5、盾构机管片的生产、安装与防水
一、管片生产
1.1 盾构隧道预制混凝土衬砌生产的发展
作为与隧道施工密不可分的产业——盾构隧道预制混凝土衬砌生产，其工艺是随隧道施工工艺，特别是盾构施工工艺的发展而发展的。当前，就掘进方式说，有土压平衡、泥水平衡和混合型盾构多种，就截面形式分，也有单园、双园、矩形、异形等分类。其衬砌产品也随之发展。目前m8线双圆区间隧道已经顺利施工完毕，而国内生产的双圆盾构隧道预制混凝土衬砌精度也完全达到拼装要求，标志着我国盾构隧道施工技术和高精度预制混凝土衬砌生产水平达到国际先进水平。
盾构隧道预制混凝土衬砌俗称“管片”。管片生产的工序非常多，其中比较关键的有钢筋笼制作、管片制作、蒸汽养护等，其他如脱模起吊、翻身、堆放等也非常重要。
1.2管片生产工艺
管片生产过程中大大小小工序有几十道，只能抓关键工序，抓对管片质量影响大的工序进行研究，以期最大程度提高管片精度、质量。管片钢筋笼制作过程中关键要控制钢筋成型精度、钢筋骨架定位精度以及钢筋焊接质量；而在管片车间控制混凝土浇捣质量、蒸汽养护、脱模起吊、管片翻身、钢模合拢精度、收水质量等工序；其他环节如混凝土配合比的确定、混凝土搅拌、管片水养护、堆放、自然养护等也有些值得研究的地方。
1.2.1钢筋笼制作工艺
钢筋弯曲成型精度直接影响钢筋笼的成形精度。生产前要进行试弯曲，对钢筋弯曲角度进行微调，以达到最佳效果。
钢筋弯曲精度达到要求了还不够，组装精度比弯曲精度更难控制。目前，成型精度要求大大地提高，相应的成型靠架的精度也要提高，采用高精度的成型靠架势在必行。靠架多采用高精度元宝型靠架。这种靠架设置箍筋卡、主筋卡、封头卡等钢筋限位定位卡，能精确定位除分布筋外几乎管片钢筋笼上的每一根钢筋，钢筋笼精度高，使用非常方便。使用高精度管片钢筋笼靠架大大提高了管片钢筋笼成型精度，是保证管片钢筋笼成型精度的必要措施。
管片钢筋笼制作过程中还有一个十分重要的环节就是焊接。传统的焊接方式电流
大、焊接温度高，容易产生钢筋“咬肉”现象，使钢筋有效截面减小，影响管片的耐久性，另外焊接温度高也影响钢筋的材质，产生焊接应力，这对管片的耐久性也是不利的。目前有一种低温co2气体保护焊机，这种焊机的特点是焊接温度低，焊接电流小，采用co2气体保护焊丝，而不是传统电焊机的药粉保护焊条。采用低温co2气体保护焊机焊接管片钢筋笼，90％左右的咬肉现象可以消除，而由于焊接温度比传统焊接低，对钢筋材质的影响也可以减小。每环地铁管片钢筋笼约有3000个焊接点，可见焊接方式的改进对管片质量影响非常大，可以说低温co2气体保护焊机在管片钢筋笼焊接中的应用是非常必要的，效果也是非常明显的。
1.2.2管片制作工艺
本文所谓管片制作工艺是指在管片制作车间内进行的包括混凝土浇捣、埋件埋设、钢模合拢、钢筋笼入模、收水等工序的总称。
管片混凝土振捣通常有两种方式：插入式振动棒振捣、附着式整体振动器振捣。重力式钢模自重重、弹性差，不宜采用附着式整体振动器振捣。轻型钢模自重轻、刚度大、弹性好，可以选择采用插入式振动
棒振捣或者附着式整体振捣器振
捣。国外管片生产多采用轻型钢模
附着式整体振动器振捣，而国内由
于技术材料等原因生产的钢模多为
重力式，不宜采用附着式整体振动
器振捣。另外，由于附着式整体振
动器振捣噪音非常大，在市区或者
附近有居民的地方不宜采用。图混凝土浇捣
管片埋件埋设精度要求相当高，螺栓孔埋件、注浆孔埋件、连接件拼装孔埋件在钢模上都有限位定位卡，以将埋件与钢模牢固连接在一起。钢模合拢除了保证合拢前钢模已经清理干净以外就只有五个字“宜紧不宜松”。
钢筋笼入模除了保证保护层垫块数量及位置正确以外并无其他可言。收水主要是为了压实管片外弧面混凝土，并使管片外弧面混凝土均匀光洁，收水工作要在混凝土初凝之前完成，夏季可适量撒水。
图钢筋笼入模
1.2.3蒸汽养护工艺
蒸汽养护是为了提高混凝土早期强度使管片混凝土迅速达到起吊强度，提高管片产量，缩短管片生产周期，国外一般不采用。一般来说，蒸汽养护对混凝土质量产生负面影响，比如增加裂缝、降低混凝土最终强度，但如果加以控制，这种负面影响可以减少到可以接受的范围内。经过一系列试验和生产实践，管片生产行业的前辈们总结了许多蒸汽养护方面的经验，比如蒸汽养护最高温度不超过60℃，每小时升温不得超过15℃，恒温时间2小时，在恒温时相对湿度不小于90％，降温速度每小时不超过20℃。蒸汽养护工艺沿用至今，事实证明在提高管片产量，缩短管片生产周期方面取得了比较好的效果，但对管片耐久性的影响目前还没有得出定论。至于实施蒸汽养护的方式有很多，一般采用蒸养罩、轨道式蒸养棚和蒸养窑。蒸养罩优点是一个钢模一个罩，可以独立控制每块管片的蒸养过程，随浇随蒸，不用等其他管片浇捣完成后一起蒸养，缺点是蒸养罩体积大，笨重，需要起重设备吊运，并且在管片车间要留一块较大的地方堆放蒸养罩；轨道式蒸养棚是一种可以通过在轨道上滑动折叠或者释放的棚，滑动折叠原来类似于折叠大门，优点是占地小，使用方便，两个人就可以推动，缺点是必须一行或者一列钢模一起蒸养；蒸养窑是在钢模旁边砌四面墙，收水结束后加顶封门形成封闭空间蒸养，优点是操作简单，缺点是必须成片蒸养或者所有钢模一起蒸养，温度不均匀，难以控制。目前普遍使用的是蒸养罩方式蒸养，个人认为轨道式蒸养棚比较经济方便。
1.2.4其他工艺
其他工艺主要指管片的脱模起吊、管片翻身、水养护和堆放。
