盾构隧道管片拼装施工工艺

盾构隧道管片拼装施工工艺盾构隧道施工里，管片拼装算是最考验手艺也最影响最终质量的核心工序了，我干盾构现场施工快十年了，见过不少因为拼装偷工、操作马虎留下的后遗症，要么通车多年后就开始渗漏水，要么错台大到影响行车限界，后期整改起来花几倍的钱都不一定能搞好。说白了，管片就是盾构隧道的“骨架”和“外衣”，骨架拼得正，外衣拼得严，整个隧道的结构安全和使用质量才有保障。接下来我就从一线实际施工的角度，把管片拼装整个工艺从准备到收尾，再到质量把控的全流程讲清楚，都是现场摸出来的实打实经验，供同行们参考。1施工前期准备工作不管干什么活，准备工作做足了，后面才能顺顺当当，管片拼装更是这样，没提前把该查的都查到，拼到一半出问题，耽误进度不说，还容易留下永久性质量隐患。1.1技术准备首先技术上要做的第一件事就是核对图纸，拿到管片生产图纸和隧道设计轴线图纸之后，值班技术员要先核对清楚本区间管片的分块形式、宽度、楔形量，不同曲率半径的隧道用的管片楔形量不一样，转弯段还要提前算好每一环的纠偏量，别到拼的时候才发现拿错了管片型号，耽误事不说还容易拼歪。然后就是技术交底，说句实在话，现在很多工地交底都是走形式，我觉得真不行，交底要交到每一个参与拼装的人：主操作手要清楚本环的拼装顺序、姿态偏差要求，辅助工要清楚自己该配合做什么、安全注意事项有哪些，遇到特殊地层比如软土富水地段，还要特意强调止水条的保护和螺栓复拧的要求。我师傅当年带我的时候就说，交底多讲十分钟，现场少出大问题，这么多年我一直记着这句话。最后还要提前把测量控制点复核好，每拼个三五环就要复核一次轴线，提前调整偏差，别偏出去老远才发现，到时候再纠回来就难了。1.2设备与管片检查设备方面，首先就是拼装机，每次换班或者开始新一环拼装之前，都要检查拼装机的抓斗或者真空吸盘：抓斗要看看齿块磨损严不严重，液压油管有没有漏油，液压压力够不够，真空吸盘要提前试吸力，防止吊管片的时候掉下来砸人。除了拼装机，还要检查盾构的千斤顶、盾尾间隙测量装置有没有问题，常用工具比如扭矩扳手、穿螺栓的引杆都要备齐，放在随手能拿到的地方，别拼完了找不到拧螺栓的工具，拖慢进度。然后就是管片检查，这个我真的吃过亏，刚入行的时候我嫌麻烦，卸管片的时候只大概扫一眼，结果有一批管片出厂的时候止水胶条贴歪了快一公分，拼第一块的时候才发现，不得不整环换掉，耽误了大半天的进度，从那以后我们工地要求卸管片的时候必须逐片检查：首先看外观，有没有贯穿性裂缝，边角有没有磕掉块，小掉块可以按要求修补，大的缺陷直接退回去；然后摸止水胶条，看看有没有脱开、开裂，粘贴位置对不对，最后还要掏一下螺栓孔，看看里面有没有进水泥浆或者杂物，堵了的话提前清理干净，不然后面螺栓穿不进去，又要耽误功夫。1.3人员配置与职责划分一般来说，一环拼装配三个人足够了：一个主操作手，专门操作拼装机，这个位置必须要找有经验、持证的人来干，不能随便找个学徒上来凑数，拼装的精度全看主手的操作手感，差一点最后错台就差好多；两个辅助工，在下方配合对位、穿螺栓、拧螺栓，还要帮忙清理管片接触面的渣土；另外必须有一个值班技术员在现场盯控，随时测量盾尾间隙、复核盾构姿态，提醒主手调整，没事别乱指挥打乱操作节奏，但该叫停调整的时候一定要果断说出来，不能看着错了不管。每个人的职责提前划清楚，别到时候有事互相推，出了问题都找不到责任人。做好前期所有准备工作之后，就进入正式的管片拼装作业环节，整个流程有严格的操作顺序，每一步都不能跳过，更不能偷工减料。2管片拼装核心施工工艺2.1拼装前盾构姿态调整很多新人刚干的时候，一停止推进就马上开始拼，根本不调整姿态，这是最容易出错的坏习惯。正确的做法是，盾构推进到设计位置停推之后，先别急着拼，先测量盾构的俯仰角、偏转角，还有上下左右四个位置的盾尾间隙，姿态偏差必须控制在±50mm以内，盾尾间隙要尽量均匀，如果某一侧间隙太小，就要提前通过千斤顶伸出量调整姿态，把间隙纠均匀，不然拼进去的管片会被盾尾外壳挤裂，还会出现大错台。我曾经在一个工地见过，盾构司机赶进度，姿态偏了快十公分还硬拼，结果整环三块管片被挤裂，不得不全部拆掉重新拼，前前后后折腾了两天，反而更耽误事，所以说姿态调整这一步，千万不能急，调好了再开拼。2.2管片吊运与初步就位管片一般是通过电瓶运车从井口运到盾构机后部，然后由拼装机抓举到位，吊运的时候一定要注意轻起轻放，抓斗要抓管片预留的吊装孔，绝对不能抓止水胶条的位置，不然很容易把胶条扯坏，留下渗漏的隐患。抓起来之后慢慢移动到盾尾的拼装位置，对准上一环管片的纵向榫头，慢慢靠拢，千万不能猛撞，撞坏了边角或者挤歪了上一环的管片，后面很难调整。初步就位之后，先留一点调整的余量，别一下子顶死，方便后面微调位置，保证对齐精度。