管片拼裝操作規(guī)程

管片拼裝操作規(guī)程管片概述1.1管片拼裝的作用管片拼裝是盾構(gòu)法隧道施工的一個(gè)重要工序，拼裝成環(huán)的管片在盾構(gòu)施工中起到阻擋隧道外部圍巖的壓力、阻擋外部水流的進(jìn)入，并能為掘進(jìn)后的后配套施工提供空間和給盾構(gòu)掘進(jìn)提供一個(gè)反向力的作用。1.2管片的參數(shù)管片環(huán)采用外徑6.0m，內(nèi)徑5.4m，壁厚0.3m，環(huán)寬1.2m的平板式單層預(yù)制鋼筋混凝土管片，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，抗?jié)B等級(jí)P12。1.3管片分塊及組合襯砌環(huán)由1個(gè)封頂塊（C型）、2個(gè)鄰接塊（B型）、3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊（A型）組成。襯砌環(huán)向分6塊，即3塊標(biāo)準(zhǔn)塊（中心角67.5°），2塊鄰接塊（中心角67.5°），一塊封頂塊（中心角22.5°）。為滿足曲線模擬和施工糾偏的需要，設(shè)計(jì)了左、右轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)，通過其與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的各種組合來擬合不同的曲線。襯砌環(huán)分塊及管片編號(hào)見下表。管片襯砌環(huán)封頂塊鄰接塊標(biāo)準(zhǔn)塊標(biāo)準(zhǔn)環(huán)CB1B2AAA左轉(zhuǎn)彎環(huán)LCLB1LB2LA1LA2LA3右轉(zhuǎn)彎環(huán)RCRB1RB2RA1RA2RA31.4端面構(gòu)造管片端面采用平板式，環(huán)、縱縫接觸面皆不設(shè)；榫槽，僅設(shè)置密封墊處留有溝槽。1.5襯砌環(huán)連接襯砌環(huán)、縱縫均采用彎螺栓連接，其中每環(huán)縱縫采用12根螺栓，每個(gè)環(huán)縫采用16根螺栓。1.6楔形環(huán)楔形環(huán)為雙面楔形，水平楔形量是按在R=300m的曲線半徑上p=1:1布置楔形環(huán)和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)計(jì)算，楔形量為△=48.0mm，楔形角8=0.460楔形量平分為兩部分，對稱設(shè)置于楔形環(huán)的兩側(cè)環(huán)面。1.7加強(qiáng)襯砌環(huán)為確保盾構(gòu)側(cè)向開洞（如聯(lián)絡(luò)通道處）施工階段和未來使用的安全，側(cè)向開洞的管片及相鄰的2環(huán)管片采用加強(qiáng)襯砌環(huán)，加強(qiáng)環(huán)主筋采用HRB335直徑22mm鋼筋，其余與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)相同。管片拼裝的過程控制和質(zhì)量控制2.1管片拼裝流程在盾構(gòu)掘進(jìn)前，盾構(gòu)機(jī)長選擇下環(huán)管片的類型并通知調(diào)度聯(lián)系管片，調(diào)度根據(jù)盾構(gòu)機(jī)長的指令協(xié)調(diào)組織運(yùn)送所需管片至隧道，并進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢查驗(yàn)收。每環(huán)掘進(jìn)完成后盾構(gòu)機(jī)長選取合適的拼裝點(diǎn)位并下達(dá)給管片拼裝手，在得到機(jī)電工程師與盾構(gòu)機(jī)長的檢查確認(rèn)后由管片拼裝手拼裝管片，具體工作流程如圖2.1所示：圖2.1管片拼裝流程圖