脱模起吊常规方式，四个吊点受力不均，螺栓孔受集中力，容易引起螺栓孔损坏，并且速度慢，需要两个人协调起吊。真空吸盘起吊设备，起吊时与管片是柔性接触，受力均匀。此设备在上海市轨道交通明珠线管片、大连路越江隧道管片、复兴路越江隧道管片生产中使用，大大加快了起吊速度，明显减少了螺栓孔部位局部开裂、混凝土脱落现象，并且减低了对管片起吊强度的要求。
管片从成型到出厂至少要经过两次翻身，目前使用的管片翻身装置是采用液压系统实现管片翻身的，翻身速度慢，翻身过程中造成管片缺角掉边情况比较严重，所以要尽量减少管片翻身次数。
管片经过蒸汽养护后，脱模翻身以后要吊入水池中养护7天才能运至堆场堆放。管片经过蒸汽养护温度较高，要注意管片温度与水温温差不能太大，特别是冬季，以免因为温差太大使管片产生裂纹、剥落等现象，影响管片质量。一般认为，温差不能超过20℃。
管片堆场可以选择侧放或者元宝型放置。侧放堆放占地小，但是管片叠放稳定性比较差，出厂不方便，要翻身至元宝型才能吊上车。元宝型堆放管片叠放稳定，出厂方便，可直接吊上车，但占地面积相当较大，而且注浆孔内容易积水，在冬季注浆孔内积水结冰会破坏注浆孔封头混凝土。所以，堆放时间较长的管片宜采用侧放堆放，堆放时间较短的管片宜采用元宝型堆放，而在冬季不宜采用元宝型堆放。
二、管片拼装
管片拼装是建造隧道重要工序之一，管片拼装后形成隧道，直接影响盾构姿态。在施工中必须控制管片拼装质量，减少管片破碎和隧道渗漏水现象，为盾构姿态调整创造有利的条件，保证成型隧道后的质量。
2.1拼装准备工作
管片在存放或放置入位时，在其下部的方木应有一定的间距，尽可能在管片的两端，以防管片受损破裂，尤其是管片的外弧面不得破损，此种情况管片不能使用。拼装区作业面较小，管片在吊运时，应注意人员、设备和管片的安全，防止出现碰撞事故。
在施工中遇到管片有破损，管片表面不干净，影响施工进度。
管片接缝防水密封条的构造形式，材料的性能与尺寸必须符合设计要求。防水密封条的粘贴应遵守下列规则：按管片类型使用相应的防水密封条；在管片角隅处加贴自粘性橡胶薄片时，要严格控制其粘贴厚度和位置，符合图纸要求；管片粘贴防水密封条前应将槽内清理干净，粘贴应牢固，平整，严密，位置正确，不得有起鼓，超长和缺口等现象。管片接缝防水密封条粘贴后，在下井，拼装前要仔细检查，发现问题及时修补。拼装时必须防止防水材料发生损坏，脱槽，扭曲和移位等现象。
2.2拼装前的注意问题
2.2.1检查盾尾有无泥水，特别是检查泥水中有无固体硬物，淤泥等，泥水中拼装会影响管片的防水橡胶也不利于底片的准确拼装,杜绝带水作业现象；
2.2.2检查管片有无破损，特别是要杜绝使用外弧面破损的管片,此类管片将造成漏水,而且极难修补；
2.2.3检查管片与盾壳四周的间隙量；阅读管片掘进报表、拼装报表和垂直偏移报表,以便适当调整拼装；检查上环管片拼装质量，包括平整度、错台、喇叭、破损等情况，以便在拼装中进行调整；
2.3管片拼装工艺
2.3.1拼装原则：先下后上，左右交叉，纵向插入封顶成环。
2.3.2管片拼装顺序可以有以下两种情况：
程序一：B2（底片）—B1—B3—L1—L2—K。
程序二：B2（底片）—B3—B1—L2—L1—K。
需要注意的是，直线段的标准环管片规格相同，但不准彼此掉换位置，要求隧道内B1管片和B3管片应始终位于同一侧。
2.4密封材料丁晴软木橡胶的粘贴
丁晴软木橡胶粘贴是管片拼装不可缺少的辅助施工工序，在管片拼装中起到缓冲碰撞、竖曲线纠偏、调整环面平整度、解决喇叭问题等作用。由于丁晴软木橡胶防水功能弱，一般与红色遇水膨胀橡胶共同使用。
丁晴软木橡胶也称传力衬垫，现场主要有厚度1.5mm、2.0毫米和3.0毫米三种规
格，其具体粘贴厚度，通过不同规格软木的叠加组合实现。
红色遇水膨胀橡胶具有较强的止水功效，一般在变形缝和丁晴软木较厚处粘贴，粘贴于弹性密封垫之上，宽度为24mm，现场具有厚度1mm、2mm和3mm三种规格的材料，一般不叠加使用。
丁晴软木粘贴厚度一般限定在6mm以内，特殊情况可以增加至9mm，如没有项目部领导的指示，现场严禁超过6mm。
丁晴软木在管片端头的粘贴厚度一般不变，应为1.5mm。丁晴软木的粘贴主要针对环面粘贴而言，软木粘贴应沿环面不同位置渐变布置。在竖曲线纠偏时，施工图纸设计为1.2mm的阶梯渐变量，但现场根据材料情况，将相邻阶梯渐变量确定为1.5毫米。考虑到环面平整度和喇叭等现象的调整措施，软木的阶梯渐变量最大可以增加至3mm，但应在阶梯处对应密封垫位置采取加贴膨胀橡胶的措施。
一般在丁晴软木粘贴厚度超过4mm时，考虑在密封垫对应位置粘贴红色遇水膨胀橡胶，总体控制原则为：软木橡胶厚度在4～5mm范围时，粘贴2mm厚的膨胀橡胶；软木厚度在5～6mm范围时，粘贴3mm厚的膨胀橡胶；在某种情况下，丁晴软木厚度为3～4mm时，可以加贴1mm的膨胀橡胶。
在竖曲线段位，考虑到环面平整度问题，丁晴软木阶梯设置时，应保证在管片接缝处，相邻两块管片端面处软木厚度一致。
2.5常见施工问题的处理措施
2.5.1环面平整度差
采用在环面凹陷位置的管片凹槽内粘贴丁
晴软木的方法予以调整、解决，宜逐步调整，当
丁晴软木厚度超过4毫米时，在对应位置的弹性密封垫上粘贴红色的遇水膨胀橡胶。举例如右图所示：
2.5.2封顶块破损
