盾构隧道内部双层装配式结构施工关键技术研究

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NO.08 2019

( Cumulativety NO.44 )

中国高新科技

China High-tech 2019年第08期（总第44期）

0　引言

预制装配式施工工艺机械化程度高、现场作业环境好、施工速度快，被广泛应用于建筑、交通、水利等领域，在路桥施工、住宅、隧道施工中发挥重要作用。在隧道施工方面，盾构法隧道内大规模应用装配式，具有内部空间较小、盾构掘进轴线控制难等特点。本文重点分析了诸光路通道新建工程盾构圆隧道段内部双层预制拼装结构施工工艺。

1　工程概况

注：1-预制管片；2-预制π型件；3-现浇基座；4-预制立柱；5-预制车道板；6-后浇梁；7-预制隔板；8-预制

防撞侧石。

图1　隧道内部结构断面图

诸光路通道新建工程位于上海市西部、大虹桥板块，工程连接青浦段诸光路和闵行区北青公路，全长约2.8km。盾构施工采用Φ14.45m的土压平衡盾构。盾构段全长1390m，隧道外径Φ14m，内径

Φ12.8m，设计为上下双层结构。隧道内部结构采用预制装配式，预制结构主要包括：π型预制构件、立柱、车道板、盖板，隧道内部结构断面如图1所示。

2　主要节点

2.1　基座-立柱节点

基座-立柱节点处采用灌浆套筒连接，灌浆套筒的型号为GT4-28SH，预埋在预制立柱中。套筒长度为560mm，灌浆料28d抗压强度为100MPa，如图2所示。

2.2　立柱-车道板节点

标准段每40m（10跨）一联范围内为连续梁体系。在立柱-车道板节点处采用湿接头连接，一方面可消除安装误差；另一方面，加强跨与跨之间的

连接，如图3所示。

图2　立柱灌浆套筒 示意图（单位：mm）

图3　立柱-车道板节点

示意图

盾构隧道内部双层装配式结构施工关键技术研究

朱学银　李章林　何　炜

（上海隧道工程有限公司，上海 200032）

摘要：以诸光路通道新建工程为例，主要从连接构造、安装机械设备等方面阐述了盾构隧道内部双层装配式结构施工的主要节点与工艺，分析了立柱、车道板安装的关键技术，解决了施工难题，为提高盾构法隧道快速拼装技术提供了借鉴。

关键词：盾构隧道；单管双层；内部结构 文献标识码：A 中图分类号：U455

文章编号：2096-4137（2019）08-010-02 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2019.08.01

收稿日期：2019-02-27

作者简介：朱学银（1982-），男，江苏宝应人，上海隧道工程有限公司高级工程师，硕士，研究方向：市政地下工程。基金项目：上海市科学技术委员会（项目编号：16DZ121905）。

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3　关键施工工艺

3.1　立柱基础定位

立柱基础所在的下层现浇基座是上层结构受力传递的关键节点，且立柱基础位置精度直接决定了立柱的横向和纵向间距精度。同时，考虑到隧道沉降稳定周期，待盾构推进约3个月后，进行基座（含立柱基础）施工。

立柱基础预埋钢筋采用定位盘定位，为确保竖向钢筋垂直度，定位盘及钢筋套管总高度达20cm，套管内钢筋偏差余量0.5mm。定位盘位置通过全站仪定位，同时利用水平仪调整定位盘水平。3.2　预制立柱安装

预制立柱与基座立柱基础连接采用关键套筒连接，其中，预制立柱高2.65m，底部横向宽500mm、纵向长500mm，顶部横向宽1000mm、纵向长500mm。

3.2.1　立柱吊装

单根立柱重量为2.06t，立柱吊装采用自主开发设计的六自由度机械手吊装。机械手可在立柱水平或垂直状态下吊装立柱。

3.2.2　立柱调整与固定

每根立柱设置3只斜支撑，斜支撑可通过螺纹调节长短。斜撑分别位于立柱沿隧道轴线方向两侧及立柱与隧道管片壁一侧，斜撑一端固定于基座面，另一端固定于立柱侧面高1500mm处，如图4所

示。通过3只斜支撑进行立柱纠偏和临时固定。

图4　立柱临时固定图

3.2.3　立柱灌浆

立柱临时固定后，采用100MPa高强无收缩水泥基灌浆料进行灌浆作业。灌浆密实、灌浆料强度合格是确保立柱连接质量的关键。3.3　上层预制车道板安装

上层车道板标准段厚460m m 、横向宽9500mm、纵向长4000mm，单件构件重40.7t；风机段车道板厚460mm、横向宽9640mm、纵向长4000mm，单件构件重44.1t。

3.3.1　车道板吊装

立柱与基座接头处的强度达到指定要求后，开始上层车道板的安装。车道板安装采用1台纵向悬臂行车，最大起吊重量大于吊具+车道板自重。

车道板采用载重量为70t的平板双头车运输至行车悬臂下方，再由行车起吊至悬臂末端，旋转90°安装在4根立柱的4个端点上。

车道板安装具有空间有限、单件起吊重量大的特点。其中：①行车与隧道管片的最小间隙＜30cm；②车道板运输中行车悬臂下，距离行车单边仅35cm；③起吊后，车道板上下距离行车纵梁底部、立柱顶端各20cm；④车道板旋转90°过程中，距离行车支腿仅25cm。

3.3.2　行车抗倾覆措施

由于车道板自重＞40t，在悬臂吊装状态下行车存在倾覆风险。因此在行车设计制造过程中，考虑在行车远离悬臂一端的支腿增加配置，即在箱体内灌混凝土，混凝土量根据计算确定。

3.3.3　车道板纵向与横向定位

车道板安装就位时，在两块车道板之间的立柱上方设置限位器，一方面保护两者不受硬性碰撞引起混凝土损伤，另一方面利用限位器对车道板进行纵向与横向定位，保证安装的精度。

3.3.4　现浇接头车道板安装完成后，在立柱顶面焊接梁的主筋、安装立柱竖向钢筋及箍筋，以及安装车道板接缝钢筋、支模浇筑湿接头混凝土。

4　结论

综上所述，通过对本文的分析讨论，得出以下结论：

（1）隧道衬砌轴线受盾构掘进影响，内部结构的轴线需通过现浇立柱基础控制精度、消除误差；

（2）车道板连接采用湿接头连接，既可消除安装误差，又可以加强跨与跨的连接；

（3）盾构法隧道内部结构预制拼装具有操作空间小、安装基准精度控制难的特点，工程采用六自由度机械手和纵向悬臂式行车顺利解决了构件的

安装难题。

参考文献

[1] 姜海西．盾构隧道内部双层预制结构关键连接技术研

究[J]．城市道桥与防洪，2018（10）：190-194.[2] 李合．大直径单洞双线复合内衬地铁盾构隧道内部结

构同步快速施工技术研究[J]．铁道建筑技术，2018（7）：56-59．

（责任编辑：李　华）