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摘要：为解决地表拼装盾构管片隧道的难题，以修建广州地铁厦滘国家实验平台工程为应用实例，从设计参数、施工工艺技术方面进行了详细介绍，总结出了地表管片拼装施工关键技术，安全、高效完成地表盾构隧道管片拼装工作。
关键词：管片拼装、盾构隧道、地表管片施工
0 引言
近年来，随着经济和社会的发展，我国修建的盾构隧道工程数量越来越多，相应施工难度也越来越大，盾构法成型隧道管片质量问题频出，例如错台、渗漏水、破碎等，因此在地面上建设盾构隧道同比例模型是盾构施工技术发展的一个重要方向，同时也是研究盾构隧道的一个重要起点。
我国已建或在建的盾构隧道，大多数采用土压平衡盾构或泥水盾构施工，均是采用预制混凝土管片拼装，但目前在地面上修建盾构隧道拼装管片的先例尚无。本技术针对广州地铁夏窖车辆段国家重点实验室项目地面拼装管片隧道施工，针对目前尚有技术条件，研究并制定了针对性技术保证措施和应急处置措施，有效保证了安全、顺利施工。
1工程概况
本工程为新建一段19m长的地面实体隧道工程，是广州地铁国家工程实验室轨道研究平台工程的子项目之一，包括地面10m明挖隧道和9m盾构隧道两部分组成。本工程位于在厦滘车辆段扩容工程范围内，与厦滘车辆段扩容工程焊轨基底合并考虑，设置在焊轨基底末端。
本工程由地面10m明挖隧道和9m盾构隧道组成，隧道主要功能须充分展示各类运营隧道病害，用以模拟测试隧道自动检测车的效用。主要包含：1）钢筋骨架展示、漏筋、单双面配筋变化；2）蜂窝麻面、不同保护层厚度；3）施工冷缝、结构裂缝；4）管片崩角、露筋、裂纹；5）人为设置不同高差的管片错台；6）预埋不同类型滑槽；7）模拟可调控流量的隧道渗漏水；8）按照运营地铁隧道限界，内设电缆支架、疏散平台、接触网、排水沟等管线设施。隧道平面布置图见图1。
图1 平台工程平面布置图
盾构隧道由6环管片组成，第一环拼装为自带预埋滑槽管片，K块在上，无缺陷；第二环拼装为自带预埋滑槽管片，K块在右，无缺陷；第三环为正常管片，K块在上，存在崩角及局部凿毛现象；第四环为正常管片，K块在左，存在裂缝及吊装孔漏水现象；第五环为正常管片，K块在11点位置，存在50mm错台机接缝漏水现象；第六环为正常管片，K块在1点钟位置，无缺陷，嵌入与矩形隧道接口环梁500mm。轨道中心绝对标高为+8.85，管片隧道中心底部完成面绝对标高为+7.99。
2 施工工法
2.1压力微型桩施工
由于本工程施工场地内不具备持力地层埋深较大，为保证上部结构的稳定性需对本场地进行地基加固处理。
本工程地基加固采用φ550mm中心间距1000mm的单轴水泥搅拌桩进行地基改良[1]，加固深度为嵌入持力层地层不小于1m。
2.2圆弧形承台施工
盾构管片拼装前，先施工砼管片安放基座。基座施工完成后进行管片拼装。基座采用现浇砼施工，施做与明挖主体接口环梁同心半圆，圆半径与接口环梁形同。基座结构剖面如图2.2所示.
图2 圆弧形承台配筋图
承台为盾构隧道管片安装承台，管片外径为6000mm，承台首次浇筑内侧半径为6070mm圆弧面，预埋安装70mm垫块，垫块布置@500*750mm，垫块安装完成浇筑70mm厚细石砼保护层，混凝土采用C35 P8商品砼，形成内径为6000mm的圆弧承台。
2.3 管片拼装施工技术
（1）管片拼装顺序
盾构隧道管片安装承台砼浇筑完成达到设计强度的80%以上→拼装首环管片底部3块→拼装第二环底部3块（与第一环管片螺栓连接）→安装管片支撑钢架（管片支撑内径为2550mm）→拼装首环上部3块→以此类推循环作业→安装完成→缺陷处理。
（2）管片临时支撑搭设
为保证管片拼装稳定性及施工过程中的安全，安装临时门字支撑，支撑采用H175型钢+槽钢10搭设，环向采用顶托+木枋支顶。
每两环管片安装3榀型钢之架，每榀型钢之架间距800mm，第一榀自洞口550mm处开始安装。支架主体骨架和支撑点采用175型钢，内部连接采用100mm的工字钢作为连接肋。
每个构件的连接除100mm的工字钢采用焊接外（采用双面满焊Ⅱ级标准焊接），其余部分均采用M22的螺栓进行连接。
图3 临时支撑搭设剖面图
（3）管片安装施工
管片拼装采用一台50T汽车吊，一台25T汽车吊起吊，其中25T吊机配合管片翻身，先拼装底部大三块，再拼装临接块、封顶块，起吊利用吊装孔位或侧边两个螺栓孔穿入管片螺栓，采用吊机的大小钩调节角度，钢丝绳起吊，管片内部支撑顶托微调管片角度。
图4 管片拼装吊点布置示意图
3设备及材料配置
表5-1 施工机械、材料配置表
4结论
广州地铁国家工程实验室轨道研究平台工程于2017年10月开工，于2017年12月完工，隧道及矩形结构成型良好，总耗时3个月，在建设过程中，选择支撑方式及管片拼装吊点[2]尤为重要，圆弧形底座贴合管片外弧面，使整环管片受力稳定，拼装时选择两环管片底部先拼装，同样防止管片移位，其次，管片内部设置管片临时支撑，很好的为上部管片提供支撑受力，同时，为作业工人提供施工平台，很好的解决了施工难题；其次管片吊点的选择使拼装更加方便，通过吊机的大钩小沟调节管片位置，避免管片螺栓孔不齐，易失圆的问题。
以上充分证明，地表管片拼装盾构隧道是可行的，再无先例的情况下，通过对关键技术的研究，顺利完成了国家实验平台的工程任务。
参考文献：
[1]杜衍庆，白明洲，邱树茂，沈宇鹏.集约式微型桩群水平承载性能试验研究[J].岩石力学与工程学报.2015（04）
[2]万文东高新闻.隧道管片吊装施工安全管理与定位技术研究[J].工业安全和环保.2018（03）
论文作者:何明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/19
标签：管片论文; 盾构论文; 隧道论文; 工程论文; 地表论文; 螺栓论文; 基座论文; 《基层建设》2019年第24期论文;