2017.11通用管片施工技术培训

通用管片选型与拼装,培训内容,一、通用管片施工要求及尺寸,一、通用管片施工要求及尺寸,一、通用管片施工要求及尺寸,1、管片衬砌环的接缝连接采用弯螺栓连接，包括16个环缝连接螺栓（M30）和12个纵缝连接螺栓（M30）。 2、本衬砌环为双面楔形通用环，楔形量为40mm。衬砌环由一个封顶块（K），两个邻接块 （B1、B2）和三个标准块（A1、A2、A3）组成。 3、衬砌环间采用错缝拼装。 4、衬砌环的接缝连接包括16个环缝连接螺栓（M30）和12个纵缝连接螺栓（M30）。 5、衬砌混凝土强度等级C50，抗渗等级P12。,一、通用管片施工要求及尺寸,二、通用管片施工排版与纠偏,1、关于拼装管片施工的要求 盾构施工控制的“不破、不裂、不沉、不隆、不渗”五不原则指导下，必须拟合出一条理论排版图，并制定相应的排版原则及纠偏原则，统一标准及要求，以指导隧道通用管片的施工，实现通用管片的精细化施工。,1、管片选型（1）管片选型原则 1）熟悉线路参数（适合隧道设计线路），即盾构机、管片去拟合线路走向（正常阶段）；在纠偏段时管片选型要拟合盾构机的纠偏线路。 2）适应盾构机的姿态，保证推进油缸行程差及盾尾间隙满足要求（盾构机的姿态与千斤顶行程，根据盾构机姿态、千斤顶的行程差来计算管片的姿态，根据管片姿态与盾构机姿态计算管片脱出盾尾时的盾尾间隙）。 3）盾尾间隙(作为管片选型的参考对象)。（2）管片拼装点位（如下图） 盾构隧道管片要求错缝拼装，相邻两环管片不能通缝。,二、通用管片施工排版与纠偏,1、管片选型,二、通用管片施工排版与纠偏,1、管片选型,二、通用管片施工排版与纠偏,1、管片选型,二、通用管片施工排版与纠偏,1、盾构管片在小半径圆曲线楔形量计算R=350m圆曲线每环所需楔形量计算计算公式如下：=2=2*arctg（/D） 式中： 通用环环的偏转角 通用环的最大楔型量的一半(20) D管片直径(6200)根据圆心角的计算公式=180L/（R） 式中：L一段线路中心线的长度 R曲线半径(350)例如，=2=2*arctg（/D） =2*arctg（20/6200) =0.3696由=，1）已知L=1.5m，求R； R=232.65m，即该种管片可拼装R=232.65m的圆曲线2）已知R=350m，求L。 =180L/（R）=0.3696 L=2.257 由 L/40=1.5/ =26.58mm，即R=350m的圆曲线每环所需楔形量为26.58mm。,二、通用管片施工排版与纠偏,2.管片楔形面圆周上每一点的楔形量计算：B点是管片最窄处，A点为楔形面圆周上的任意一点。A点的楔型量计算如下：L=R(1-COS(B)由X/L= /D ，可得X=R(1-COS(B) /D故A点的楔型量：X=(1-COS(B) /2由于通用环管片双面楔形，故通用环管片楔形量通用公式：X=(1-COS(B),举例：A点与B点的夹角90，侧A点的管片楔形量为X=20（1-cos（90）=20mm。实例：管片拼装1点位对水平方向的楔形量， 左侧=20*（1-cos112.5）=27.65mm， 右侧=20*（1-cos67.5）=12.35mm， 右-左=12.35-27.65=-15.3mm。,二、通用管片施工排版与纠偏,二、通用管片施工排版与纠偏,2、管片选型（3）管片拼装要点 1）管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。 2）管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。安装第一块管片时，用水平尺与上一环管片精确找平。 3）安装邻接块时，为保证封顶块的安装净空，安装第五块管片时一定要测量两邻接块前后两端的距离（分别大于K块的宽度，且误差小于+10mm），并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。 4）封顶块安装前，对止水条进行润滑处理，安装时先搭接700mm径向推上，调整位置后缓慢纵向顶推插入。 