地铁盾构预制管片施工技术

地铁盾构预制管片施工技术

朱伯富

中铁三局集团有限公司浙江省杭州市310000

摘要：现代城市交通的拥挤状态阻碍了城市的发展，为了使城市交通更加顺畅，减少城市交通的压力，许多二线城市正在积极从事城市轨道交通的设计，地铁隧道施工全面推动了城市交通快速发展。随着隧道施工技术需求提高，不断创新地铁盾构技术有利于更广泛的工程需求，同时也提高工程效率及综合效益。本文主要分析了地铁隧道盾构施工方法。

关键词：地铁盾构；预制管片；施工技术

1导言

地铁盾构隧道已被广泛采用，作为盾构隧道最主要部分的钢筋混凝土管片不仅要承载隧道外侧的土压、水压，保持隧道净空，防止渗漏，同时还要在盾构施工过程中承受施工荷载，这对管片的尺寸精度、外观、结构性能和耐久性提出了很高的要求，因此管片的施工工法、检验及质量控制就显得尤为重要。

2地铁盾构施工技术概述

2.1盾构施工技术现状

盾构施工技术在目前的地铁施工技术方法很常见，指的是盾构机施工机械挖掘地下隧道施工方法。盾构施工技术更加突出，施工效率高效，安全，快速，可以保证正常施工在复杂的地形环境下，大型水运建设项目，大规模城市轨道交通项目，并已广泛应用于市政工程的建设。盾构施工技术在主体部分的建设，到目前为止，地铁盾构隧道预制砌块包括复合段、段、钢管、球墨铸铁段几种类型，如段不仅影响隧道施工的质量，也间接影响到隧道使用年限，因此相关人员应该提高注意力的预制段盾构隧道施工技术。

2.2地铁盾构施工技术原理

地铁盾构施工主要包括三个过程的稳定开挖面，采矿和土壤和衬里。地铁盾构施工技术的突出优点：建设速度快；节省人力；自动化程度高；不受气候影响；不影响水上交通；最小影响地面建筑物，等等。同时，地铁隧道，地铁盾构施工技术可以有效地降低施工成本。地铁盾构机施工的原则，使用圆柱形钢组件沿隧道轴推进，实现土壤挖掘的根本目的。

3地铁盾构隧道预制管片分析

3.1管片分块

管片分为标准块（A），邻接块（B）、（C），封顶块（K）三类，其中封顶块只有一块，两块紧邻块分别为封顶块两侧，因此改变标准块（A）数量就直接改变断面尺寸。

3.2管片连接

管片之间连接有螺栓接头、绞接头等，有直螺栓、弯螺栓、斜螺栓等螺栓连接方式；有研究表明斜螺栓连接对管片损伤最小，但不适合小直径、薄管片盾构区间隧道；弯螺栓连接合适薄管片、小直径盾构隧道。目前在国内管片间螺栓类型均属于永久性，因此可拆式螺栓管片是节约材料的新方向。

3.3管片拼装。

盾构隧道装配式衬砌结构管片拼装方式有通缝、错缝两种。在通缝与错缝连接受力分析及论证的研究中表明，通缝拼装的衬砌各环接头位置相同，受荷相同的情况下变形一直且相邻间无弯矩和剪力传递，目前广泛采用的错缝拼装衬砌接头错开，受力错综复杂致使相邻管片变形迥异（力的传递分散），但研究结果显示错缝在防水、控制等问题上优于通缝。拼装施工关键点，假定小块封顶为5+1型式原则是A2→A1（A3）→B（C）→K，在顺序上对线性控制方面做调正。K块拼装方式有径向插入、纵向插入和先径向再纵向等方式，目前国内施工大多采用先径向后纵向的方式拼装关键块，径向搭接长度需综合考虑关键块插入度和盾构机千斤顶的长度（盾构机姿态），然而纵向插入的方式主要考虑径向搭接长度和插入关键块时的间隙。

4隧道管片的运用与管片质量控制措施

4.1建立健全质量管控制度

地铁盾构隧道施工中，由于隧道施工需求的差异，导致建设和结构方式是不同的。因此，在设计隧道衬砌段时，施工人员应多种关键因素考虑在内，即根据隧道断面设计隧道段，其主要形式包括矩形、圆形、椭圆形、等，目前，我国大部分的地铁隧道施工的主要形式是选择圆形轨道，所以最段设计是圆形的。一般来说，单位部分分为4~8，细分方法主要取决于实际的隧道的直径。相关设计人员应当严格依据国家质量管理标准，完善其质量监管体系，不断改进管片生产方式。在有必要情况下，组织工作人员开展培训教育活动，通过质量管理控制，逐渐提高工作人员生产意识；同时，严格执行生产检验制度，不断提高自身质量控制水平。

