盾构管片拼装和姿态控制的要点

盾构掘进技术施工要点一、土压平衡盾构掘进（一）土压平衡式掘进特点土压平衡盾构，是将开挖下来的土砂充满到开挖面和隔板之间泥土仓，根据需要在其中注入改良材料，用适当的土压力确保开挖面的稳定性。

通过贯穿隔板设置的螺旋输送机，可在推进的同时进行排土。

在施工时，必须在开挖两层隔板之间充满土砂，对其进行加压达到满足开挖面的稳定需要的状态。

为了获得适合于盾构推进量的排土量，要对土压力和出土盘进行计量，对螺旋式排土器的转数和盾构的推进速度进行控制，达到平衡状态，同时，还要掌握刀盘扭矩和推力等，进行正确的控制管理以防止开挖面的松动和破坏。

（二）土仓压力管理（1）在土压平衡盾构的施工中，为了确保开挖面的稳定，要适当地维持压力舱压力。

一般，如果土仓压力不足，发生开挖面的涌水或坍塌风险就会增大。

如果压力过大，又会引起刀盘扭矩或推力的增大而发生推进速度下降或地面隆起等问题。

（2）土仓压力管理的基本思路是：作为上限值，以尽量控制地表面的沉降为目的而使用静止土压力；作为下限值，可以允许产生少量的地表沉降，但可确保开挖面的稳定为目的而使用主动土压力。

（3）掌握开挖面的稳定状态，一般是用设置在隔板上的土压计来确定土仓压力。

（4）推进过程中，土仓压力维持有如下的方法：①用螺旋排土器的转数控制；②用盾构千斤顶的推进速度控制；③两者的组合控制等。

通常盾构设备采用组合控制的方式。

（5）要根据各施工条件实施良好的管理。

另外，需要确认伴随推进所产生的地基的变形、排土状态、刀盘扭矩以及其变化情况，及时在推进中修正土仓压力。

（三）排土量管理（1）为了一边保持开挖面的稳定一边顺利地进行推进，则需要适量地进行排土，以维持排土量和推进量相平衡。

可是，由于围岩的重度在掘进中会有一定的波动，以及受添加剂的种类、添加量或排土方式等因素的影响，排出渣土的重度也会发生变化，所以要恰当地掌握排土量是比较困难的。

另外，作为排土，其状态可在半固体状态到流体状态之间变化，其性状是各种各样的。

浅谈盾构机姿态的控制方法
一、简介
盾构机为沉管全封闭式施工机械，具有自动化程度高、施工质量可控、施工速度快和管片拼装精度高等优势，深受广大施工企业的青睐，用于水
利工程、市政工程、油气工程等城市基础设施的管线施工，不仅可以大大
减少施工难度，节省施工时间，还可以提高施工质量和提升施工效率。

但是，控制盾构机姿态是盾构钻机施工中的关键，盾构机控制姿态不准确，
既会影响施工质量，又会严重延误施工进度，甚至出现施工安全事故，因此，控制盾构机姿态是施工质量的重要保障。

1、建立坐标系：首先，应建立一个轨道工程坐标系，可以通过在地
形上标准点测量来建立。

2、采用传感器测量方法：在盾头前设置激光传感器，可以利用它来
测量盾头的垂直位置，并定时发送信号，通过接收系统转换后可以获得盾
头的三维坐标信息，从而可以准确控制盾头的姿态。

3、采用水平仪测量法：在盾头前方设置水平仪，可以实时水平测量，通过控制盾头的角度，从而准确控制盾头的姿态。

4、采用视觉控制方法：同样，可以在盾头前方设置一台摄像头，通
过视觉控制，可以准确控制盾头的姿态。

盾构施工质量控制措施一、盾构设备控制要点（一）调运组装1、对施工单位的运输方案和吊装方案予以审核；2、装机前对盾构机各部位进行初步验收，包括机体完整性，外观无明显缺陷，液压管路是否冲洗干净；重点关注盾尾是否失圆、盾尾刷的安装是否符合规范要求以及刀盘旋转接头密封是否完好；3、设备吊装下井前，审核隧道轴线和盾构机始发基座轴线、位置、倾斜角是否正确；盾构反力架是否固定；4、对连接螺栓的扭矩进行抽检，督促复紧；5、盾尾安装焊接完成后对盾尾圆度进行复核，圆度应达到误差范围内；6、装机完成后组织各方进行验收工作，对电气系统，液压系统，机械系统以及辅助系统进行调试；重点关注刀盘面板各部件是否正常运转。

