小曲线半径盾构管片拼装质量控制

赵冬辉

（中铁二十局集团第三工程有限公司，重庆 400000）

在我国城市轨道交通发展越来越快的背景下，在施工过程中盾构应用得也更加普遍。轨道交通线路的选择受到很多因素的影响，比如城市规划等，这也导致轨道交通的线路变得更复杂化，从而小曲线半径经常出现在轨道交通施工当中。

1 工程概况

本文以中铁二十局承建成都地铁6号线3标轨道施工工程为研究对象。本工程三站三区间，分别为檬梓站、尚锦路站、红高路站；檬梓站～尚锦路区间、尚锦路站～红高路区间、红高路站～天宇路区间，3个盾构区间基本入段线程度为3 904.920 m，而该工程的出段线程度为3 907.788 m。区间最大半径5 000 m，最小的最小半径则是750 m，线间距为5～19 m，而最大的坡度为25%。该工程隧道埋深10～18 m。该工程的在具体施工的过程中，运用铁建重工的ZD256 257 356 357土压平衡盾构设备，常见的衬砌形式包括钢筋混凝土预制节段，节段内径Φ5 400 mm，节段外径Φ6 000 mm，节段厚度300 mm，节段环宽1 500 mm，小曲线节段环宽1 500 mm，楔形量38 mm，3个标准块用于形成环段，同时包括1个封盖块和2个相邻块，钢筋混凝土预制节段的强度设计为C50和P12抗渗等级。

2 小曲线半径盾构管片的拼装质量控制对策

2.1 盾构机控制

该工程在小曲线半径盾构施工时，关键是对盾构机的控制。在选择盾构机的时候，要对工程的具体情况进行掌握，因为盾构是整个隧道工程是否合格的主要因素，所以在对该设备选择的时候，有必要对本工程的实际地质情况等内容进行细致的掌握，并学习有关盾构工程施工经验，特别是地质条件类似的工程，要保证整个工程施工过程中的安全与先进性。本工程在施工过程中使用的是铁建重工ZD256 257 356 357土压平衡盾构设备，盾体长度规格为7 746 mm，而盾尾长多规格为3 629 mm，属于被动铰接盾构。其开挖半径为3 140 mm，而其最强爬坡水平为29‰，其最小曲线半径为250 m；在直线段关闭回缩，超挖齿刀在刀盘曲线段最大伸出是30 mm，这样对盾构设备的弧形趋势推进形成了可靠保障，也使管片有更可靠的拼装空间。

盾构设备通过小曲线半径向前掘进的过程中，会出现1个侧向分力在掘进方向的垂直方向。若要保证盾构设备的纠偏得到有效的控制，在盾构设备开始进行小曲线半径区间之前，有必要按照线路的走向与地质状况，把盾构设备的姿态调整至最适合的状态，这是对隧道留出合理偏移的科学作法。盾构掘进的同时，要对盾构设备的姿态进行合理控制，对掘进的具体参数数值进行调整，对盾构设备推力进行合理的控制调整，并对千斤顶的工作推力进行控制，最大努力保证盾尾轴线与管片的一致。同时，按照盾构设备盾尾的间隙进行对管片的基本选择，利用旋转管片使千斤顶的位置得到调整。在拼装管片的同时，开展螺栓复紧工作，这可以保证管片不旋转，从而保证管片姿态不发生变化。

在小曲线半径推进过程中的盾构设备，纠偏控制工作特别关键。若要使盾尾密封的成果得到保障，并对管片拼装的质量得到有效控制，使其对地层的干扰得到控制，在盾构设备出现偏转的情况时候，有必要少量并且逐步进行纠偏工作，使盾构设备的姿态正常，使管片破损的情况得到避免，避免出现盾构设备姿态突然变化的现象。在对盾构设备姿态开展调整工作的同时，主要是对盾尾间隙控制，其次是线形控制，要注意每环的纠偏量要小于5 mm。

2.2 管片控制

在本工程中，曲线区间半径比较小，所以若要保证施工难度的降低，控制施工质量，要保证管片的宽度得到有效的控制，这样才可以使隧道成型与设计一致。通过本工程使用管片的分析，在750 m曲线半径隧道中使用环宽规格为1 500 mm，本次采用的管片属于双面楔形，封顶块处的宽度最小。

如果管片的质量不合格，可能会致使管片在拼装工作因为各种原因而出现开裂情况，这是由于管片在拼装中的挤压造成的，这也会对隧道结构的最终工程质量产生影响，所以要对管片的质量进行保证。在试验室与管片供应商的检测报告与产品质量书进行检查的时候，要按照规章进行二次检验，并进一步对管片材料等条件进行检查，保证其符合有关标准。工程项目工作人员在管片制作的过程中要对其质量进行合理控制，在管片制造过程中，工作人员需要与相关监理人员同时对管片的质量进行检查，并对其强度进行检验，对管片的具体型号等证明进行核对，保证一切都符合要求才可以运输出厂，如果不符合相关标准则不可以出厂。

在管片的运输时候，要使用可靠并且安全系数比较高的方案，并对管片进行保护，保证管片不会出现破损的情况，在起吊运输的过程中需要使用防护的手段保证管片的完整。

当管片验收的过程中，需要严格执行对验收的相关规范，在管片进场验收的时候，应该通过专人开展验收工作，并对管片外观规格与质量进行检查；符合需要标准的时候才可以进行卸载，而且要在现场对管片进行保护，使放置位置是合理的，保证管片的完整。在管片下井的过程中，要对下井前进行细致检查，对管片的清洁程度等内容进行检查，当检查结束符合标准以后可以下井。在管片拼装过程中也需要进行检查，对管片的型号进行检查，然后对传力垫的要求进行检查，对粘贴牢固程度进行检测，最后进行拼装工作。

2.3 注浆控制

工程施工过程中的注浆控制是整个隧道成型后最主要的稳定环节，在注浆之后可以使管片在离开盾尾后稳定，使偏移的情况得到有效的控制。曲线推进会让地层出现损失，所以要对注浆质量进行控制，保证不出现地表沉降现象。在该工程具体的施工过程中主要是同步注浆，同步注浆工作与盾构同步开展。在工作的过程中，控制注浆压力，注浆量与地层空隙计算数值175%接近，在施工的过程中需要相关分析信息，然后调整注浆量。如果盾尾注浆压力为0.3 MPa，盾尾注浆量应该2.8 m3。在具体的施工过程中严格控制压力值，合理控制注浆压力与注浆量，当压力达到规定数值时候，即为符合质量标准。

2.4 测量控制

在小曲线推进的过程中，由于曲率变大，能够看见的距离相对变短，所以需要进行对后视点的设置。在圆曲隧道中，35 m换站一次，而且每次换站均需要进行检测核对，对数据进行实时调整，测量距离比较短，所以数据出现的变化要保证精准度，要进行复核。该工程在750 m小曲线半径推进的过程中，增加测量的频率是保证准确性的合理手段，在拼装与稳定后，需要测量3次，而且要根据数据，对偏移规律进行分析，选择最优化的参数进行姿态纠偏。

3 结语

综上所述，通过对本隧道工程的具体分析，对盾构机选型、掘进参数选用、盾构机姿态控制、管片选用与配置、管片姿态控制、管片保护、注浆技术和测量控制，以保证隧道的施工质量。