小曲線半徑盾構(gòu)管片拼裝質(zhì)量控制

趙冬輝

（中鐵二十局集團(tuán)第三工程有限公司，重慶 400000）

在我國(guó)城市軌道交通發(fā)展越來越快的背景下，在施工過程中盾構(gòu)應(yīng)用得也更加普遍。軌道交通線路的選擇受到很多因素的影響，比如城市規(guī)劃等，這也導(dǎo)致軌道交通的線路變得更復(fù)雜化，從而小曲線半徑經(jīng)常出現(xiàn)在軌道交通施工當(dāng)中。

1 工程概況

本文以中鐵二十局承建成都地鐵6號(hào)線3標(biāo)軌道施工工程為研究對(duì)象。本工程三站三區(qū)間，分別為檬梓站、尚錦路站、紅高路站；檬梓站～尚錦路區(qū)間、尚錦路站～紅高路區(qū)間、紅高路站～天宇路區(qū)間，3個(gè)盾構(gòu)區(qū)間基本入段線程度為3 904.920 m，而該工程的出段線程度為3 907.788 m。區(qū)間最大半徑5 000 m，最小的最小半徑則是750 m，線間距為5～19 m，而最大的坡度為25%。該工程隧道埋深10～18 m。該工程的在具體施工的過程中，運(yùn)用鐵建重工的ZD256 257 356 357土壓平衡盾構(gòu)設(shè)備，常見的襯砌形式包括鋼筋混凝土預(yù)制節(jié)段，節(jié)段內(nèi)徑Φ5 400 mm，節(jié)段外徑Φ6 000 mm，節(jié)段厚度300 mm，節(jié)段環(huán)寬1 500 mm，小曲線節(jié)段環(huán)寬1 500 mm，楔形量38 mm，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊用于形成環(huán)段，同時(shí)包括1個(gè)封蓋塊和2個(gè)相鄰塊，鋼筋混凝土預(yù)制節(jié)段的強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C50和P12抗?jié)B等級(jí)。

2 小曲線半徑盾構(gòu)管片的拼裝質(zhì)量控制對(duì)策

2.1 盾構(gòu)機(jī)控制

該工程在小曲線半徑盾構(gòu)施工時(shí)，關(guān)鍵是對(duì)盾構(gòu)機(jī)的控制。在選擇盾構(gòu)機(jī)的時(shí)候，要對(duì)工程的具體情況進(jìn)行掌握，因?yàn)槎軜?gòu)是整個(gè)隧道工程是否合格的主要因素，所以在對(duì)該設(shè)備選擇的時(shí)候，有必要對(duì)本工程的實(shí)際地質(zhì)情況等內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的掌握，并學(xué)習(xí)有關(guān)盾構(gòu)工程施工經(jīng)驗(yàn)，特別是地質(zhì)條件類似的工程，要保證整個(gè)工程施工過程中的安全與先進(jìn)性。本工程在施工過程中使用的是鐵建重工ZD256 257 356 357土壓平衡盾構(gòu)設(shè)備，盾體長(zhǎng)度規(guī)格為7 746 mm，而盾尾長(zhǎng)多規(guī)格為3 629 mm，屬于被動(dòng)鉸接盾構(gòu)。其開挖半徑為3 140 mm，而其最強(qiáng)爬坡水平為29‰，其最小曲線半徑為250 m；在直線段關(guān)閉回縮，超挖齒刀在刀盤曲線段最大伸出是30 mm，這樣對(duì)盾構(gòu)設(shè)備的弧形趨勢(shì)推進(jìn)形成了可靠保障，也使管片有更可靠的拼裝空間。

盾構(gòu)設(shè)備通過小曲線半徑向前掘進(jìn)的過程中，會(huì)出現(xiàn)1個(gè)側(cè)向分力在掘進(jìn)方向的垂直方向。若要保證盾構(gòu)設(shè)備的糾偏得到有效的控制，在盾構(gòu)設(shè)備開始進(jìn)行小曲線半徑區(qū)間之前，有必要按照線路的走向與地質(zhì)狀況，把盾構(gòu)設(shè)備的姿態(tài)調(diào)整至最適合的狀態(tài)，這是對(duì)隧道留出合理偏移的科學(xué)作法。盾構(gòu)掘進(jìn)的同時(shí)，要對(duì)盾構(gòu)設(shè)備的姿態(tài)進(jìn)行合理控制，對(duì)掘進(jìn)的具體參數(shù)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，對(duì)盾構(gòu)設(shè)備推力進(jìn)行合理的控制調(diào)整，并對(duì)千斤頂?shù)墓ぷ魍屏M(jìn)行控制，最大努力保證盾尾軸線與管片的一致。同時(shí)，按照盾構(gòu)設(shè)備盾尾的間隙進(jìn)行對(duì)管片的基本選擇，利用旋轉(zhuǎn)管片使千斤頂?shù)奈恢玫玫秸{(diào)整。在拼裝管片的同時(shí)，開展螺栓復(fù)緊工作，這可以保證管片不旋轉(zhuǎn)，從而保證管片姿態(tài)不發(fā)生變化。