4.2管片合格率的提高

在管片的起吊过程中，十分容易出现边角碰撞、螺栓孔烂边等情况，在实际的施工过程中，螺栓孔烂边率高达50%，通常是由于多次起吊对管片螺栓孔造成的挤压破坏。从盾构安装流程分析，构件在吊入指定区域时，由于装卸、安装等所造成的边角碰撞率高达30%。传统的起吊工具不垂直，难以保障其平衡，预设扁担可提高其平衡水平，转移受力点，增大受力范围，降低碰撞损伤率，同时提高管片调运效率，其专用吊具见图1

5地铁盾构隧道预制管片施工技术

5.1地铁盾构隧道预制管片施工技术流程（见图2）。

原材料选择：保障水泥具备生产合格标准，不可混用不同厂家、不同级别、不同品种的水泥，严禁使用过期、受潮水泥；钢筋应当具备称重单、质量检验文件，符合施工标准；选用级配良好的砂石，保障其含泥量、活性符合施工要求；碎石粒径应低于25mm，含泥量低于2%；使用符合混凝土搅拌标准的水；外加剂应当具备产品合格证书，经过抽样检验实验方可使用；粉煤灰烧失量低于5%，且具备生产合格证书；螺栓埋件以及吊装埋件的形状、质量、材质等符合施工设计要求。

5.2钢模板选型

钢模的振捣类型主要包括三种，即附着式整体振捣、人工插入式振捣、振动台自动化生产线；为了避免模具的变形，延长其使用寿命，提高成品的精度，实际施工过程中一般采用人工插入式振捣，并运用蒸汽养护以及强塑混凝土的使用，进一步提高生产效率。

5.3安装检测

首先，为地铁隧道盾构法施工的钢筋混凝土段精度具有重要的意义，其精度通常取决于振动后折叠钢的精密加工。在钢铁生产段之前，员工必须确保其在四全面检测，即加工、运输到指定区域，和物理的精度对比试验后试验生产，只有各种测试指标符合生产标准，及其误差的控制，可以投入使用。其次，针对部分模具钢或提升钢铁、施工人员在钢完整性保护清洁彻底，同时，保证拼接缝和模具表面没有小颗粒，没有残留泥浆，提高折叠钢模的准确性，确保钢模具定期维护。脱模剂的使用，施工人员应使用专用工具均匀涂抹，保证混凝土和钢界面的一致性。同时，涂抹后，应当配置人员检查，避免影响段的质量风险，提高涂抹脱模剂的水平。最后，定期检查钢材、模具生产一定数量的循环后，施工人员应该对系统进行全面检查，缺点应当向技术管理人员，和整理，复检合格继续生产和生产。

5.4管片钢筋骨架制作与安装

在钢筋切割和弯曲成形阶段，钢筋必须保证员工使用可用的，所有原材料应当测试抽样检验，保证质量合格的可以投入使用；钢筋切割和弯曲成形前，施工人员应准确理解段形状和大小要求，并准备相关的基本模式和检验样品，安全连接钢筋切割和弯曲试验；切割和折弯操作，比如工作应当严格按照有关规定，进行分类，把钢铁零件，便于备件的识别和分类。由于部分钢筋骨架已经确定特殊要求，所以每一个组件必须满足精度的要求，相关人员应根据零件的精度要求和装配过程中，单体，具体处理相应的生产；单一组件的装配过程应采用低温焊接技术，即低温保护操作；根据设计要求严格检查质量的钢框架，主要包括精度、焊接、外观等几个方面，安全检查合格后，分区堆放。

5.5钢筋骨架入模

钢筋骨架应当使用专门的塑料支架进行隔离，其中，塑料支架应当满足稳定性、承载力以及厚度要求，且经过相关工程师的检验与认证；经检验合格的骨架，其形状应与钢模相一致，且保障其尺寸符合要求；钢筋骨架的入模应当保持正确，保持骨架间隙，避免其余模芯、钢模的接触。在入模工序完成后，经检验方可进行混凝土浇筑。

5.6抗拔性能试验

在管片生产期间，工作人员也应对管片抗拔性能进行检测，一般为每1000环进行一次试验，注浆孔抗拔试验主要是检测管片所能承受的最大抗拔力，以此保障管片施工的安全性；向其加载物体至设计规定的抗拔力值，连续坚持2min，确保注孔周边不存在破边、开裂等情况出现，同时保障承载力荷载检验值不低于280kN。

6结语

总之，地铁盾构隧道建设实现了安全、高效的隧道施工，目前地铁盾构隧道施工技术的自动化程度越来越高，其应用范围正在扩大。为了充分发挥盾构机的安全实用和有效性，相关人员需要对其系统进行全面深入的研究。只有不断克服技术方面的不足，逐步改善提高地铁盾构隧道施工技术，才能有效为我国地铁隧道施工快速发展贡献力量，才能进一步解决社会交通拥堵的问题。

参考文献：

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