建议安装封顶块时分四步进行：①拼装前，在邻接块管片与封顶块相接界面涂润滑剂，以减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩阻力。②将封顶块先初步就位至与相邻块管片有一定支撑力，但尚未完全锚合；③当管片锚合较紧时，应松开两侧邻接块的千斤顶，然后用一号千斤顶将封顶块就位；④最后，将所有千斤顶同时顶紧。
2.5.3管片破损
主要指在管片拼装时，出现外弧面破损现象。当外弧面出现大块破损时，应及时予以更换；当外弧面破损不严重时，可以不予更换，但应采取以下措施：①采用双快水泥及时将破损处进行修补，停顿几分钟到水泥有强度后再推进；②在破损对应位置粘贴2～3毫米遇水膨胀橡胶。
2.5.4管片与盾壳局部无间隙或间隙量小
①采取下环管片整环位移的拼装方法，应首先根据情况确定是否粘贴丁晴软木设定局部超前量，然后在B2块拼装时，有的放矢地进行定位，随着各块管片有意识地向内或向外拉伸安装。但要求管片拉伸量（环面错台量）不得超过5毫米。
②实施管片内翻或外翻，此时，调整管片丁晴软木的厚度。
2.5.5上超前或下超前量偏大
一般在无盾构姿态调整或盾尾间隙要求的情况下，管片的上、下超前量应界定于±10mm 范围内，超过±10mm 时，应及时调整超前量。超前量做法与竖曲线纠偏软木粘贴方法基本一致。
纠偏前
纠偏后
2.5.6内、外张角
张角一般系管片成环椭圆度所致。这时，应调整各块管片的径向位置，保证其位置圆弧位置，即可得到解决。
2.5.7前、后喇叭
在环管片拼装过程中，如发现上环管片产生
喇叭现象时，应首先测量纵缝扩张值，然后在本环
与上环管片对应位置的两相邻管片上粘贴丁晴软
木，纠正喇叭。如为前喇叭，应在两管片远离喇叭
的一端，加厚丁晴软木粘贴量，当加贴量超过3mm
时，应考虑管片软木的渐变量问题，并注意加贴膨
胀橡胶。反之，如为后喇叭，则应在靠近喇叭一侧
加贴软木橡胶和遇水膨胀橡胶。
2.5.8丁字缝渗水
应采取在封顶块和邻接块相接部位加贴遇水膨胀橡胶或自粘性防水橡胶的做法予以缓解，一般遇水膨胀橡胶长度应介于20cm ～30cm 即可。根据渗水程度，由轻微到严重，材料选择可以按照自粘性防水橡胶、1mm ～3mm 遇水膨胀橡胶的顺序采用。
2.6螺栓安装
螺栓安装质量应做到以下两条：①螺栓紧固，无松动现象；②螺柱对成分布，在加设垫圈和遇水膨胀胶圈且紧固后，螺柱在螺母两侧的裸露量基本一致。
为使螺栓最终到达紧固标准，要求螺栓紧固应分三步进行：①在管片拼装完成后，即实施第一遍紧固；②在管片脱出盾尾后，进行第二遍紧固；③在管片越过操作室进入后备台车后，进行第三遍紧固。建议一、二遍紧固由管片拼装人员完成，第三遍紧固由看土箱人员完成。
2.7左、右转弯环的选择
在非设计指定位置采用左转弯环或右转弯环管片时，首先，应分析盾构姿态状况、隧道轴线和盾尾间隙量三方面的情况，当盾尾水平超过60mm，盾构仍需继续纠偏，且盾尾间隙量不能满足纠偏条件时，可以考虑增设或更改转弯环管片类型。
2.8拼装注意事项
在施工中,还有一些问题虽然不大,但也影响施工质量
2.8.1严格杜绝采用双轨梁拼装B2管片；
2.8.2严禁在拼装机未将管片姿态摆放正确的情况下，采用千斤顶直接将管片推动就位。
2.8.3严禁在管片拼装前将所有千斤顶全部回缩，应根据拼装块位置，分区回缩。
2.8.4注意B2块的拼装定位，B2块的位置直接关系到整环的拼装位置与质量。
三、管片防水
3.1防水要求
根据《地下工程防水技术范》（GB50108-2001）,地下铁道区间隧道的防水等级一般为2级，即：总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。
3.2隧道渗漏原因分析
引起隧道渗漏水的原因主要是防水材质不良或违反操作规程造成的，具体可分为以下几类：
（1）管片没有达到设计要求的强度和抗渗等级；管片表面出现气孔和龟缩裂缝；
管片在运输、拼装中受挤压、碰撞，缺边掉角。
（2）水膨胀橡胶粘贴不牢或下坡时过早浸水使膨胀止水效果降低。
（3）管片拼装质量差，螺栓未拧紧，接缝张开过大。
（4）手孔、螺栓孔等薄弱部位未加防水垫片，封孔施工质量差。
3.3防水环节
（1）管片外注浆防水
（2）管片自防水
（3）衬砌接缝防水
（4）手孔、螺栓孔防水
（5）嵌缝防水
（6）洞门防水
3.4防水施工方法
3.4.1管片外注浆
管片外注浆是隧道防水的第一道防线，盾构机推进后,盾尾空隙在四周土体坍塌前及时进行压浆,不但可以防止地面沉降,而且有利于隧道衬砌的防水,选择适用的浆液、注浆参数、注浆工艺可形成稳定的管片外围防水层，将管片包围起来，形成一个保护圈。
3.4.2管片自防水
结构自防水是首选的防水措施，主要方法是管片材料采用防水混凝土，混凝土的强度等级C50,抗渗等级1·0Mpa。
3.4.3衬砌接缝防水
加强接缝防水效果，在管片接缝中设置弹性密封垫和嵌缝两道防水措施，并以弹性密封垫为接缝防水的主要措施。
1）衬砌环缝、纵缝沟槽尺寸相同，弹性橡胶密封垫的材质为三元乙丙橡胶和水膨胀橡胶。如下图所示。
弹性橡胶密封垫350m m 浆液
3.4.4衬砌角部防水
在橡胶密封垫外角部覆贴自粘性橡胶薄板，加强弹性密封垫角部防水；橡胶薄板粘贴时仅覆盖一半弹性密封垫表面（遇水膨胀橡胶表面全露）。