2.2影響管片選型的主要因素隧道設(shè)計(jì)線路隧道設(shè)計(jì)線路各要素的特征原則上決定了管片拼裝成環(huán)后橫斷面的走向。曲線地段：曲線地段線路的曲線要素、縱向坡度的大小、不同襯砌環(huán)和組合特征(楔形量、錐度、偏移量等)決定了要安裝的管片類型。直線地段:直線地段原則上裝標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，只是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候靠轉(zhuǎn)彎環(huán)來完成線路的縱向坡度，以及調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中偏離中線的偏移量。盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)在某種程度上決定了管片選型。我們在選擇要安裝的管片類型時(shí)，一定要考慮盾構(gòu)機(jī)的趨勢，盾構(gòu)機(jī)偏移中線在水平和豎直方向的程度，以及計(jì)劃要在以后幾環(huán)中調(diào)整盾構(gòu)機(jī)到隧道中心線上。(3)盾尾間隙管片安裝是在盾尾殼體的支護(hù)下完成的，安裝完的管片應(yīng)該處于盾尾的中央，也就是說，管片外壁和盾尾內(nèi)壁之間的孔隙是均勻的，所以盾尾姿態(tài)也限制了管片選型。如果管片選型不注意盾尾姿態(tài)，使盾尾間隙過小，則盾尾就要擦著管片，使盾構(gòu)在掘進(jìn)的過程中摩擦力增大，降低掘進(jìn)速度，嚴(yán)重時(shí)壓破管片角甚至管片。工程地質(zhì)刀盤范圍內(nèi)地址軟硬不均，掘進(jìn)不易控制方向，甚至盾構(gòu)機(jī)自行低頭或抬頭，使掘進(jìn)偏離隧道中心線或盾尾不規(guī)則傾斜，這樣也直接影響到管片選型。在地質(zhì)條件復(fù)雜特別是下軟上硬的地質(zhì)情況下更要周到的考慮管片選型。2.3管片選型的基本原則和方法管片適應(yīng)盾尾間隙進(jìn)行下一環(huán)管片選型的當(dāng)務(wù)之急就是不能使盾尾間隙太小，否則，在掘進(jìn)時(shí)盾尾就有可能破壞管片結(jié)構(gòu)，且對盾構(gòu)的向前推進(jìn)造成很大的摩擦阻力。盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸的不均勻伸縮，是造成盾尾間隙不均勻的直接原因。施工過程中一定要密切關(guān)注油缸行程長，要在界限范圍內(nèi)指導(dǎo)主司機(jī)向有利的方向偏移，是盾尾順應(yīng)管片，必要時(shí)采取手動(dòng)控制。管片失圓也會(huì)導(dǎo)致盾尾間隙不均勻。這就要在管片選型時(shí)，盡可能平緩地過渡到最佳狀態(tài)，安裝管片時(shí)按規(guī)程及時(shí)上好連接螺栓，為下一環(huán)管片的選型和安裝創(chuàng)造條件。結(jié)合盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)管片選型時(shí)，特別是綜合考慮下幾環(huán)管片選型時(shí)，一定要結(jié)合盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。在盾構(gòu)施工過程中，我們注意到管片在某種程度上也影響盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的控制。如果盾構(gòu)機(jī)在左右或上下油缸行程差很大，使盾構(gòu)機(jī)趨勢過大甚至偏離中心，且使推進(jìn)油缸的撐靴不能和管片面接觸而形成線接觸，要完美地控制盾構(gòu)機(jī)沿隧道中線掘進(jìn)是不容易的，而且使推力在管片上分解出一個(gè)接近于徑向的分力，此分力可以通過管片及連接螺栓傳遞到后一環(huán)甚至后幾環(huán)，如果這個(gè)分力超過了管片砼的抗剪極限，管片就要破損。在實(shí)際的施工中，這種情況發(fā)生的很多。盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過程中油缸行程差過大，也是造成小半徑曲線隧道和隧道超挖過大的一個(gè)重要原因，使隧道背襯注漿在管片四周厚度不均，防水困難等。