王巖松

中鐵十六局集團有限公司北京軌道交通工程建設(shè)有限公司

盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)

王巖松

中鐵十六局集團有限公司北京軌道交通工程建設(shè)有限公司

盾構(gòu)管片整環(huán)組合施工技術(shù)是在地面上將盾構(gòu)管片進(jìn)行拼裝，在其形成環(huán)狀后，再對其實施吊下組裝作業(yè)，這是近年來在鐵路交通施工中興起的新工藝。本文對這種新工藝的施工程序進(jìn)行分析，并找出施工結(jié)果中存在的問題以及相關(guān)的解決策略，希望其能夠在鐵路建設(shè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

盾構(gòu)管片；組合拼裝；施工技術(shù)

1 引言

盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)常用于軌道交通工程的施工中，尤其是在一些軌道穿越隧道時，使用這種方法比較多。本文以某城市軌道建設(shè)中的隧道工程為例，對盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)進(jìn)行闡述，希望其能豐富相關(guān)工程經(jīng)驗。

2 盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)的施工程序

2.1 建立承臺

在軌道建設(shè)中采用盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)，首先需要建立承臺，以放置整環(huán)管片，而這個承臺應(yīng)該是呈“V”字型設(shè)計的鋼槽，通過在豎井底部實施澆制工藝來完成。因此，在對承臺進(jìn)行設(shè)計時，需要參照整環(huán)管片的性質(zhì)，必須滿足其放置要求，承臺的標(biāo)高和精度都必須設(shè)置在合理范圍內(nèi)。承臺上表面與管片之間會有所接觸，而接觸部分則應(yīng)該切于管片的外圓上，并預(yù)埋鋼板。這樣做的目的有兩方面：首先，能夠確保承臺表面的精度；其次，在鋼片的外圍有型鋼固定環(huán)，這樣做有利于將其與預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接，從而使管環(huán)更加穩(wěn)定。

2.2 將管片拼裝成環(huán)

將管片拼裝成環(huán)，應(yīng)該在地面上進(jìn)行，同時需要在水平方向上實施該作業(yè)，而完成此項作業(yè)需要依靠吊機，在成環(huán)后，要擰緊管片的環(huán)向螺栓。此外，還要用型鋼做成抱箍，并將其用于管環(huán)的外周，以提高管環(huán)在成環(huán)過程中的精準(zhǔn)度。并且，抱箍還能提升管環(huán)的的穩(wěn)定性，這樣才能保證其在起吊的時候不會出現(xiàn)變形的情況。

2.3 將管環(huán)置于承臺上，布置千斤頂

在上述過程完成后，需要將拼裝好的管環(huán)吊起來，讓其能夠翻身，同時要將其放置在豎井下的承臺上。在放置好后，要對管環(huán)的位置進(jìn)行觀察，如果其沒有對準(zhǔn)相鄰管環(huán)的螺栓孔，則應(yīng)該調(diào)整其位置，使其能夠與相鄰管環(huán)的螺栓孔相協(xié)調(diào)。然后，要在承臺上布置千斤頂，這樣做的目的是要擠壓管環(huán)，以便其能夠逐漸的靠近另一端的盾構(gòu)隧道，而另一端的盾構(gòu)隧道是已經(jīng)成型的。此外，還需要觀察管環(huán)之間是否存在縫隙，如果有，則需要通過擰緊管環(huán)豎直方向上的螺栓來消除這些縫隙。將剩下的管環(huán)做相同的處理，預(yù)先在承臺上設(shè)置的預(yù)埋鋼板，這時就需要與抱箍焊接起來。

2.4 吊裝最后兩環(huán)管片

在實施這項作業(yè)時，首先，需要吊下最后一環(huán)的管片，并用千斤頂將其推至車站內(nèi)，而這個車站處于隧道末端的位置。其次，是要吊下剩下的一環(huán)管片，并擰緊這兩環(huán)管片豎直方向上的螺栓。最后，在車站內(nèi)部，沿著隧道的方向，將這兩環(huán)管片推向隧道的一側(cè)，這樣就能與已經(jīng)組裝好的管片聯(lián)起來，從而成為一體。

3 盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)中存在的問題

3.1 相鄰管環(huán)間存在嚴(yán)重的錯臺現(xiàn)象

在上述軌道建設(shè)中使用的管環(huán)重量為30噸，如此重的管環(huán)卻僅僅使用兩道型鋼抱箍，這樣的固定效果并不理想，使得在管環(huán)在起吊過程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象。所以，變形的管環(huán)對相鄰的管環(huán)造成不利影響，使其存在嚴(yán)重的錯臺現(xiàn)象，其中最大的錯臺量超過5厘米。這不僅降低了管片的防水效果，還影響隧道外部的美觀程度。

3.2 軌道建設(shè)中的隧道剛性不夠

隧道建設(shè)是軌道建設(shè)的重要組成部分，由于盾構(gòu)管片的的螺栓孔被錯開，導(dǎo)致管片連接部分豎直方向上的螺栓穿不進(jìn)去，且不能穿進(jìn)的螺栓超過豎直方向螺栓的一半，這就導(dǎo)致軌道中的隧道剛性嚴(yán)重不夠。