管片的选型和拼装（2018年6月） 一、管片的选型原则 1、管片选型符合隧道设计线路； 2、管片选型要适合盾构机的姿态； 3、管片选型尽量采用ABA的拼装型式； 说明： 1、管片选型如何符合隧道设计线路 根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向，管片分为标准环、左转弯、右转弯三类。直线上选标准环，左转曲线上选左转环，右转曲线上选右转环。其中转弯环数量的计算公式如下： θ=2γ=2*arctg（δ/D） 式中： θ——转弯环的偏转角 δ——转弯环的最大楔型量的一半 D——管片直径 每条曲线上的转弯环个数为 N=（α0+β）/θ 式中： α0——曲线上切线的转角 β——缓和曲线偏角 经计算本标段所需左转弯环131环，右转弯环131环。 根据圆心角的计算公式
α=180L/（πR） 式中： L——段线路中心线的长度 R——曲线半径 而θ=α，将之代入的到L=6.33m，所以在圆曲线上每隔6.33m一个转弯环（N=6.33/1.5=4.2环，即平均4.2环一个转弯环）。经过实际计算，在缓和曲线上，也近似于6m一个转弯环。 2、管片选型要符合盾构机的姿态 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制。管片平面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，管片的选型要适宜盾构机的姿态，尤其在曲线段掘进时更要注意。 3、根据现有的管模数量和类型，及生产能力 现有管模四套，两套标准环管模，一套左转环管模，一套右转环管模，每套管模每天能生产两环管片。为了满足每天掘进8~9环的进度要求，用转弯环代替标准环，例如用一套左转环和一套右转环来代替两个标准环。 二、影响管片选型的因素 1、盾构机的盾尾间隙的影响 盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。 盾尾间隙是管片选型的一个重要的一个重要依据。如果盾尾间隙过
盾构管片拼装施工技术文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
一、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程： 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收 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
盾构隧道管片拼装技术 【内容提要】经过广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】隧道管片选型的实践, 详细的介绍了广州地铁施工中的管片拼装技术。 【关键词】管片拼装盾构姿态盾尾间隙转弯环楔形量 1、工程概况 广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】土建工程, 北起仑头后底岗盾构始发井, 经仑头村穿越仑头海至官洲岛, 经过官洲站后经官洲村、官洲河等地, 至大学城结束, 区间隧道为单孔双线隧道, 总长为2826.5m, 其中盾构法区间隧道为2301.3m, 区间包括7个联络通道、 2个废水泵房。 本区段共有两处曲线, 第一处曲线半径R为800m, 曲线长度为691.242m, 转向角а为43°25′08″; 第二处曲线半径R为450m, 曲线长度为259.359m, 转向角а为24°06′36″; 该区间曲线总长为950.601m, 占盾构隧道总长的41.31％。区间隧道设计为”V”形坡, 其坡度依次为: 27.75‰( 长540m, 下坡) 、 4.08‰( 长350m, 上坡) 、37‰( 长470m, 上坡) 、 24.5‰( 长350m, 下坡) 、 5‰( 长330m, 下坡) 、 43.3‰( 长320m, 上坡) , 变坡处设有竖曲线, 竖曲线半径R为5000m或3000m。 仑大盾构区间盾构隧道采用C50预制钢筋混凝土管片, 管片内径为5400mm, 外径为6000mm, 厚度为300mm, 宽度为1500mm。 管片采用3A＋2B＋1K的分块方式, 即每环管片分6个单元, 3个标准块, 2个邻接块和1个封顶块组成, 管片间设橡胶止水带, 衬砌环间采用错缝拼装。为满足曲线施工和隧道纠偏的需要, 专门设计了左、右转弯环。管片的型号分为标准环( T) 、左弯环( L) 和右弯环( R) , 转弯环为双面对称楔形环, 楔形量为38mm。
盾构掘进管片拼装等施工方案作业方案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
盾构掘进、管片拼装、壁后注浆、成型隧道施工方案施工方案 盾构掘进 掘进流程见图2-1-1。 用于本合同段掘进施工的土压平衡盾构的开挖土仓由刀盘、切口环、隔板、土压传感器及膨润土添加、泡沫注入系统组成。根据本合同段隧道地层条件，需选择土压平衡模式进行本合同段区间隧道的掘进。土压平衡掘进模式中土仓压力 的保持首先需选定土仓压力，掘进过程中通过调整推进力实现推进速度控制、通过调整螺旋输送机转速实现出碴量控制。具体方法如下： （1）土仓压力值P的选定 P值应能与地层土压力和静水压力相平衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0，则P＝KP0，K一般取～。掘进施工过程中土仓压力根据试掘进时取得的经验参数并结合盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整与控制。