在小曲線半徑推進(jìn)過程中的盾構(gòu)設(shè)備，糾偏控制工作特別關(guān)鍵。若要使盾尾密封的成果得到保障，并對(duì)管片拼裝的質(zhì)量得到有效控制，使其對(duì)地層的干擾得到控制，在盾構(gòu)設(shè)備出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的情況時(shí)候，有必要少量并且逐步進(jìn)行糾偏工作，使盾構(gòu)設(shè)備的姿態(tài)正常，使管片破損的情況得到避免，避免出現(xiàn)盾構(gòu)設(shè)備姿態(tài)突然變化的現(xiàn)象。在對(duì)盾構(gòu)設(shè)備姿態(tài)開展調(diào)整工作的同時(shí)，主要是對(duì)盾尾間隙控制，其次是線形控制，要注意每環(huán)的糾偏量要小于5 mm。

2.2 管片控制

在本工程中，曲線區(qū)間半徑比較小，所以若要保證施工難度的降低，控制施工質(zhì)量，要保證管片的寬度得到有效的控制，這樣才可以使隧道成型與設(shè)計(jì)一致。通過本工程使用管片的分析，在750 m曲線半徑隧道中使用環(huán)寬規(guī)格為1 500 mm，本次采用的管片屬于雙面楔形，封頂塊處的寬度最小。

如果管片的質(zhì)量不合格，可能會(huì)致使管片在拼裝工作因?yàn)楦鞣N原因而出現(xiàn)開裂情況，這是由于管片在拼裝中的擠壓造成的，這也會(huì)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的最終工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以要對(duì)管片的質(zhì)量進(jìn)行保證。在試驗(yàn)室與管片供應(yīng)商的檢測(cè)報(bào)告與產(chǎn)品質(zhì)量書進(jìn)行檢查的時(shí)候，要按照規(guī)章進(jìn)行二次檢驗(yàn)，并進(jìn)一步對(duì)管片材料等條件進(jìn)行檢查，保證其符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。工程項(xiàng)目工作人員在管片制作的過程中要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行合理控制，在管片制造過程中，工作人員需要與相關(guān)監(jiān)理人員同時(shí)對(duì)管片的質(zhì)量進(jìn)行檢查，并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)管片的具體型號(hào)等證明進(jìn)行核對(duì)，保證一切都符合要求才可以運(yùn)輸出廠，如果不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)則不可以出廠。

在管片的運(yùn)輸時(shí)候，要使用可靠并且安全系數(shù)比較高的方案，并對(duì)管片進(jìn)行保護(hù)，保證管片不會(huì)出現(xiàn)破損的情況，在起吊運(yùn)輸?shù)倪^程中需要使用防護(hù)的手段保證管片的完整。

當(dāng)管片驗(yàn)收的過程中，需要嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)范，在管片進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收的時(shí)候，應(yīng)該通過專人開展驗(yàn)收工作，并對(duì)管片外觀規(guī)格與質(zhì)量進(jìn)行檢查；符合需要標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候才可以進(jìn)行卸載，而且要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管片進(jìn)行保護(hù)，使放置位置是合理的，保證管片的完整。在管片下井的過程中，要對(duì)下井前進(jìn)行細(xì)致檢查，對(duì)管片的清潔程度等內(nèi)容進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查結(jié)束符合標(biāo)準(zhǔn)以后可以下井。在管片拼裝過程中也需要進(jìn)行檢查，對(duì)管片的型號(hào)進(jìn)行檢查，然后對(duì)傳力墊的要求進(jìn)行檢查，對(duì)粘貼牢固程度進(jìn)行檢測(cè)，最后進(jìn)行拼裝工作。

2.3 注漿控制

工程施工過程中的注漿控制是整個(gè)隧道成型后最主要的穩(wěn)定環(huán)節(jié)，在注漿之后可以使管片在離開盾尾后穩(wěn)定，使偏移的情況得到有效的控制。曲線推進(jìn)會(huì)讓地層出現(xiàn)損失，所以要對(duì)注漿質(zhì)量進(jìn)行控制，保證不出現(xiàn)地表沉降現(xiàn)象。在該工程具體的施工過程中主要是同步注漿，同步注漿工作與盾構(gòu)同步開展。在工作的過程中，控制注漿壓力，注漿量與地層空隙計(jì)算數(shù)值175%接近，在施工的過程中需要相關(guān)分析信息，然后調(diào)整注漿量。如果盾尾注漿壓力為0.3 MPa，盾尾注漿量應(yīng)該2.8 m3。在具體的施工過程中嚴(yán)格控制壓力值，合理控制注漿壓力與注漿量，當(dāng)壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)候，即為符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 測(cè)量控制

在小曲線推進(jìn)的過程中，由于曲率變大，能夠看見的距離相對(duì)變短，所以需要進(jìn)行對(duì)后視點(diǎn)的設(shè)置。在圓曲隧道中，35 m換站一次，而且每次換站均需要進(jìn)行檢測(cè)核對(duì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，測(cè)量距離比較短，所以數(shù)據(jù)出現(xiàn)的變化要保證精準(zhǔn)度，要進(jìn)行復(fù)核。該工程在750 m小曲線半徑推進(jìn)的過程中，增加測(cè)量的頻率是保證準(zhǔn)確性的合理手段，在拼裝與穩(wěn)定后，需要測(cè)量3次，而且要根據(jù)數(shù)據(jù)，對(duì)偏移規(guī)律進(jìn)行分析，選擇最優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行姿態(tài)糾偏。

3 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)本隧道工程的具體分析，對(duì)盾構(gòu)機(jī)選型、掘進(jìn)參數(shù)選用、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制、管片選用與配置、管片姿態(tài)控制、管片保護(hù)、注漿技術(shù)和測(cè)量控制，以保證隧道的施工質(zhì)量。