1）管片错台

（2）管片破损

（3）管片上浮

（4）管片渗漏水

一、工程概况及管片简介

1、工程概况

站东段～8.840m

16‰((里程

宽采用C50、

3

通过与标准环的组合来达到满足曲线地段线路拟合及施工纠偏的需要。楔形环楔形量38mm，为双面楔形式，衬砌环纵、环缝采用弯螺栓连接，其中1.5m幅宽的管片纵缝间采用12根M27螺栓连接成环，相邻环缝间采用10根M27螺栓连接。A型配筋管片螺栓机械性能等级为5.6级，螺母级别为6级，垫圈机械性能等级为Hv=140，其它配筋型式管片螺栓机械性能等级为8.8级，螺母级别为8级，垫圈机械性能等级为Hv=200。

2、管片简介

在国内城市地铁隧道工程中，目前已越来越多的开始使用盾构机来掘进区间隧道，用预制混凝土管片作为永久衬砌。管片通常由专业的厂家提前制作，按其功能又通常分为两种，即标准环和转弯环。顾名思义，标准环是用于直线段，转弯环是用于曲线段。标准环与转弯环配合使用就可以拼装各种线性的隧道。管片选型直接

2.1

10根横向、12

2.2、管片标准环与转弯环的区别

标准环与转弯环的不同之处在于从拼装好的一环管片看。标准环在平面上的投影为长方形，转弯环在平面上的投影为等腰梯形。梯形的长边长度为1519mm，短边长度为1481mm。在管片拼装时，如果正在安装的管片为转弯环，且封顶块位置处于隧道正上方，这时隧道腰部两侧会产生衬砌长度的不同。这种长度的不同我们称之为超

前，它的数值称之为超前量。转弯环分为左转环和右转环，以封顶块都拼装在正上方为例。左转环的正右方的超前量最大，右转环反之。

转弯环几何尺寸特性

二、管片拼装与施工流程

1

1.1

1.2

然后拼1.3

开挖面将不稳定，管片拼装空间也将难以保证。因此，随管片拼装顺序分别缩收和顶上盾构千斤顶非常重要。

1.4、紧固连接螺栓

先紧固环向(管片之间)连接螺栓，后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度。

1.5、拼装工艺

情况，选择拼装不同点位的转弯环，就可以得到不同方向的楔形量（如左、右、上、下等）。

管片拼装点位示意图

3、转弯环偏转量

因为我们所用转弯环投影为等腰梯形。所以每次拼装上转弯环后，管片轴线相对于

之前的管片轴线都会有一个夹角，这个夹角我们称之为偏转角。管片向一侧偏转的距离称之为偏转量。

管片偏转量计算示意图

由上图我们可得知：

X

sinα

1

1.1

括左转弯、右转弯），多少标准环，曲线段上标准环与转弯环的布置方式。下面就以R=800m的一段曲线作为例子讲解在盾构施工前期的管片排版。（以封顶块拼装于隧道正上方为基准计算）。

管片排版计算示意图

由上图可以得出：

1.5/π*2*800=X/π*2*797=Y/π*2*803

得出：

X=1.5*797/800Y=1.5*803/800

那么：

D

R

1.2、管片走势与盾构机姿态拟合

管片是在盾尾内拼装，所以不可避免地受到盾构机姿态的制约。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线，也就是盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样可以使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。在实际掘进过程中，盾构机因为地质不均、推力不均等原因，经常要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或进行纠偏时，都要十分注意管片选型，避免发生重大事故。

管片与盾构机姿态位置关系示意图

通过上图我们可看出，当盾构机处于纠偏状态时，盾构机推进油缸的行程是不一样的，存在一定的差值。导致管片轴线与盾构机轴线存在一定的夹角。因为推进油缸都是固定在盾构机中盾上的，所以推进油缸对盾构机的推力始终是垂直于盾构机平面的。这样就造成推进油缸对管片的作用力不是垂直于管片平面，而是有一定的夹

1.3

盾尾间隙如果过小，会导致管片在盾构机推进过程中受保护环的挤压产生错台从而造成管片破损及渗漏。

所以管片与盾尾的相对位置关系也是管片选型的重要甚至主要考虑因素。

盾尾间隙示例图

管片与盾尾相对位置判断：

a、通过拼装前与拼装完成后盾尾间隙变化来判断。举例说明：当环拼装前与拼装后盾尾间隙如

上：68上：73

左：72右：78拼装完成后→左：66右：84

下：82

b

上：

左：

下：

通过上诉数据我们可得出：

A.上下油缸行程差：1830-1783=47

B.上下铰接行程差：105-58=47A-B=0

C.左右油缸行程差：1800-1825=-25

D.左右铰接行程差：75-100=-25C-D=0

因此我们可得出在水平方向上管片轴线与盾尾轴线是一致的。在垂直方向上管片轴线与盾尾轴线也是一致的。

管片与盾尾位置关系示意图

2、管片选型依据

A

B

C

D

E

F

G

3

由以上解析可看出在盾构施工中管片选型对成型隧道质量、盾构掘进等工作的重要影响，因此管片选型的重要性不言而喻，管片选型错误主要会造成以下后果：

A、管片破损、错台、裂缝等缺陷

B、隧道渗漏水

C、管片走向与盾构机掘进方向不协调，盾尾间隙过小，盾构机操作困难和管片安装