（2）推进速度控制 图2-1-1 盾构掘进控制程序图 土压力设定 土压力控制 掘进速度控制 监视
为保持土仓压力的稳定，掘进速度必须与螺旋输送机的转速相符合，同时必须兼顾注浆，确保浆液能均匀填实管片与地层的空隙，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度控制推进油缸的推力。 （3）出碴量的控制 每环掘进出碴量根据试掘进段取得的参数进行控制。出碴量控制可通过推进速度与螺旋输送机转速来实现。 （1）姿态监控系统 盾构姿态监控通过SLS-T自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态监测。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每30～50m进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。 （2）调整与控制 盾构共16组推进油缸，分五区，每区油缸可独立控制推进油压。盾构姿态调整与控制便可通过分区调整推进油缸压力事项盾构掘进方向调整与控制。 （3）纠偏措施 1）滚动纠偏 刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。 2）竖直方向纠偏 控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，需要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，可加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。同时还必须考虑到刀盘前面地质因素的影响综合来调节，从而到达一个比较理想的控制效果。 3）水平方向纠偏
管片拼装技术手册
盾构区间管片拼装技术手册 一、设计标准 地铁设计标准： 1、地铁主体结构设计使用年限为100年； 2、区间隧道防水等级为二级； 3、混凝土允许裂缝开展，管片最大允许裂缝宽度为0.2mm，并 不得有贯穿裂缝； 4、管片混凝土强度等级C50，抗渗等级为P12。 管片设计标准： 衬砌环构造：管片外径6000mm，内径5400mm。管片幅宽：线路曲线半径大于等于400mm时，采用1500mm宽管片，线路半径小于400mm时，采用1200mm的管片。管片厚度300mm。每环衬砌环由6块管片组成，1块封顶块，2块邻接块，3块标准块。采用直线+左右楔形环拟合不同曲线。成都地铁采用的楔形环为双面楔形，单面楔形量为19mm，转角为0.1814°，整环楔形总量为38mm，转角为0.363°。 管片连接：衬砌环纵、环缝采用弯螺栓连接，对于1500mm和1200mm管片，每环纵缝采用12根M27螺栓，每个环缝采用10根M27螺栓。 二、管片选型分析 原则：
确保管片的走向符合隧道设计线路，且拼装后的管片质量符合规范和设计要求。 依据： 1.线路参数。 2.盾构机姿态与油缸行程差。 3.盾尾间隙。 拼装点位： 管片拼装点位表示每一环管片中封顶块所在的位置。根据成都地铁管片设计构造特点，管片拼装分为10个点位。拼装点位分布如右图所示。 拼装点位的选取原则： 1.相邻环管片不通缝。 2.楔形环不同楔形量使用合理，有利于调整盾尾间隙、油缸行程差和拟合隧道中心线。 拼装点位选择：
现为了保证隧道的美观和防水效果，将管片的点位划分为两类：上半区点位（1点、2点、3点、9点、10点、11点），下半区点位（4点、5点、7点、8点）。其中上半区点位位于隧道中线以上（含中线），有利于管片拼装和隧道的防水质量，因此上半区作为管片点位选择的主要区域。 管片楔形量： 成都地铁采用的左右转弯楔形环为等腰梯型，该类型的管片需要两次可达到调整方向的目的，纠偏量比较小，有利于盾构机掘进中的方向控制。
盾构管片拼装和姿态控制的要点盾构管片拼装质量和姿态控制是相互关联，密不不可分的。为保证拼装质量和姿态，我们可以从人、机、物、法、环几个方面进行控制。 1、人的控制首先人是控制工程质量的第一因素，在这里我认为主要是责任心和技能素质。责任心与自身所受的教育，家庭责任感和社会责任感及公司的管理制度有很大的关系。你的用心操作和一丝不苟的作风，将直接影响到拼装质量。所以拼装 负责人和机械操作手要掌握质量标准，以质量求进度，质量不达标准不进行下一环的拼装。 在技能方面，你们公司是第一次在上海做盾构，盾构机又是新购进的，人员也是新配备的，机械性能等方面都需要调试和一个熟悉的过程。这里固然有有利的因素，那就是机械性能先进，自动化程度高。但我们也要看到不利的因素，就是新的人员要驾御这匹性能还不完全熟悉的盾构机。一是需要专家的现场指导，二是在干中学学中干。并要结合实际，积累经验，达到熟练操作的程度。 2、管片拼装 1）、管片拼装的前期准备盾构推进的后座应与后壁密实贴紧，后座的环面应与推进轴线垂直，同时开口段的上半部应设有稳固的后座支撑体系。 盾构在基座导轨上推进时应同步垫实管片脱出盾尾后与导轨之间的空隙，不使管片下沉，垫实材料宜用木楔。 盾构的出洞施工由于后座条件的限制，一般盾构的上部千斤顶在一定期间内不能使用，为此要精心调整盾构正面土体反力以少用或不用底部范围千斤顶，防止盾构上飘以及后座因受力不均而遭破坏。当上飘较大而开口副环又没到位时，要临时在上部加支撑和使用上部千斤顶。. 盾构管片的第一环（包括副环），管片的横向轴线一定要垂直于隧道设计的纵向轴线。这一环致关重要，首次拼装一定要千万注意。 施工人员要加强对前一环管片环面进行质量检查和确认，及时通知地面管片进行调整接缝弹性密封垫厚度的调整。同时本环的第一块管片定位前，应观察管片与盾构四周的空隙情况及上环管片的成果报表来决定本环的纠偏方法和纠偏量，然后确定本环第一块的拼装位置。 送到盾构后续车架内的管片，要按先后顺序——由下而上，待拱底块管片就位
