地铁盾构管片楔子纠偏的应用

李峰莲

摘要： 盾构施工过程中轴线控制、成型隧道质量控制尤为重要。掘进过程中应该将轴线控制在±50mm范围内，管片环面平整，错台在规范允许范围内等，但实际施工过程中往往出现轴线偏差、环面不平、管片碎裂、管片接缝漏水等情况，这就需要对管片姿态进行纠偏。本文主要对其中的一种纠偏方法即管片楔子纠偏应用进行研究分析并结合现场施工特点，制定相关措施，保证施工顺利。

Abstract： It is very important to control the axis and the quality of tunnel during the construction of shield tunnel. In the course of excavation， the axis should be controlled within ±50mm， the ring surface of the segment should be flat， and the misalignment should be within the allowable range of the standard. However， in the actual construction process， many problems many appear such as axis deviation， ring surface unevenness， segment fragmentation， slit leakage， etc.， which need to correct the attitude of the segment. In this paper， one of the correction methods， namely， wedge rectification is studied and relevant measures are developed combined with site construction characteristics to ensure the smooth construction.

關键词： 管片；楔子；碎裂；纠偏

Key words： segment；wedge；fragmentation；rectification

中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0133-02

0 引言

盾构管片是拼装在盾尾内，管片的姿态服从于盾构的姿态。楔子环制作的原则就是要求管片在盾尾内居中拼装，盾构的内径与管片外径二者之间有一固定的施工间距，而盾构纠偏只能在其范围内进行，如过量的纠偏将引起盾构卡管片而造成管片碎裂。

1 工程简介

管片楔子主要有两种形式，一种为刚性的石棉板，另一种为柔性的软木条。通常楔子的厚度有三种，即1mm、2mm、3mm；楔子的粘贴量厚度通常不会超过5mm，并且在粘贴时在膨胀止水带上多粘贴一条红色止水条，楔子的粘贴一般以阶梯式进行制作，要求楔子的粘贴厚度不宜过大，否则很容易由于受力不均匀而出现裂缝，影响隧道质量。

沈阳某区间右K6+790.0～右K7+588.000共798m采用盾构法施工，为单圆断面型式，错缝拼装预制钢筋混凝土管片衬砌，管片内径5400mm，厚度300mm，普通管片采用通贴2mm厚柔性软木条，纠偏时根据情况采用1、2、3mm厚软木条组合粘贴或者使用石棉板。为保证隧道线型，防止管片施工过程中出现碎裂，在沈阳地铁施工过程中采用了管片楔子纠偏的应用，有效地减少了管片碎裂的情况。

2 施工应用

沈阳地铁盾构施工过程中轴线控制、成型隧道质量控制尤为重要。掘进过程中应该将轴线控制在±50mm范围内，管片环面平整、错台在规范允许范围内等，但实际施工过程中往往出现轴线偏差、环面不平、管片碎裂、管片接缝漏水等情况，这就需要对管片姿态进行纠偏。

2.1 管片姿态、上下左右超前量的判断

管片纠偏是配合盾构轴线纠偏的重要一环，通过盾构报表、管片报表的分析，判断当前二者之间的关系，与设计轴线的偏差，进行分析，确定楔子环的制作方法。

2.2 管片环面的状态主要有以下几种（以通缝拼装为例，如图1）

2.3 吊垂线测定管片超前量

管片的超前量是非常重要的，它控制着整条隧道的质量；管片超前量由井下测量人员对其进行测量计算；使用4.5m的锤球对管片的超前量进行垂吊，垂吊位置在拼装平台左右两侧，L1、L2的2/3处。根据相似三角形原理计算出管片超前量。在当前环推进一箱土后，测定上一环的管片超前量，因为只有在管片受力后，才能真实反映当前的超前量。

