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
三、管片选型
（1）管片选型的原则
（2）管片选型的依据
（3）管片选型错误引起的后果分析
四、管片拼装施工措施
（1）管片堆放运输
（2）一般地段管片的拼装
（3）特殊地段管片的拼装
（4）管片拼装注意事项
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
十陵东站～西河镇站盾构区间位于成都市龙泉驿区境内，盾构区间隧道起于十陵东站东段2#明挖区间，止于西端3#明挖区间。盾构区间起讫里程为YDK43+999.3～YDK44+900.700，ZDK43+001.135～ZDK44+900.700，左线线路总长890.7m，短链长8.840m，右线线路总长894.3m，短链长7.105m，全线总长为1785m。区间隧道拱顶最大覆土埋深18m，最小埋深4.1m，最小曲线半经700m，最大坡度28‰，最小坡度16‰(车站过渡段2‰)，相应附属工程含4个洞门、1个联络通道兼泵房(里程YDK44+530.000、ZDK44+530.078)。盾构区间下穿的主要建筑物有绕城高速、燃气管线及成花铁路等；
隧道设计为外径6000mm，内径5400mm的盾构隧道，管片厚度为300mm，管片幅宽采用1500mm。采用圆形装配式钢筋混凝土管片单层衬砌，其砼强度等级不小于C50、抗渗等级不低于P12。每环衬砌环由6块管片组成，其中1块封顶块、2块邻接块、3块标准块。采用4度楔形块接头角和9度插入角，设计采用了左、右转弯楔形环，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。管片选型直接关系到隧道线路、隧道质量等一系列隧道的关键指标，所以管片选型是否正确，将决定盾构工程的成败。以下就我部目前施工所用管片及成型隧道为例，浅谈管片选型及拼装质量控制技术。
2.1、管片的组成
成都地铁目前所用管片为外径6m，内径5.4m，管片厚度0.3m，宽幅1.5m的钢筋混泥土管片。一环管片在未拼装成环之前为6块零散的弧形管片。这6块管片按拼装位置不同又分为标准块（3块）、邻接块（2块）和封顶块（1块）。通常我们把标准块称为大三块，邻接块和封顶块称为小三块。拼装成环的管片共计22根（10根横向、12根纵向）螺栓用于管片相邻块与环之间的连接。管片按强度不同又分为普通环和加强环，以及增设注浆孔管片。
管片示意图
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、管片的拼装
1.1、拼装成环方式
盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。除特殊场合外，大都采取错缝拼装。在联络通道处的管片有时采用通缝拼装。
1.2、拼装顺序
一般从下部的标准块(B型)管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接块(L型)管片，最后安装封顶块(F型)管片。一般情况下遵循“先底部，后左右，最后封顶成环”口诀。
1.3、盾构千斤顶操作
拼装时，若盾构千斤顶同时全部缩回，则在开挖面土压的作用下盾构会后退，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
2、管片的拼装点位
转弯环在实际拼装过程中，可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时封顶块所在的位置。成都地铁目前所用的管片拼装点位为在圆周上均匀分成10个点，即管片拼装的10个点位，相邻点位的旋转角度为36°。由于是错缝拼装，所以相邻两块管片的点位不能相差2的整数倍。一般情况下，本着有利于隧道防水的要求，都只使用上部5个点位。根据工程实际情况，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的长度即为我们所需知道的偏转量。根据三角函数可算出
sinα=19/6000=X/1519 X=4.81
由此可得出，拼装一环转弯环的偏转量为4.81mm。
根据上图和计算方法，我们也可算出连续两环左（右）转环的封顶块对称拼装时，管片的偏转量。
三、管片选型
1、管片选型原则
1.1、管片中心与隧道设计轴线拟合
当一个盾构工程开工之前，就要根据设计线路对管片作一个统筹安排，通常把这一步骤叫管片排版。通过管片排版，就基本了解了这段线路需要多少转弯环（包括左转弯、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）。