所以在管片選型時(shí)要盡可能地縮小油缸行程差，并且考慮每掘進(jìn)完一環(huán)線路所形成的油缸行程差，做到預(yù)言下幾環(huán)盾尾管片類型。(3)與盾構(gòu)機(jī)操作司機(jī)協(xié)調(diào)在盾構(gòu)施工中要使主司機(jī)明白現(xiàn)在和將來的線路走向和工程地質(zhì)情況，以及下一環(huán)要安裝的管片所能夠提供的偏移量和它能抵消的油缸行程差等，以便主司機(jī)掘進(jìn)有一個(gè)明確的目標(biāo)，從而按理論的管片組合來掘進(jìn)。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向偏離中線較大時(shí)，管片選型者要和主司機(jī)共同研究在多少環(huán)中糾正過來，做到主司機(jī)和管片選型者想法一致，目標(biāo)統(tǒng)一。（4）管片的楔形量與點(diǎn)位的關(guān)系管片的楔形量與點(diǎn)位的關(guān)系見附圖。2.4管片拼裝方式我們使用的是帶有不同楔形量的螺栓緊固通用管片，管片形式分為B1、B2、A1、A2、A3、C六種，每塊管片都有不同的楔形量，我們依靠這個(gè)楔形量來實(shí)現(xiàn)隧道的轉(zhuǎn)向及盾構(gòu)機(jī)的輔助控制，其中C管片的楔形量最小。2.5關(guān)鍵C塊管片位置的選擇（1） 在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，管片的拼裝位置極其重要，對盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)時(shí)的姿態(tài)控制很有效。當(dāng)管片與推進(jìn)千斤頂接觸平面不重合時(shí)，在千斤頂產(chǎn)生推力時(shí)，管片即出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致漏水，并且此時(shí)對出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)難以控制，很難遵循預(yù)定線路前進(jìn)。（2） 盾尾間隙最小保證12mm，否則會(huì)使盾尾刷擠壓管片裂縫并妨礙掘進(jìn)方向的控制。（可在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸的5點(diǎn)和7點(diǎn)位置焊接厚度為12mm的方鐵，這樣可以有效的保證下方盾尾間隙不會(huì)小于12mm）。（3） 在選擇管片位置時(shí)，有兩個(gè)參數(shù)需要考慮，一個(gè)是盾尾間隙的保證；另一個(gè)是管片平面走向趨勢。所以間隙和油缸行程決定管片的點(diǎn)位。通常情況下，最小的管片放在盾尾間隙較大和油缸行程較短的位置，但實(shí)際情況并非那么簡單，有時(shí)考慮的側(cè)重點(diǎn)不同，當(dāng)選擇的點(diǎn)位會(huì)出現(xiàn)相互矛盾的情況。例如底部盾尾間隙小但油缸行程卻也短，這種情況會(huì)難以確定點(diǎn)位，在這種情況下，楔形量不能同時(shí)滿足兩個(gè)因素時(shí)，應(yīng)盡量使其中一個(gè)保持最小，使盾構(gòu)機(jī)能獲得的推進(jìn)力，并使側(cè)向分力減小，便于盾構(gòu)機(jī)按照預(yù)定線路前進(jìn)。因此，應(yīng)優(yōu)先考慮管片趨勢。2.6拼裝前的管片檢查（1） 管片類型是否正確；（2） 管片外觀有無缺陷（露筋、蜂窩、裂縫、缺角、飛邊、棱角磕碰等）；（3） 密封條類型是否符合要求，粘貼是否合格；（4） 預(yù)留孔洞是否有雜物；（5） 標(biāo)識(shí)是否清楚可見；（6） 裝車順序與朝向是否符合要求等。2.7管片拼裝前的機(jī)械、工具檢查（1）管片拼裝機(jī)的檢查檢查管片拼裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，包括動(dòng)力及液壓設(shè)備是否正常、靈活、安全可靠。