目录 1 管片拼装目的 (1) 2 作业程序 (1) ⑴管片拼装流程图 (1) ⑵管片安装的准备工作 (1) ⑶管片拼装 (2) 3 人员安排 (2) 4 主要设备及工具 (3) 5 质量安全保证 (3)
管片拼装方案 1 管片拼装目的 通过管片安装，保证管片拼装质量，形成隧道永久衬砌。 2 作业程序 ⑴管片拼装流程图 图1 管片拼装流程图 ⑵管片安装的准备工作 ①严格检查进场管片，不合格管片一律清退。 ②吊运管片注意对管片、止水条和缓冲垫的保护。 ③准备好管片螺栓，然后装上螺栓止水橡胶圈，备好紧螺栓工具。 ④清理管片安装区的积水、淤泥，保证管片安装区的清洁。
⑤盾构机司机根据盾尾间隙、千斤顶行程、VMT自动导向系统计算出的封顶块位置以及隧道走向，综合确定封顶块位置，然后通知地面工程师。 ⑥地面工程师根据盾构机司机提供的下一环封顶块位置安排工人把管片按拼装顺序吊至管片车上。 ⑦安排三辆管片车运输一环管片，每一辆管片车堆放两块管片，把最先安装的管片放在最上面，其余类推，封顶块放在第三辆管片车上的最上面。 ⑧管片运输车开到1#~2#台车的位置处。 ⑨利用管片吊车将管片吊至管片输送器中间（把管片旋转90o）。 ⑩管片随管片输送器一起向前移动进入一个循环状态（一个循环包括：吊起、前移、下降、后退），按以上步骤将管片（根据安装步骤）准确地放置在管片安装位置。 ⑶管片拼装 ①隧道衬砌由六块预制钢筋混凝土管片拼装而成，其中分一块封顶块，二块邻接块及三块标准块。小封顶块拼装方便，施工时可先搭接2/3环宽径向上推，再进行纵向插入方法拼装。环与环错缝拼装。 ②根据管片安装顺序，将须安装管片位置所对应的千斤顶缩回到适当位置，空出管片拼装位置。 ③用管片安装遥控器操作，管片安装头须与管片吊装孔调整到相对位置（通过调整安装头上的六个自由度），然后吊起管片。 ④将管片旋转至最终的准确位置上。 ⑤穿上螺栓，拧紧螺栓（纵向与环向螺栓）。 ⑥将该管片位置的千斤顶伸长，顶住管片。 ⑦在做上述工作的同时，管片输送器继续按拼装顺序输送管片至安装位置。 ⑧余下管片重复上述操作步骤。 3 人员安排 一条隧道分白班和夜班两班组。 白班的人员安排： 盾构机司机：1人； 值班工程师：1人； 拼装手：1人；
盾构隧道管片拼装施工选型与排版总结 区间盾构结构为预制钢筋混凝土环形管片,外径6200米米,内径5500米米,厚度 350米米,宽度 1200米米.在盾构施工开工前,应对管片进行预排版,确定管片类型数量. 1）隧道衬砌环类型 为满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇形纠偏的需要,应设计楔形衬砌环,目前国际上通畅采用的衬砌环类型有三种：①直线衬砌环与楔形衬砌环的组合;②通用型管片;③左、右楔形衬砌环之间相互组合. 国内一般采用第③种,项目隧道采用该衬砌环. 直线衬砌环与楔形衬砌环组合排版优缺点：优点—简化施工控制,减少管片选型工作量;缺点—需要做好管片生产计划,增加钢模数量. 盾构推进时,依据预排版及当前施工误差,确定下一环衬砌类型.由于采用衬砌环类型不完全确定性,所以给管片供应带来一定难度 . 2）管片预排版 1、转弯环设计 区间转弯靠楔形环完成,分三种：标准换、右转弯环、左转弯环.即管片环向宽度六块不是同一量,曲线外侧宽,内侧窄. 管片楔形量确定主要因素有三个：①线路的曲线半径;②管片宽度 ;③标准环数与楔形环数之比u值.还有一个可供参考的因素：楔形量管模的使用地域.楔形量理论公式如下： △=D(米+n)B/nR ①
(D-管片外径,米:n-标准环与楔形环比值,B-环宽,R-拟合圆曲线半径) 本次南门路到团结桥楔形环设计为双面楔形,楔形量对称设置于楔形环的两侧环面.按最小水平曲线半径R=300米计算,楔形量△=37.2米米,楔形角β=0.334°. 值得注意的是转弯环设计时,环宽最大和最小处是固定的 ,左转弯以K块在1点位设计,右转弯以K块在11点位设计,即在使用转弯环时,要考虑错缝拼装和管片位置要求. 2、圆曲线预排版 设需拟合圆曲线半径为450米(南门路到团结桥区间曲线半径值),拟合轴线弧长270米,需用总楔形量计算如下： β=L/R=0.6 ② △总=(R+D/2)β-(R-D/2)β=3720米米③ 由△总计算出需用楔形环数量： n1=△总/△=100 ④ 标准环数量为： n2=(L-n1*B)/B=125 ⑤ 标准环和楔形环的比值为： u=n2：n1=5:4 ⑥ 即在R=450圆曲线上,标准环和楔形环比例为5:4,根据曲线弧长计算管片数量,确定出各类型管片具体数量,出现小数点时标准环数量减1,转弯环加1.