（二）试掘进控制1、核对实发参数，始发轴线偏差是否在允许范围内，小半径始发时严格控制始发姿态控制，防止轴线偏差超限；2、针对各系统进行空载调试验收，重点是自动测量系统、泡沫系统，盾尾油脂密封系统和同步注浆系统；3、通过审核施工单位掘进数据，总结施工中的控制要点，如出土量，注浆量和盾尾油脂的注入量；4、审核管片选用和管片拼装位置的合理性；5、审核注浆配比特性和注浆压力等参数的效果和合理性；6、姿态控制，检查防止盾构机低头部件是否完整；二、盾构施工控制要点（一）错台控制1、行进间轴线控制，勤纠偏缓纠偏，确保轴线偏离中心点在±50mm内；2、管片拼装施工前督促施工单位做好盾尾泥沙清理工作；督促施工单位在拼装完成后及时做好螺栓复紧工作。

3、根据规范要求，错台超出30mm的管片环需暂停施工并及时拆除重装。

（二）破裂控制1、安排驻场监理在管片厂予以监督旁站，并对于出厂管片进行验收；2、进场管片做好相关验收工作，运输途中损坏的应予以退场处理；3、堆放控制：一是高度控制，原则上不允许堆码超过四片；二是必须堆放在木质整木上，防止受力不均匀的破损；三是调运过程中检查吊带防护等相关情况；4、做好推进控制，对推进油泵进行周期性抽检，发现破损及时下达更换指令。

盾构机管片拼装安全技术措施
1、管片拼装必须落实专人负责指挥，拼装机操作人员必须按照指挥人员的指令操作，严禁擅自转动拼装机，以免发生伤亡事故。

2、举重臂旋转时，必须鸣号警示，严禁施工人员进入举重臂活动半径内，拼装工在管片全部定位后，方可作业。

在施工人员未能撤离施工区域时，严禁启动拼装机。

3、拼装管片时，拼装工必须站在安全可靠的位置，严禁将手脚放在环缝和千斤顶的顶部，以防受到意外伤害。

4、举重臂必须在管片固定就位后，方可复位，封顶拼装就位未完毕时，人员严禁进入封顶块的下方。

5、举重臂拼装头子必须拧紧到位，不得松动，发现磨损情况，及时更换，不得冒险吊运。

6、管片在旋转上升之前，必须用举重臂小脚将管片固定，以防管片在旋转过程中晃动。

7、当拼装头子与管片预埋孔不能紧固连接时，必须制作专用的拼装架。

拼装架设计必须经技术部门认可，经过试验合格后方可使用。

8、拼装管片必须使用专用的拼装销子，拼装销必须有限位。

9、拼装上部管片时，必须使用专用的移动式防护栏，以防高空坠落。

人员穿越防护栏杆作业时，必须佩带安全带。

10、单轨梁（双轨梁）运送管片就位拼装时，人员严禁站立在管片的前方，以防止管片溜滑伤人。

管片拼装施工方法与技术措施1）管片拼装施工流程管片拼装施工工艺流程详见下图。

管片止水条及衬垫粘贴管片运输组织及下井管片吊机卸车、倒运管片管片安装区清理管片安装与连接管片脱离盾尾后的二次紧固缩回安装部位油缸管片安装就位掘进1.5m 或1.2m盾构掘进管片安装施工准备推进缸顶紧就位管片管片拼装施工流程2）施工方法及要点管片拼装施工方法及要点详见下表。