2.3分块拼装作业现在国内城市地铁和公路隧道基本都采用错缝拼装，这种拼装方式整体结构受力更好，不容易产生整体变形，所以我就重点说错缝拼装的操作顺序：一般来说是从下部开始，先拼底部的标准块，然后从下往左右两侧逐块拼其余标准块，再拼两个邻接块，最后拼封顶的K块，这个顺序是最稳定的，因为先把底部固定了，往上拼的时候管片不容易移位错位。每拼一块，都要和上一环的对应位置对齐，调整环面平整度，错台要控制在5mm以内，最多不能超过规范要求的10mm，调整好之后马上穿上纵向和环向连接螺栓，先初拧固定，再拼下一块。这里最关键的就是K块的拼装，百分之八十的拼装质量问题都出在K块上，K块插入之前，要先在两个邻接块的接触面上涂肥皂水或者专用润滑剂，不能干插，插入的时候要先顶紧径向位置，再慢慢推纵向插入，插不进去的时候千万别硬顶，硬顶要么会把邻接块挤错台，要么会把K块本身挤裂，遇到插不进去的情况，退出来重新调整K块角度，检查是不是盾构姿态不对，调整好了再慢慢插进去。我刚当主操作手的时候，有一次赶进度，K块插了两次没进去，我着急了就加大顶力硬顶，结果把一侧邻接块挤错了快两公分，不得不把整环拆开重新拼，挨了师傅一顿骂，从那以后我就记住了，拼K块千万别急，慢一点比什么都强。2.4螺栓紧固与三次复拧螺栓紧固是很多工地容易忽略的步骤，好多人拼完整环只拧一遍就完事，其实不对，正确的做法是三次紧固：第一次是每拼完一块就初拧，把螺栓固定住，防止管片移位；第二次是整环全部拼完之后，用扭矩扳手按设计要求的扭矩复拧一遍，保证每个螺栓都达到紧固力；第三次是等盾构往前推进个三五环之后，再对已经拼好的管片螺栓进行第三次复拧，因为盾构推进的时候千斤顶的顶力会让管片接缝发生压缩变形，螺栓很容易变松，不复拧的话，后期接缝张开就会漏水。我见过好多工地就是省了这一步，通车没两年就开始大面积渗漏水，整改起来花了几百万，太不值得了。拼完一环只是完成了基础作业，要保证每一环都符合质量要求，还要清楚怎么把控质量，遇到常见问题该怎么处理，这也是管片拼装工艺里不可缺少的一部分。3质量控制要点与常见问题处理3.1常见质量问题的预防控制第一个最常见的质量问题就是错台，预防错台首先要从源头控制，拼前调好盾构姿态，保证盾尾间隙均匀，每一块拼完都要检查错台，超过限值马上调整，不要攒到最后一起调，那时候就调不动了。第二个就是渗漏水，预防渗漏水核心就是保护好止水胶条，拼装之前一定要把管片接缝里的渣土、杂物清理干净，不能让杂物夹在缝里，胶条有损坏就换，别舍不得那点成本，一根胶条才几十块，后期堵漏几千块都不一定能止得住。第三个就是管片开裂，预防开裂就是别硬拼，姿态不对就及时调整，千斤顶顶力要均匀，不要长期偏压，运输的时候轻装轻放，别磕坏管片边角，只要做到这几点，基本很少会出现影响结构的开裂问题。3.2已出现问题的处理方法拼完之后如果发现小错台，错台在一公分以内的，可以在下一环慢慢调整盾构姿态，一点点纠回来，不需要拆掉重拼，如果错台超过两公分，影响限界或者结构受力了，一定要拆开重新拼，别抱着凑活能用的心态，凑活过去早晚出大问题。如果发现小的渗漏水，只是局部湿润没有明显水流，可以后期在接缝注聚氨酯处理，如果是大的渗漏，还带出泥沙，那说明接缝间隙太大，止水已经失效，必须要更换管片重新拼。如果管片出现小的表面裂缝，深度不超过五公分，可以注环氧树脂修补，如果是贯穿性裂缝，那一定要换掉，不能留隐患。说句实在话，干我们这行，就是不能存侥幸心理，发现问题马上处理，现在多花点时间，后期少好多麻烦。除了质量，现场施工安全永远是第一位的，管片拼装属于盾构井下密闭作业，风险点不少，每个环节都要把安全要求落到实处。4安全文明施工要求4.1吊装作业安全管片每块都有好几吨重，吊运的时候首先要检查吊装索具、吊具有没有裂纹、过度磨损，不合格的马上更换，拼装机旋转作业的时候，旋转半径范围内绝对不能站人，辅助工要躲到安全的位置，等拼装机停稳对位完成之后再过去操作，我见过有人图省事，站在旋转半径里递工具，结果被拼装机碰了一下，伤得不轻，所以这个规矩绝对不能破。4.2拼装作业安全对位的时候，手绝对不能放在管片的接缝和榫头位置，防止管片滑动挤伤手，穿螺栓的时候要对好孔再穿，别用手指对着孔对位，一不小心就挤伤，拧螺栓的时候扳手要拿稳，防止工具掉下去砸到后方作业的人员。富水地段拼装的时候，还要注意观察盾尾有没有漏水涌沙，发现异常马上停机撤人，别硬扛。4.3现场文明施工拼装完之后，现场的渣土、包装纸、废胶条要及时清理出去，别堆在盾尾附近，既影响操作，又容易滑倒人，备用管片堆放要整齐，不要乱堆乱放，保持作业面干净清爽，干活的时候心情都好，也不容易出事故。总的来说，盾构隧道管片拼装说复杂不复杂，说简单也不简单，它不需要什么特别高端的技