5）管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。 6）管片安装完在推进下一环过程中管片脱离盾尾前采用2600 KN/m风动扳手一次性紧固，防止因管片脱出盾尾后自身上浮，造成管片环与环之间出现错动，造成管片出现破损现象发生。 7）管片拼装前对吊装孔进行检查，确保吊装孔螺旋管连接牢固，防止在拼装过程中螺旋管脱出，管片掉落，造成安全隐患。,二、通用管片施工排版与纠偏,3、在不同线段轴线上，封顶块位置选择的基本组合（1）直线段 直线段推进，都是平推，在适合拼装难度情况下，优先【K5、K13】组合（上/下超0mm，左/右超0mm）。（2）竖曲线段 在竖曲线范围内，如遇到坡度变大，即盾构机向上爬，则选用下超，根据实测管片上超量与理论上超量的相对关系，可选用【K5、K4、K15、K13】组合（下超27mm，左超9.3mm）或者【K13、K14、K3、K5】组合（下超27mm，右超9.3mm）；如遇到坡度变小，即盾构机向下推进时，则选用上超，根据实测管片上超量与理论上超量的相对关系，可选用【K5、K6、K11、K13】组合（上超27mm，左超9.3mm）或者【K13、K12、K7、K5】组合（上超量27mm，右超9.3mm）。在选择上述拼装组合时，要兼顾到左右超前量的平衡，每次选用下超或者上超管片组合中间加入适量的【K5、K13】组合（上/下超0mm，左/右超0mm），如此经过几个组合即可满足变坡要求。,3、在不同设计轴线上，封顶块位置选择的基本组合（3）平曲线段 在平曲线范围内，如遇到向左转，则选用右超管片组合，根据右超量的大小可选用【K5、K13、K11、K13、K5】组合（上超18.6mm，右超18.6mm）或者【K5、K13、K15、K13、 K5】组合（下超18.6mm，右超18.6mm），两个组合根据实际情况交替使用，确保管片上超量与设计相符；如果遇到向右转，则选用左超管片组合，【K13、K5、K7、K5、K13】组合（上超18.6mm，左超18.6mm）或者【K13、K5、K3、K5、K13】组合（下超18.6mm，左超18.6mm），两个组合根据实际情况交替使用，确保管片上超量与设计相符。在选择上述拼装组合时，要兼顾到上/下超前量的平衡，每次选用左/右超管片组合中间加入适量的【K5、K13】组合（上/下超0mm，左/右超0mm），如此经过几个组合即可满足轴线要求。,3、在不同设计轴线上，封顶块位置选择的基本组合（4）平、竖曲线结合段 在结合段范围内，坡度变大且曲线向左转为右下超，选用【K5、K13、K15、K13、K5】组合（下超18.6mm，右超18.6mm）；坡度变大且曲线向右转为左下超，选用【K13、K5、K3、K5、K13】组合（下超18.6mm，左超18.6mm）；坡度变小且曲线向左转为右上超，选用【K5、K13、K11、K13、K5】组合（上超18.6mm，右超18.6mm）；坡度变小且曲线向右转为左上超，选用【K13、K5、K7、K5、K13】组合（上超18.6mm，左超18.6mm）。在选择上述拼装组合时，要兼顾到各方超前量的平衡，如右下超做的过程中，右超已经做到位了，就要单独再做一点下超，中间加入适量的【K5、K13】组合（上/下超0mm，左/右超0mm）作为过渡，防止纠偏过急过大。如此经过几个组合即可满足轴线要求。,4、盾构姿态自动引导测量 在本工程中圆隧道盾构掘进的方向控制和盾构机头姿态控制测量工作，将采用盾构自动引导测量系统为主测手段，人工测量为辅助检测手段。,5、盾构机纠偏：管片姿态决定盾构机姿态。（1）盾构偏差量在50mm范围内的纠偏 当盾构轴线偏差在50mm时，通过合理地调整区间油压，以及适当的管片选型，来对轴线进行纠正。过程中确保盾尾间隙，避免在纠偏过程中，造成管片碎裂现象。（2）盾构机偏差量在150mm左右时的纠偏 如图所示，由于土质原因造成的管片上浮对盾构机的影响。