管片拼装

同一环管片的各组成管片名称示意图见下图。

图10-5-1圆环管片示意图

一、圆环管片环面不平整 1、现象

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，给下一环的拼装带来影响。导致环向螺栓穿进困难，管片碎裂等问题。 2、原因分析

（1）管片制作误差尺寸累计；

（2）拼装时前后两环管片间夹有杂物；

（3）千斤顶的顶力不均匀，使环缝间的止水条压缩量不相同； （4）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；

（5）止水条粘贴不牢，拼装时翻到槽外，使与前一环的环面不密贴，引起该块管片凸出； （6）成环管片的环、纵向螺栓没有及时拧紧及复紧。 3、预防措施

（1）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； （2）清除环面和盾尾内的各种杂物； （3）控制千斤顶顶力均匀； （4）提高纠偏楔子的粘贴质量；

（5）检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴可靠； （6）盾构推进时骑缝千斤顶应开启，保证环面平整。 4、治理方法

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，使环面平整。

二、管片环面与隧道设计轴线不垂直 1、现象

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。示意图如下：

图10-5-2管片环面与隧道中心线不垂直示意图（临界状态）

2、原因分析

（1）拼装时前后两环管片间夹有杂物，使相邻块管片间的环缝张开量不均匀； （2）千斤顶的顶力不均匀，使止水条压缩量不相同，累计后使环面与轴线不垂直； （3）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；

（4）前一环环面与设计轴线不垂直，没有及时地用楔子环纠正；

（5）盾构推进单向纠偏过多，使管片环缝压密量不均匀而使环面竖直度差。 3、预防措施

（1）拼装时做好清理工作，防止杂物夹杂在管片环缝间； （2）尽量多开启千斤顶，使盾构纠偏的力变化均匀；

（3）在施工中经常测量管片环面的垂直度，并与轴线相比较，发现误差，及早安排制作楔子纠环面消除。

（4）后二点参见一、圆环管片环面不平整预防措施（4），（5）。 4、治理方法

（1）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；

（2）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6mm。偏差大可连续多环的纠偏达到目的； （3）当垂直度偏差较大，造成管片拼装极困难，盾壳卡管片严重时，可采用纠偏量较大的刚性楔子。

三、纵缝质量不符合要求 1、现象

纵缝质量差表现在同环相邻的管片相互位置发生变动，致使纵缝出现了前后喇叭、内外张角、内弧面产生踏步、纵缝过宽、两块管片相对旋转等质量问题。对于隧道的防水、管片的受力都造成严重的危害。 2、原因分析

（1）拼装时管片没有放正，盾壳内有杂物，使落底块管片放不到位或产生上翘、下翻，环面有杂物夹入环缝，也会使纵缝产生前后喇叭；

（2）拼装时管片未能形成正圆，造成内外张角；

（3）前一环管片的基准不准，造成新拼装的管片位置亦不准；

（4）隧道轴线与盾构的实际中心线不一致，使管片与盾壳相碰，无法拼成正圆，只能拼成椭圆，纵缝质量也就无法保证。 3、预防措施

（1）拼装前做好盾壳与管片各面的清理工作，防止杂物夹入管片之间；

（2）推进时勤纠偏，使盾构的轴线与设计轴线的偏差尽量减少，保证管片能够居中拼装，管片周围有足够的建筑空隙使管片能拼装成正圆；

（3）环面的偏差及时进行纠正，使拼装完成的管片中心线与设计轴线误差减少，管片始终能够

在盾尾内居中拼装；

（4）管片正确就位，千斤顶靠拢时要加力均匀，除封顶块外每块管片至少要有两只千斤顶顶住； （5）盾构推进时骑缝的千斤顶应开启，保证环面平整。 4、治理方法

（1）用整圆器进行整圆，通过整圆来改善纵缝的偏差；

（2）管片出盾尾，环向螺栓再进行一次复紧，可改善纵缝的变形。管片被周围土体包裹住以后，椭圆度会相应地减小，纵缝压密程度提高，此时对螺栓进行复紧可取得较好的效果； （3）采用局部加贴楔子的办法，作纵缝质量的纠正。