如拼裝機(jī)的前后移動(dòng)、自由旋轉(zhuǎn)、油缸伸縮等。（2） 工具檢查檢查管片安裝所需工具是否足夠、是否適用、能否使用等。包括扭矩扳手、測量尺、手電、水平尺的檢查。（3） 螺桿的準(zhǔn)備每環(huán)管片需要12根環(huán)向螺桿、16根縱向螺桿及配套的的墊圈、橡膠墊。在管片拼裝之前將墊片及墊圈套好方便管片拼裝時(shí)使用。裝鋼墊圈時(shí)應(yīng)注意安裝方向，如果裝反會(huì)損壞橡膠墊片，不利于管片的防水。（4） 盾尾清理在完成掘進(jìn)之前，可提前清理盾尾，以免影響管片拼裝。（5） 管片外觀清理在拼裝機(jī)夾取管片前每片管片都必須清理干凈，為保護(hù)管片止水條及便于拼裝還應(yīng)在管片縱縫上的止水條上涂抹水性潤滑劑（如凡士林、黃油等）。（6） 止逆閥安裝每塊管片中心位置都有一個(gè)管片壁后二次注漿預(yù)留孔，拼裝管片時(shí)要安裝止逆閥將該預(yù)留孔堵上，上好止?jié){閥后的管片見下圖。2.8管片拼裝過程簡介（1） 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)機(jī)長對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，盾構(gòu)機(jī)的趨勢走向和盾構(gòu)機(jī)偏移中線在水平和豎直方向的程度，以及計(jì)劃要在以后幾環(huán)中調(diào)整盾構(gòu)機(jī)到隧道中心線上的情況來確定該環(huán)管片的類型和C塊的點(diǎn)位。（2） 地面工作人員根據(jù)盾構(gòu)機(jī)機(jī)長所選管片類型和C塊的點(diǎn)位，將所用管片按拼裝順序擺放好準(zhǔn)備下放到井底。（3） 井下人員確認(rèn)管片順序無誤后通過電瓶車將管片運(yùn)至井內(nèi)的適當(dāng)位置移交給管片吊裝機(jī)，吊裝司機(jī)通過遙控手柄將管片吊裝到管片拼裝機(jī)下面，拼裝機(jī)司機(jī)將管片拼裝機(jī)移至管片下面將管片吊起20cm-30cm并有專門一人將管片扶好，然后拼裝司機(jī)通過拼裝機(jī)上的千斤頂將管片固定好后進(jìn)行拼裝（拼裝管片的順序是左右交替進(jìn)行并且是從下往上拼裝，C塊最后拼裝）。在拼裝過程中，要有專門一人進(jìn)行管片拼裝時(shí)的錯(cuò)臺(tái)監(jiān)督，另還要有一人專門進(jìn)行千斤頂?shù)纳炜s工作。每當(dāng)一個(gè)管片拼裝完成要有專門負(fù)責(zé)安裝螺栓的人迅速將拼裝好的管片的螺栓孔和上一環(huán)對應(yīng)的螺栓孔將其連接并擰緊，6個(gè)管片依次拼裝到位后，不僅要把本環(huán)上的螺栓擰緊還要對上一環(huán)的螺栓進(jìn)行再加固，這一過程由2-3個(gè)工人完成。管片拼裝完由一人專門負(fù)責(zé)測量盾尾間隙并將此測量數(shù)值交給盾構(gòu)機(jī)機(jī)長，以便其隨時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，使盾構(gòu)機(jī)中心與設(shè)計(jì)路線的中心保持一致。2.9管片拼裝的質(zhì)量控制管片拼裝允許偏差為：高程和平面土50mm，每環(huán)相鄰管片平整度4mm，縱向相鄰環(huán)間平整度5mm,襯砌環(huán)直徑橢圓度5%。。整環(huán)拼裝相鄰環(huán)環(huán)面間隙0.6?0.8mm，整環(huán)拼裝縱縫相鄰塊間隙1.5?2.5mm。管片開裂的防治措施(1)拼裝前清理前一環(huán)管片上的泥塊及漿液，保證環(huán)面清潔、無夾泥。(2)拼裝時(shí)保證襯砌環(huán)圓度，減小塊與塊錯(cuò)位。推進(jìn)油泵的伸縮順序應(yīng)與管片拼裝順序一致。C塊安裝前，實(shí)測并確保頂部兩鄰接塊間間距，以便順利安裝C塊。豎曲線段推進(jìn)時(shí)，在安裝拱底塊時(shí)根據(jù)實(shí)際情況予以落低或抬高，減少管片“卡殼”現(xiàn)象。