从图上的受力分析可以看出，在管片上浮的情况下，盾构机在向下纠偏的同时，会对管片有一个向上的分力。在此分力的作用下，会加剧管片的上浮量，造成纠偏失败，进一步加大盾构机和管片向上的轴线偏差。如果继续拼装上超管片，则造成的后果更为严重。,5、盾构机纠偏：管片姿态决定盾构机姿态。 对此，要适量拼装下超的管片，并且调整盾构机坡度，使盾构机与管片之间的夹角缩小，尽可能减小盾构机对管片向上的分力。在调整好管片与盾构机夹角以后，适量拼装【K5、K13】组合（上/下超0mm，左/右超0mm），使其进一步稳定。 在盾构机姿态稳定后，可选用【K5、K4、K15、K13】组合（下超27mm，左超9.3mm）或者【K13、K14、K3、K5】组合（下超27mm，右超9.3mm）进行管片上超量的控制。每两次拼装上超组合之间，要适量拼装【K5、K13】组合（上/下超0mm，左/右超0mm），且保持盾构机平推，使其进一步稳定。在每次拼装组合前，要将盾构机坡度向下调整，以适应管片的趋势。,5、纠偏措施 （1）认真记录每环推进数据，及时对比分析，总结变化趋势后，及时采取相应措施。 （2）统一操作思路，指定经验丰富的操作手推进，并安排另一个班组重要岗位人员仍跟机作业。 （3）盾构机纠偏原则上要缓慢进行，可以以盾构机盾尾姿态为参考点，避免急上急下，姿态变化幅度尽量不超过2mm/环。正常掘进时严格控制盾构机每环油缸行程差在30mm以内，当油缸行程差大于40mm时，必须及时进行调整。 （4）纠偏施工应首先以调整管片姿态为主，盾构姿态要逐步拟合盾构机姿态，防止纠偏过急。充分摸清后续盾构掘进地质情况，加强盾构机姿态控制，做到勤纠，少纠。并根据盾构机姿态、设计线路、管片点位，制定详细的纠偏计划，为施工过程提供数据依据。,管片拼装造成管片破损（人为原因）隧道由于测量后发现环管片高程趋势偏高，在接下来的5环连续用了上超管片，纠偏过急。连续的上超，导致盾构与管片之间的夹角过大，且盾尾间隙不能得到保证，所以造成管片在出盾尾时受到挤压，上部应力集中，从而在上部产生较多的碎裂。,由技术总工统一负责技术指令，避免管片选型错误的发生，确保隧道轴线的平稳。,1、管片质量因素 在推挤过程中，多次发生因管片质量因素造成的管片破损：管片吊装孔预埋件脱丝、管片螺栓孔直径不足、管片边角修补痕迹明显等。,三、管片破损及分析,施工中控制管片碎裂的主要措施（1）增加丁晴软木沉淀厚度 将丁晴软木衬垫由1.5mm增加至3mm，在保证防水条件不变的情况下，可良好地控制管片碎裂。（2）拼好每一环中的第一块管片 每环第一块管片的拼装质量会直接影响到其余各块管片的拼装，如果第一块管片螺杆插入困难，会影响到其余管片的螺栓。因此，每环第一块管片拼装时，要确保螺杆能够顺利插入，调整好第一块管片的位置。（3）确保管片四周无粘结杂物 管片侧面如有硬块或沙粒，也会造成管片挤压碎裂。因此，在拼装前必须仔细清理管片四周，确保没有硬块或杂。,三、管片破损及分析,施工中控制管片碎裂的主要措施（4）拼装时控制“横鸭蛋”生成 管片拼装时理论上应为一个整圆，而实际拼装时往往呈现“横鸭蛋”形状，这也会造成拼装螺杆插入困难。在拼装下一环时需要往里收，从而造成管片碎裂。因此，在管片拼装时应尽量控制整圆度，避免横鸭蛋的形成和发展。（5）区间油压不宜过大 盾构推进时区间油压应控制在许可范围内，在盾构能够推进的前提下，以较小区间的油压推进，减少油缸和管片的冲击力。（6）盾构推进时起步要慢，且均匀调速 推进起步时宜每分钟6mm起步，1分钟以后逐步提速，每次提速保持一分钟以上且均衡推进，逐步达到正常速度。,三、管片破损及分析,1、同步注浆各项控制压力的选择考虑以下因素1）注浆位置的水压力和土压力；2）管片的承压能力；3）不会对盾尾密封刷造成损害；4）既能防止地面下沉超限，又不导致地面隆起超限；5）浆液不会进入土仓；6）注浆操作既可人工又可自动，控制开关设在盾构机操作盘上。,三、管片破损及分析,2、跟踪补浆及二次补浆 跟踪补浆、二次补浆施工流程如下图： 为防止地面沉降过大，区间采用AB液双液浆为二次补浆浆液