四、圆环整环旋转 1、现象

拼装成环的管片与设计要求的拼装位置相比较，旋转了一定的角度，使盾构的后续车架及电机车轨道的铺设不平整，影响设备的运行，也增加了封顶成环的拼装难度。 2、原因分析

（1）千斤顶编组不合理，使管片受力不均匀，管片产生相对转动；

（2）管片环面不正，千斤顶的顶力方向与环面不垂直，盾构推进时就会产生使管片转动的力矩，导致管片旋转；

（3）拼装时管片的位置安放不准确，导致拼装时形成旋转；

（4）管片上的螺栓孔和螺栓之间由于拼装需要，一般留有5-8mm的间隙，这样就给两环管片之间相互错动留有了条件，如果在管片就位时随意操作，就会引起旋转偏差；

（5）拼装时后拼装的管片与已就位的管片发生碰撞，使已拼装的管片发生移位，如果长时间采用相同的顺序拼装管片，管片向同一方向发生旋转偏差，累积的偏差量就较大； 3、预防措施

（1）控制好盾构推进的姿态，千斤顶编组情况要使推力的变化均匀，调整好管片环面的角度，减少推进过程中产生的转动力矩；

（2）拼装管片时管片要放置正确，千斤顶靠拢时要有足够的顶力使管片不发生相对滑动； （3）拼装机操作时要动作平缓，旋转缓慢，这样有利于拼装的准确性； （4）对已成环的管片的旋转情况要经常进行测量，并及时纠正； （5）经常变换管片拼装的顺序。 4、治理方法

利用管片之间可相互错动的余地，在落地块管片拼装时，管片纵向螺栓穿进后，利用拼装机钳着管片向需要纠正的方向旋转一个角度，然后靠拢千斤顶，并拧紧纵向螺栓。以落底块管片为基准，正确拼装其余管片，就可使整环管片向相反的方向旋转一个角度。连续数环管片拼装时采用这种方法，可使旋转误差得到纠正。

五、连接螺栓拧紧程度没达到标准要求 1、现象

螺栓的拧紧力矩未达到要求，有些螺母用手就能拧动。双头螺柱一头超出螺母另一头缩入螺母，使螺纹的有效连接长度不能保证，严重时个别的螺栓没有穿进。 2、原因分析

（1）拼装质量不好，导致相邻管片之间错位严重，有的螺栓无法穿进； （2）螺栓加工质量不好，螺纹的尺寸超差，造成螺母松动或无法拧紧；

（3）施工过程中只注意进度，忽视了拧紧螺栓的工作。有时甚至出现螺栓上未套螺母的情况； （4）未及时进行复紧，尤其是底部、两肩部位的螺栓，复紧难度大，往往漏拧。

3、预防措施

（1）提高管片拼装质量，及时纠正环面不平或环面与隧道轴线不垂直度等，使每个螺栓都能正确地穿过手孔；

（2）严格控制螺栓的加工质量，定期抽查，发现问题及时更换。不符合质量要求的螺栓应退换； （3）加强施工管理，做好自检、互检、抽检工作，确保螺栓穿进及拧紧的质量。 4、治理方法

（1）未穿入螺栓的管片，可采用特殊工具对螺栓孔进行扩孔，使螺栓可以穿过； （2）对不能穿过的孔换用小直径等强度的螺栓；

（3）加工专用平台，对隧道的所有连接螺栓进行检查和复紧。

六、管片碎裂 1、现象

拼装完成的管片有缺角掉边和裂缝，使结构强度受到影响，且产生渗漏。 2、原因分析

（1）管片在脱模、储存、运输过程中发生碰撞，致使管片的边角缺损；

（2）拼装时管片在盾尾中的偏心量太大，管片与盾尾发生磕碰现象，以及盾构推进时盾壳卡坏管片；

（3）定位凹凸榫的管片，在拼装时位置不准，凹凸榫没有对齐，在千斤顶靠拢时会由于凸榫对凹榫的径向分力而顶坏管片；如下图所示：

图10-5-3有凹凸榫管片定位不准导致管片碎裂

（4）管片拼装时相互位置错动，管片与管片间没有形成面接触，盾构推进时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂；如下图所示：

图10-5-4管片局部接触应力过大而碎裂示意图

（5）前一环管片的环面不平，使后一环管片单边接触，在千斤顶的推动下形同跷跷板，管片受到额外的弯矩而断裂。在封顶块与邻接块的接缝处的环面不平，也是导致邻接块两角容易碎裂的原因； （6）拼装好的邻接块开口量不够，在插入封顶块时间隙偏小，如强行插入，则导致封顶块管片或邻接块管片的角崩落；如下图所示：

图10-5-5邻接块开口量不足造成管片碎裂示意图

（7）拼装机在操作时转速过大，拼装时管片发生碰撞边角崩落。 3、预防措施

（1）管片运输过程中，使用弹性的保护衬垫将管片与管片之间隔离开，以免发生碰撞而损坏管片。在起吊过程中要小心轻放，防止磕坏管片的边角；

（2）管片拼装时要小心谨慎，动作平稳，减少管片的撞击；

（3）提高管片拼装的质量，及时纠正环面不平整度、环面与隧道设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题；