大型通用楔形管片拼装施工技术 盾构网https://www.doczj.com/doc/c913763115.html,(2008-11-25) 新闻来源：上海隧道工程股份有限公司 摘要：通用楔形管片作为一种较先进的隧道衬砌形式，在盾构法施工中能够较好地控制隧道掘进轴线和管片成环质量。文章以上海市上中路隧道工程大型通用楔形管片的应用为例，介绍了通用楔形管片的设计理念和特点、全圆周错缝拼装的施工方法以及施工中控制管片质量的方法。 关键词：隧道；通用楔形管片；错缝拼装；施工技术 1 工程概述 上海市上中路隧道工程位于徐汇区和浦东新区内。该工程西起上中路～龙川路交叉口东侧，与中环线南段上中路衔接；东至浦东规划华夏西路～公园大道交叉口西侧，与中环线南段华夏西路衔接，是连接浦东、浦西的交通枢纽工程和重要的地下生命线工程。 本越江通道工程共设南线和北线2条隧道，为双管双层双向8车道隧道工程，工程以南线上层、北线下层车道作为主线控制中心线。其中盾构法圆隧道南线起始里程为SK1+850.0m，终止里程为SK0+580.0m，全长1270m。北线起始里程为NK0+582.853m，终止里程为NK1+856.908m，全长1274.055m。隧道工程采用一台Ф14870mm 泥水平衡式盾构机掘进施工。隧道最大坡度为4.50%，曲线转弯达12段，最小平曲线半径为R1000m。 在本次盾构施工中，我们采用通用楔形管片的形式作为隧道衬砌，在满足隧道曲线的基础上，保证了隧道环面的质量。 2 通用楔形管片的特点 2.1 普通隧道衬砌管片 目前在盾构施工中，隧道衬砌直线段一般采用等宽的普通圆环，在平面曲线和竖曲线段则采用不同的楔形圆环对隧道轴线进行拟合。整条隧道就需要设计和加工左转、直线、右转以及特殊形式的圆环，同时，由于管片楔形量是固定的，从而不利于在盾构施工中对隧道轴线的精准控制。而管片拼装一般采用通缝拼装和错缝拼装两种形式。错缝拼装要求在拼装时旋转一定的角度避免通缝，有利于衬砌本身传递圆环内力，且错缝拼装的隧道比通缝拼装的隧道整体性强，圆环可以近似按匀质刚度考虑。但在通常的隧道衬砌施工中，错缝拼装的形式比较单一，且管片的旋转角度相对固定(一般只能旋转3个角度，左右20度角范围内)。 2.2 通用楔形管片 本工程隧道管片外径14500mm，内径13300mm，环宽2000mm，管片厚度600mm。每环由10块管片构成。其中标准块7块(S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7)，邻接块2块(S8，S9)，封顶块1块(S10)。普通衬砌环由钢筋砼管片构成，砼强度等级为C55，抗渗等级为1.2MPa，钢筋采用HPB235级、HRB335级钢。管片环与环之间用38根M27的斜螺栓相连接，每环管片块与块间以20根M36的斜螺栓连接。具体管片构造详见图1。
一、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程： 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收 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
盾构管片拼装工艺流程及施工技术 一、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程: 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收 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
PPS 管片拼装程序使用的简要说明（盾构操作手使用）
PPS 拼装程序简要操作说明（盾构机操作手） 1. 简要导向信息说明 显示为（measurement OK ）,测量完成状态，只有此时状态为最真实可信的。并且只有在时状态下才可以起动管片拼装程序。 刀盘切口，中盾尾，尾盾里程 偏航角或趋势角 机器三维视图，前端蓝圆为刀盘，后部大红圆为盾尾。 刀盘切口，中盾尾，尾盾的水平偏差
2. 拼装程序使用。 PPS管片拼装模式打开的前提是导向测量显示完成状态。（左下角为绿色，且显示测量完成），在测量（Survey）菜单下，开始“管片拼装（start ring build）”，拼装模式打开后，如图所示。此时要认真量取，并输入盾尾间隙，才可以使管片计算程序正常工作。
3. 拼装程序计算结果的显示 对于管片的计算要求可以在主界面，设置菜单下的管片拼装设置选项中更改。
4. 拼装完成后的工作 上述，按“开始拼状”键，即进入此界面，在拼装完成后，可以重新读取铰接的行程量，然后再次输入当前的盾尾间隙，（共两次）此时可以更改环号，与拼装点位，工作完成后，按“保存”SA VE 键，返回推进测量模式，管片的所有拼装信息，将会被记录，且无法更改。 再次输入盾尾间隙
5．管片拼状记录的查看 在主界面的“数据库（Database）”菜单下的“管片报告”ring report里可以查看以往的所有管片拼状记录。此记录里可以显示与此环管片拼装相关的所有信息，可以打印作为施工日志或备案报告使用。可以直接在办公室的电脑里打印，也可以在PPS机器电脑中打印成PDF格式，再拷出打印保存。
盾构管片拼装施工技术集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
一、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程： 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收 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。
郑州市轨道交通1号线二期土建工程02标段 梧桐街站～化工路站区间 盾构工程管片拼装作业指导书 编 制： 年 月 日 复 核： 年 月 日 审 批： 年 月 日 中铁隧道集团有限公司 郑州市轨道交通1号线二期土建工程02标段 2015年3月
§§11 编编制制依依据据 （1）郑州市轨道交通1号线二期工程区间管片结构及防水设计通用图； （2）郑州市轨道交通1号线二期工程梧桐街站～化工路站区间平、纵断面设计图； （3）郑州市轨道交通1号线二期工程梧桐街站主体结构设计图； （4）地下铁道工程施工及验收规范GB 50299-1999（2003版）； （5）盾构法隧道施工与验收规范GB 50446-2008； （6）地下防水工程质量验收规范GB 50208-2011； （7）建筑工程施工质量验收统一标准 GB 50300-2013； §§22 编编制制目目的的 （1）规范操作程序，指导现场施工； （2）确保管片安装系统的安全使用； （3）确保管片安装质量，提高管片安装速度； （4）提高成洞隧道产品的质量，创优质工程。 §§33 适适用用范范围围 郑州市轨道交通1号线二期土建工程02标段梧桐街站～化工路站盾构工程区间隧道管片安装施工。 §§44 工工程程概概况况 区间隧道工程采用盾构法施工，钢筋混凝土管片采用C50、S10混凝土，外径为6000mm ，内径为5400mm ，环片厚度300mm ，环片宽幅1500mm ，，每环衬砌环管片分为6块，其中封顶块1块、邻接块2块、标准块3块。衬砌环按两环一组错缝式拼装。 §§55 相相关关定定义义 55..11 管管片片 指用于盾构开挖后完成隧道衬砌的预制钢筋混凝土圆环，管片混凝土强度C50，抗渗等级S12。管片内径为5400mm ，外径为6000mm ，厚300mm ，管片环宽1500mm 。每环管片组成为3＋2＋1，即三块标准块、两个邻接块、一个封顶块。为满足曲线地段线路拟合及施工纠偏的需要，专门设计了左、右转弯楔形环，通过与标准环的各种组合来拟合不同的曲线。楔形环采用双面楔形式。 55..22 负负环环管管片片//00环环管管片片