3.3 防水效果差

由于管環(huán)之間存在的縫隙比較多，且比較大，嚴(yán)重影響其防水效果，而相對較大的縫隙基本都存在于管環(huán)的上面部分。在利用千斤頂推壓管片環(huán)，使之向相鄰管環(huán)靠近的過程中，推力所起到的作用基本集中在管環(huán)的下面部分，導(dǎo)致管環(huán)從整體上出現(xiàn)受力不均的情況，從而加大管環(huán)之間的縫隙，影響其防水效果。

4 盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)中問題的改進(jìn)方法

4.1 填塞橡膠條

管環(huán)的防水效果差，主要是因為管環(huán)之間存在縫隙，如果這些縫隙能被消除，那么防水效果自然能得到提升。因此，可在管環(huán)之間的縫隙內(nèi)填塞橡膠條，因為橡膠條在遇水后會膨脹，所以當(dāng)縫隙之間有水進(jìn)入時，就會被其吸收。此外，可在管環(huán)外周的接縫處使用防水材料，這種防水材料需要自帶粘性，這樣才能達(dá)到防水的目的，從而改善管環(huán)的防水效果。

4.2 綁扎鋼筋網(wǎng)

在管環(huán)之間的縫隙處綁扎鋼筋網(wǎng)，可以提升管環(huán)的穩(wěn)定性，也能增加其防水性。同時，在豎井底部存在隧道結(jié)構(gòu)，對此部分澆筑混凝土，可以達(dá)到補強的效果。需要注意的是，應(yīng)使用C30混凝土，且其埋填高度至少應(yīng)超出隧道管片1米，這樣才能通過混凝土將整段管片結(jié)構(gòu)包裹起來。

4.3 改進(jìn)拼裝工藝拼裝工藝的好壞會影響管片環(huán)的質(zhì)量，從而使其穩(wěn)定性受到影響，因此，改進(jìn)拼裝工藝能從本質(zhì)上解決施工中存在的問題。在地面拼裝管片時，可在管環(huán)內(nèi)部添加鋼作為支撐，這樣能提高管環(huán)的穩(wěn)定性，減小其在起吊過程中的變形程度，或者保證其不變形，且還能使管片更加容易的對準(zhǔn)螺栓孔。在千斤頂推壓管環(huán)的過程中，其壓力基本由管環(huán)的下部分承擔(dān)，從而導(dǎo)致管環(huán)是上部分環(huán)縫處于張開狀態(tài)。因此，要改善這一情況，就需要在千斤頂壓緊環(huán)縫之前，利用手動葫蘆來縮小這些環(huán)縫，然后再用千斤頂對其實施壓緊作業(yè)。

5 盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)中應(yīng)注意的問題

5.1 下吊最后一環(huán)管片時應(yīng)注意的問題

最后一環(huán)管片是用盾構(gòu)機在豎井內(nèi)將其推出的，在其拼裝完成后，要注意其姿態(tài)是否正確。在盾構(gòu)機進(jìn)入車站前，會對其進(jìn)行上拋、低頭等操作，且豎井內(nèi)整環(huán)組裝的管片存在軸線，如果最后一環(huán)管片在拼裝完成后姿態(tài)不好，盾構(gòu)機的這些操作就會讓此軸線與最后一環(huán)管片的軸線不重合。如果軸線相互之間呈現(xiàn)出折現(xiàn)狀態(tài)，就會使第一環(huán)管片出現(xiàn)縫隙，從而降低其防水效果。

5.2 要使用遇水會膨脹的橡膠條

在管環(huán)之間的縫隙處填塞止水條時，要注意選擇止水條的材質(zhì)和性能，需要使用遇水會膨脹的橡膠條。這類橡膠條的硬度相對較小，性能優(yōu)于三元乙丙橡膠條。在對管片進(jìn)行拼裝的過程中，通過壓縮可以達(dá)到止水的目的，從而改善防水效果。

5.3 確保承臺的質(zhì)量

由于承臺是用于放置拼裝管片環(huán)的，所以其質(zhì)量必須有所保障。而在承臺的質(zhì)量中，精度和標(biāo)高是最為重要的，因此，這兩項內(nèi)容必須科學(xué)、合理。而在對管片進(jìn)行拼裝成環(huán)的過程中，則需要采取相應(yīng)的措施對其做加固處理，這樣才能盡可能的避免管環(huán)在起吊中國出現(xiàn)變形，從而影響其穩(wěn)定性。

6 結(jié)束語

綜上所述，盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用具有重要的意義，尤其是在鐵路建設(shè)的隧道施工中，其作用是非常明顯的。但是，這項施工技術(shù)目前仍待完善，為確保施工效果，就需要提升管片環(huán)的穩(wěn)定性，使其在起吊過程中不易變形，同時還需要通過填塞膨脹式橡膠條的方式，改善其防水效果。只有從整體上解決盾構(gòu)管片整環(huán)組合拼裝施工技術(shù)中存在的問題，才能有效提升鐵路軌道工程的質(zhì)量。

[1]王文建.地鐵區(qū)間盾構(gòu)管片收斂位移控制標(biāo)準(zhǔn)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2015(2):82～86+87.

[2]卞永明,方曉駿,楊濛等.矩形盾構(gòu)管片拼裝機同步控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,44(4):637～644.

[3]吳紅斌,徐金明,劉大謀.使用圖像分析方法研究整環(huán)加載試驗中盾構(gòu)管片的錯臺變化特征[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2015(3):113-～118.