（4）拼装时将封顶块管片的开口部位留得稍大一些，使封顶块能顺利地插入； （5）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。 4、治理方法

（1）因运输碰损的管片 进行修补后方能使用，修补须采用与原管片强度相应的材料进行修补； （2）在井下吊运过程中损坏的管片，如损坏范围大，影响止水条的部位的，应予以更换。如损坏范围小，可在井下修补后使用；

（3）推进过程中被盾壳拉坏的管片，应立即进行修补，以保证止水效果；

（4）内弧面有缺损的管片进行修补时，所用的材料应与原管片强度等级相同，以保证强度和减少色差。

七、错缝拼装管片碎裂 1、现象

错缝拼装的管片在拼装和盾构推进过程中产生裂缝,甚至断裂的情况。

10-5-6 环面不平导致管片碎裂示意图

2、原因分析

（1）管片环面不平整，相邻管片迎千斤顶面有交错现象，使后拼上的管片受力不均匀，管片的表面会出现裂缝，盾构的推力较大时，会顶断管片,示意图10-5-6所示；

（2）拼装时前后两环管片间夹有杂物，使相邻块管片环面不平整，后拼装的管片在推进的时候就可能被顶断；

（3）管片有上翘或下翻，使管片局部受力，造成破碎；

（4）封顶块管片插入时由于管片开口不够而使管片受挤压产生碎裂。 3、预防措施

（1）每环管片拼装时都对环面平整情况进行检查，发现环面不平及时地加贴衬垫予以纠正，使后拼上的管片受力均匀；

（2）及时调整管片环面与轴线的垂直度，使管片在盾尾内能居中拼装； （3）拼装前做好清理工作；

（4）对于管片存在上翘或下翻的情况，在局部加贴楔子进行纠正； （5）封顶块拼装前，调整好开口尺寸，使封顶块管片顺利插入到位。 4、治理方法

（1）拼装完成即发现环面严重不平的管片，应立即拆下，重新制作楔子后再拼装，提高环面平正度；

（2）对产生裂缝的管片进行修补，将损伤的混凝土凿除，再用修补管片的混凝土进行管片修补； （3）已经断裂的管片，须根据情况，采取特殊措施或将断裂的管片换掉。

八、管片环高差过大 1、现象

拼装完成的两环管片间内弧面不平，环高差过大。 2、原因分析

（1）管片拼装的中心与盾尾中心不同心，管片与盾尾相碰，为了将管片拼装在盾尾内，将管片径向内移，造成过大的环高差；

（2）管片拼装的椭圆度较大，造成环高差过大；

（3）管片的环面与隧道轴线不垂直，如继续上一环的方向拼装将会与盾尾相碰，将管片向相反方向位移，造成过大的环高差；

（4）管片在脱出盾尾后建筑空隙没有及时填充，管片在自重的作用下落低，造成环高差过大。 3、预防措施

（1）将管片在盾构内居中拼装，使管片不与盾构相碰； （2）保证管片拼装的整圆度；

（3）纠正管片环面与隧道轴线的不垂直度；

（4）及时、充足地进行同步注浆，用同步注浆的浆液将管片托住，减少环高差； （5）严格控制盾构推进轴线和盾构姿态，确保管片能拼于理想的位置上。 4、治理方法

拼装过程中发现新拼装的管片与前一环管片的环高差过大，可拧松连接螺栓，逐块调整管片的位置。

九、管片椭圆度过大 1、现象

拼装完成的管片的水平直径和垂直直径相差过大，导致椭圆度超过标准。 2、原因分析

（1）管片的拼装位置中心与盾尾的中心不同心，管片无法在盾尾内拼装成正圆，只能拼装成椭圆形；

（2）管片的环面与盾构轴线不垂直，使管片与盾构的中心不同心；

（3）单边注浆使管片受力不均匀。 3、预防措施

（1）经常纠正盾构的轴线，使盾构沿着设计轴线前进，管片能居中拼装；

（2）经常纠正管片的环面，使环面与盾构轴线垂直，管片始终跟随着盾构的轴线，使管片与盾尾的建筑空隙保持均匀；

（3）注浆时注意注浆管的布置位置，使管片均匀受力。 4、治理方法

（1）采用楔子环管片借隧道的轴线，使管片的拼装位置处在盾尾的中心； （2）控制盾构纠偏，使管片能在盾尾内居中拼装；

（3）待管片脱出盾尾后，由于四周泥土的挤压力近似相等，使椭圆形管片逐渐恢复圆形，此时对管片的环向螺栓进行复紧，使各块管片的连接可靠。