管片拼装施工方法及要点序号 施工工序 施工方法及要点 示意图1 管片进台车 列车编组将管片输送至管片吊机位置。

序号施工工序施工方法及要点示意图2 管片吊装（1）管片吊机将管片输送至拼装机区域（喂片机上）。

（2）吊装阶段路径不得站人或放置设备。

3 管片清洗成环管片拼装前需清洗干净，确保拼装结合处无异物夹杂，影响拼装质量。

/4 管片拼装（1）拼装前检查止水条是否粘贴牢固并对拼装区清理。

（2）所有推进油缸行程伸出的长度都大于管片长度300mm时，进行管片拼装，相邻两环采用错缝拼装。

（3）拼装机将管片依次拼装形成整环支护。

（4）先拼装底部大块，在依次拼装腰部管片，最后拼装封顶块。

管片拼装易出现环面不平整、纵缝质量不符合要求等质量通病，其主要预防技术措施详见下表。

管片拼装施工质量通病及预防技术措施序号质量通病技术措施1 环面不平整（1）拼装前检测前一环管片的环面情况，决定本环拼装时纠偏量及纠偏措施。

（2）清除环面和盾尾内的各种杂物。

（3）控制千斤顶顶力均匀。

（4）提高纠偏楔子的粘贴质量。

（5）检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴可靠。

（6）盾构推进时骑缝千斤顶应开启，保证环面平整。

（7）对于已形成环面不平的管片，在下一环及时加贴楔子纠正环面，使环面平整。

2 管片环面与隧道设计轴线不垂直（1）拼装时做好清理工作，防止杂物夹杂在管片环缝间。

（2）尽量多开启千斤顶，使盾构纠偏的力变化均匀。

（3）在施工中经常测量管片环面的垂直度，并与轴线相比较，发现误差，及早安排制作楔子纠环面。

地铁盾构管片拼装施工及安装中应注意的问题【摘要】随着我国城市轨道交通的发展，地铁逐渐成为我国大中型城市的主要公共交通工具。

管片拼装施工和安装是地铁盾构施工的主要环节，对整个地铁隧道工程起着关键作用。

本文重点分析了地铁盾构管片拼装施工流程，并提出了管片安装时应该注意的几个问题，以供广大读者参考。

【关键词】地铁盾构；管片拼装；管片安装前言地铁是目前我国大城市比较流行的一种交通工具，并且很多大中型城市都在建设地铁工程。

盾构法是一种综合的施工手段，管片拼装和安装是地铁盾构施工中比较重要的工序，对整个项目工程的顺利进行有着关键作用，所以对地铁盾构管片拼装施工和安装时应注意的问题研究有着很大的理论意义和实践意义，下文将首先介绍管片选型的原则和影响因素。

1 管片选型的原则及影响因素盾构法隧道的管片主要负责防止地下涌水的发生、承载隧道的负荷，在管片安装过程中要能够承受住盾构前进中推进油缸的推力和工程中注浆的压力。

一般管片的厚度都不是太大、内部结构不稳定并且容易在施工中受到损伤[1]。

管片选型的原则包括：第一，要根据隧道设计路线来决定管片的大小；第二，要根据盾构的姿态决定管片的类型；第三，要综合考虑实际施工水平。

有时还会根据盾尾间隙选择管片，主要是在间隙接近60mm的警戒值时。

管片选型的影响因素主要包括：第一，盾尾间隙的因素；第二，油缸行程和铰接油缸行程差的因素。

转弯环就是主要通过油缸行程差的大小来判断，当大小超过40mm时就需要安装转弯环。

转弯环的作用主要在于纠偏行程差值，把行程差值控制在30mm内，主要是为了保护管片的长久使用[2]。

铰接油缸的行程差会影响管片的选择，在放置时可以选择被动放置，这样对盾构的纠偏有一定作用。

2 地铁盾构管片拼装施工2.1 管片选择通过以上分析我们已经知道管片选择的原则和影响因素，管片的选择要在盾构每环掘进之前完成，这样可以保证管片及时运送到盾构机盾尾部。

管片选择的因素主要包括隧道设计路线、盾构的姿态、施工条件等，这些信息可以从盾构隧道的最初设计图纸上、铰接油缸的长度上、管片外径和盾尾的间隙上获得。

一、管片拼装工艺流程盾构管片拼装的施工流程：而且对盾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。

5123456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．m6.正式进洞后，错缝拼装的管片封顶块位置为±90o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。

谈谈盾构姿态控制与管片拼装技术引言：在地质条件比较复杂的情况下，盾构施工需要根据围岩变化采取相匹配的掘进模式，管片拼装姿态控制良好，可使盾构机处于良好的工作状态，减少机械维修维护费用，加快工程施工的进度，缩短工期。

1.盾构姿态控制与管片拼装技术盾构的姿态控制是盾构施工中的一个重要环节。

盾构姿态控制的基本原则：以隧道设计轴线为目标，偏差控制在设计范围内，同时在掘进过程进行盾构姿态调整确保不破坏管片。

盾构推进过程中，依靠千斤顶不断向前推进，为便于轴线控制，将千斤顶设置分成不同区域。

在切口水压正确设定的前提下，应严格控制各区域油压，同时控制千斤顶的行程，合理纠偏，做到勤纠，减小单次纠偏量，实现盾构沿设计轴线方向推进。

采用通用楔形管片作为隧道衬砌。

其不同的旋转位置，将产生不同的上、下、左、右超前量，通过不同位置管片的拼装，实现对隧道轴线的拟合。

因此拼装前管片的选型至关重要。

选择正确的管片旋转角度，能保证拼装工作的顺利进行提高拼装质量，保证构筑隧道符合设计轴线。

另外，盾构推进施工中，成环管片作为盾构推进后座，对盾构推进起到一种导向作用。

为此，在盾构推进尤其是曲线推进时，应通过严格的计算和量测来确定管片的超前量。

同时应用盾构本身PPS 系统综合系统，合理选取管片旋转位置，以达到管片相应的超前量，使管片环面始终垂直于设计轴线。

盾构姿态控制与管片拼装相互影响，相互制约的两个过程。

盾构姿态控制与管片拼装应以隧道设计轴线控制为目标，同时两者相互协调，保证管片拼装质量，避免管片产生破损。

2. 管片拼装对盾构姿态控制的基本原则2.1直线段施工直线段施工最理想的状态是隧道设计中线与盾构轴线管片中线重合。

但实际施工情况，三条线之间存在偏差。

2.1.1三条线基本重合理论上，管片拼装时K块可以交替放在圆心对称的位置。

但是，为了保证拼装精度，应避免K出现隧道下部。

最好K块交替放270°位置。

K块在右侧，左右油缸行程差25mm，K块在左侧，左右油缸行程差-25mm。

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，待拱底块管片就位后，两侧的标准管片和邻接管片交错拼装，最后的封顶管片纵向插入成环。