推進(jìn)前檢查各推進(jìn)油缸襯靴的完好情況，發(fā)現(xiàn)有破損的及時(shí)調(diào)換，同時(shí)仔細(xì)檢查襯墊與管片環(huán)面的吻合程度，對不吻合處可增設(shè)石棉或橡膠楔子來調(diào)整，確認(rèn)吻合后再開始推進(jìn)。在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，及時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、盾構(gòu)穿越土層的變化、上部載荷情況以及測量資料來調(diào)整各項(xiàng)施工參數(shù)，將盾構(gòu)姿態(tài)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)允許偏差范圍之內(nèi)。同時(shí)，結(jié)合隧道襯砌的實(shí)際情況，在不超出偏差范圍的情況下，對盾構(gòu)姿態(tài)作適當(dāng)調(diào)整，使盾構(gòu)機(jī)與管片盡可能處于同心狀態(tài)。造成管片錯(cuò)臺(tái)的幾點(diǎn)原因管片拼裝前盾尾雜物沒有徹底清除。管片拼裝時(shí)沒有均布擺勻，螺栓較難穿插。管片拼裝完成后螺栓沒有及時(shí)上緊。拼裝管片時(shí)應(yīng)盡量避免以上情況的發(fā)生。注意事項(xiàng)(1)管片扭轉(zhuǎn)在推進(jìn)過程中，由于刀盤反向扭矩，管片拼裝累積偏差等原因出現(xiàn)管片扭轉(zhuǎn)較大現(xiàn)象?？梢杂霉芷囱b在容許范圍內(nèi)逐漸減小管片與千斤頂襯靴的相對差值。(2)盾尾間隙由于推進(jìn)過程中，盾構(gòu)姿態(tài)的控制及地層影響，會(huì)出現(xiàn)盾尾間隙過大或過小，可能進(jìn)一步損壞管片和盾尾刷。管片的相對錯(cuò)臺(tái)可以改善不當(dāng)?shù)亩芪查g隙，但這不是主要的補(bǔ)救辦法，選擇合適的點(diǎn)位、控制盾構(gòu)姿態(tài)才是最好的辦法。6.管片拼裝安全操作技術(shù)規(guī)程(1)持證上崗管片拼裝機(jī)只能由經(jīng)過培訓(xùn)認(rèn)證合格后的管片拼裝手操作，其他人未經(jīng)允許不得進(jìn)行操作。拼裝機(jī)操作人員必須按照盾構(gòu)司機(jī)的指令操作，嚴(yán)禁擅自轉(zhuǎn)動(dòng)拼裝機(jī)，以免發(fā)生傷人事件。(2)安全檢查管片拼裝手在開動(dòng)管片拼裝機(jī)前必須檢查管片拼裝機(jī)周圍的情況，在保證周圍人員、油管及其它設(shè)備安全的情況下才能開動(dòng)和移動(dòng)。嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入舉重臂活動(dòng)半徑內(nèi)，拼裝工在全部定位后，方可作業(yè)。(3)服從指令管片拼裝手必須按照盾構(gòu)機(jī)長告知的管片拼裝點(diǎn)位、拼裝順序、技術(shù)要求，進(jìn)行管片拼裝。(4)保證質(zhì)量在拼裝管片前，拼裝手應(yīng)檢查管片及止水條與襯墊等狀況，嚴(yán)禁拼裝不符合質(zhì)量要求的管片。管片拼裝時(shí)，要小心謹(jǐn)慎、動(dòng)作平穩(wěn)。在拼裝管片過程中，負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督其他管片拼裝輔助人員的工作，加強(qiáng)與主司機(jī)或領(lǐng)班工程師的溝通，保證管片拼裝質(zhì)量和人員安全。(5)螺栓緊固管片在拼裝前要提前插入螺栓，確認(rèn)沒有遺漏，并保證全部加上密封圈后穿進(jìn)螺栓孔。每塊管片拼裝后應(yīng)及時(shí)將管片螺栓插入，用氣動(dòng)扳手進(jìn)行第一次緊固；每環(huán)管片成型后，用力矩扳手對所有螺栓進(jìn)行第二次緊固，緊固力按照相關(guān)參數(shù)表嚴(yán)格執(zhí)行。