盾构管片拼装施工技术 亠、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程: 二、管片安装施工要点 1盾构管片现场验收 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
盾构掘进、管片拼装、壁后注浆、成型隧道施工方案 施工方案 1.1盾构掘进 掘进流程见图2-1-1。 用于本合同段掘进施工的土压平衡盾构的开挖土仓由刀盘、切口环、隔板、土压传感器及膨润土添加、泡沫注入系统组成。根据本合同段隧道地层条件，需选择土压平衡模式进行本合同段区间隧道的掘进。土压平衡掘进模式中土仓压力 的保持首先需选定土仓压力，掘进过程中通过调整推进力实现推进速度控制、通过调整螺旋输送机转速实现出碴量控制。具体方法如下： （1）土仓压力值P的选定 P值应能与地层土压力和静水压力相平衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0，则P＝KP0，K一般取～。掘进施工过程中土仓压力根据试掘进时取得的经验参数并结合盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整与控制。
（2）推进速度控制 为保持土仓压力的稳定，掘进速度必须与螺旋输送机的转速相符合，同时必须兼顾注浆，确保浆液能均匀填实管片与地层的空隙，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度控图2-1-1 盾构掘进控制程序图 土 压 力 设 定土 压 力 控 制掘 进 速 度 控 制监 视
制推进油缸的推力。 （3）出碴量的控制 每环掘进出碴量根据试掘进段取得的参数进行控制。出碴量控制可通过推进速度与螺旋输送机转速来实现。 （1）姿态监控系统 盾构姿态监控通过SLS-T自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态监测。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每30～50m进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。 （2）调整与控制 盾构共16组推进油缸，分五区，每区油缸可独立控制推进油压。盾构姿态调整与控制便可通过分区调整推进油缸压力事项盾构掘进方向调整与控制。 （3）纠偏措施 1）滚动纠偏 刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。 2）竖直方向纠偏 控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，需要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可加大下侧千斤顶的推力，当盾
盾构管片拼装施工技术 Final approval draft on November 22, 2020
一、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程： 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收 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。
地铁盾构管片拼装 通过1号车架的单轨梁、盾构与车架之间的双轨梁以及拼装机后部的喂片机构将管片从运送小车装运到拼装机下进行拼装。 管片拼装机型式为环齿式，可按顺时针和逆时针旋转220度，其轴向平移行程达800mm，以保证封顶块的嵌入。拼装机工作时由无线遥控器控制，为防止无线系统损坏，另备有一套线连接的悬挂式控制器。 一、衬砌拼装方式 1、隧道衬砌由六块预制钢筋混凝土管片组成，采用通缝拼装。其中拱底块最重为3.75T，整环总重16.1T。成环形式为小封顶纵向全插入式。 2、纵环向均采用M30双头直螺栓连接，环向螺栓每环12只，纵向螺栓每环17只。连接件采用锌基铬酸盐涂层防锈处理，涂层厚度为6mm。纵环向螺栓机机械性能等级为5.8级。 二、拼装前的准备工作 （1）钢筋混凝土管片应验收合格后方可运至工地，管片在地面上按编号拼装顺序排列堆放,粘贴好管片接缝密封衬垫等防水材料, 管片接缝的连接件和配件、防水垫圈等的数量规格准备齐全，随管片运送至工作面。 （2）清除前一环管片环面和盾尾内杂物，检查前一环管片环面防水材料是否完好，如有损坏应及时采取修补措施，发现环面质量问题，必要时在新一环管片拼装时采用纠正措施。 （3）按有关盾构设备操作要求，全面检查拼装系统管片拼装机的动力及液压设备是否正常，确保拼装作业安全可靠。
三、拼装作业 （1）将衬砌环拼装顺序列表提供给竖井工程师、盾构掘进机的操作者等； （2）钢筋混凝土管片拼装中，应保持盾构稳定状态，并防止盾构后退和已砌管片受损。举重钳钳牢管片操作过程中，施工人员应退出管片拼装范围。 （3）钢筋混凝土管片拼装时应先就位底部管片，然后自下而上左右交叉安装，每环相邻管片应均布摆匀并控制环面平整度和封口尺寸，然后插入封顶管片成环。 （4）钢筋混凝土管片拼装成环时，其连接螺栓应先逐片初步拧紧，脱出盾尾后再次拧紧。当后续盾构掘进至每环管片拼装之前，应对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。 （5）拼装过程中选定各块管片位置，须缩回相应的千斤顶，形成管片拼装空间。起吊管片到位后，伸出千斤顶完成一块管片的拼装作业。在反复伸缩千斤顶时必须做到保持盾构不后退、不变坡和不变向； （6）逐块拼装管片时要注意确保相邻两管片接头的环面平整，内弧面平整，纵缝的管片端面密贴。 （7）在拼装插入封顶块前必须做好以下工作： ①纵向插入封顶块时，检查千斤顶顶块到前一环环面净距满足拼装要求，检查已拼管片的开口尺寸，要求略大于封顶块尺寸。拼装机将封顶块送到位，伸出对应的盾构特殊千斤顶，将封顶块插入成环，作圆环校正，并全面检查所有纵、环向螺栓。 ②合拢成环后，由测量系统测定其各项指标，按测得数据作圆环