2.4 楔子粘贴

出洞下坡段需要考虑隧道上浮影响，增加楔子环制作量20%；楔子环制作时采用软木条，压缩量较大，在施工时可根据理论计算值适当增加30%左右粘贴量。上坡段在考虑软木条压缩量前提下，需要减少10%左右粘贴量，可按照理论计算值120%楔子粘贴量指导施工，上坡段每10环管片下超前量增加3mm。

2.5 特殊位置施工

①负环左右超前量测量。

盾构始发前的负环拼装时，对负环左右两侧长度丈量，得到左右超前量，粘贴楔子进行调整。盾构始发后，在拼装数环负环管片后，仍需要进行左右超前量的测量，粘贴楔子进行调整，来保证负环开口环和闭口环与盾构姿态保持一致，管片能够居中拼装。

②联络通道前管片的调整。

由于前半条隧道楔子环的制作，隧道长度有了变化，在联络通道前往往需要抽去一环管片，以满足旁通道的设计里程。

③到达前管片的调整。

在确定最后一环管片的位置时，要考虑到到达变坡段的楔子环制作厚度，才能最终确定最后一环管片准确的位置。

3 存在问题及应对措施

3.1 圆环管片环面不平整

存在问题：

同一环管片在拼装完成后迎千斤顶一侧环面不在同一平面上，不同块之间有凹凸现象存在，影响到了下一环的拼装，造成了管片碎裂、环向螺栓穿进困难等问题。

应对措施：

①确保纠偏楔子的粘贴质量符合要求；

②确保环面和盾尾内无杂物；

③拼装前检测前一环管片的环面情况，决定本环拼装时纠偏量及纠偏措施；

④为保证环面平整，对于已形成环面不平的管片，在下一环及时加贴楔子纠正环面。

3.2 管片环面与隧道设计轴线不垂直

存在问题：

拼装完成后的管片迎千斤顶的一侧整环环面与盾构推进轴线垂直度偏差超出允许范围，造成下一环管片拼装困难，并影响到盾构推进轴线的控制。

应对措施：

①拼装时做好清理工作，防止杂物夹杂在管片环缝间。

②定期测量管片环面的垂直度，同时将其与轴线相比较，一旦发现误差，及时的采取应对措施。

③合理地修改管片的排列顺序，利用增减楔子环（曲线管片）来进行纠偏。

④根据需要纠偏的量，在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫，形成楔子环，对环面进行纠正。一般一次加贴衬垫的厚度最厚不超过5mm。偏差大可连续多环的纠偏达到目的。

⑤若垂直度偏差较大，严重影响了管片拼装，可采用纠偏量较大的刚性楔子。

3.3 管片碎裂

存在问题：

拼装完成的管片有缺角掉边和裂缝，影响了结构强度，且存在渗漏现象。

应对措施：

①确保管片拼装所有环节都符合相关规范标准，保证其质量合格，即使存在问题也应及时采取修正措施；

②为使封顶块能顺利地插入，拼装时将封顶块管片的开口部位留得稍大一些；

③发生管片与盾壳相碰，应在下一环盾构推进时立即进行纠偏。

3.4 管片环高差过大

存在问题：

拼装完成的两环管片间内弧面不平，環高差过大。

应对措施：

①在盾构内居中拼装管片，不让两者发生碰撞；

②为减少环高差，应充足地进行同步注浆，用同步注浆的浆液将管片托住；

③纠正管片环面与隧道轴线的不垂直度；

④为确保管片能拼于理想的位置上，应严格控制盾构推进轴线和盾构姿态；

⑤若拼装时发现前一环管片与新拼装的管片之间环高差过大，可拧松连接螺栓，逐块调整管片的位置。

4 结论

通过对管片楔子纠偏的应用与研究，不但加快了现场施工的进度，而且很好的控制了成型隧道的质量，积累了宝贵的施工经验。

参考文献：

[1]张凤祥，朱合华，傅德明.盾构隧道[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]吴世明，林存刚，张忠苗，王宁.泥水盾构下穿堤防的风险分析及控制研究[J].岩石力学与工程学报，2011（05）.

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