中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：在我国快速发展过程中，轨道交通建设在不断加快，轨道交通的建设有助于缓解城市交通压力，为中心城区与周边郊区提供联系通道。根据城市对于地铁工程的要求，多采用快线A+型车，最高时速140km/h，施工中盾构隧道工程较为关键，普遍使用到内径5.5m的管片。考虑到盾构施工的质量要求，有必要从工程实例出发，围绕管片选型、施工技术等方面做深入的探讨。
关键词：管片选型；拼装；楔形量
引言
在我国进入21世纪快速发展的新时期，经济在迅猛发展，社会在不断进步，地铁隧道工程施工工法主要包括明挖法、浅埋暗挖法以及盾构法。其中明挖法隧道施工主要适用于场地开阔、地表建筑物稀少、地面道路交通要求较低的地区;浅埋暗挖法最初由王梦恕院士提出，适用于埋深较浅地铁隧道的施工作业，并在北京地铁复兴门折返线工程中成功应用;盾构法是一种能够适用于多种复杂水文地质条件的地铁区间隧道主流暗挖工法。自18世纪英国在伦敦泰晤士河首次采用盾构工法修建隧道以来，经过近一个世纪的发展，盾构法隧道修建技术己发展成为几乎可以适用于任何水文地质条件的施工工法，并在公路、铁路、水利水电、城市轨道交通等多方面得到了广泛应用。由于盾构法对施工区域环境扰动小、地层适应性强以及施工快速安全可控，己成为世界各国修建地铁区间隧道的主流施工工法，对于穿越江海等地表水体的水下隧道修建，盾构工法具有其天然优势。
1盾构法隧道的发展历史与现状
目前我国经济持续快速发展，基础建设进程日益加快，城市地铁隧道、铁路隧道、公路隧道、引水隧洞、城市地下路等隧道及地下工程的建设正迎来高速发展期。国内外隧道及地下工程常用的修筑工法有浅埋暗挖法、明挖法、新奥法以及盾构法等。其中，盾构工法以其安全、快速等优点，在日本、欧洲等国得到了广泛的应用，在我国的应用也日益增多。盾构作为一种钢壳状的防护装置，是盾构工法中的主体结构，在它的保护下，盾构刀盘能够对地层进行开挖，盾尾能够对预制管片进行拼装，盾构机的推进依靠盾尾千斤顶作用在拼装完成的管片上形成的反力，盾尾管片拼装完成之后，盾构机要进行同步盾尾注浆以填充管片与土层之间开挖形成的间隙，以防止地层的继续变形。
2城市轨道盾构隧道管片选型及技术要点
2.1防水工艺
（1）严格遵循设计要求，完成弹性密封胶的安装作业，不可出现错用漏用的现象。（2）为提升密封材料安装效果，必须根据实际情况编制指导书，将其作为安装的基本引导。弹性密封胶采取粘贴的安装方式，在此之前需将预留凹槽内残留的灰尘清理干净，以免后续使用中出现剥落现象。安装作业必须调整好弹性密封垫的位置，使其处于凹槽正中心处，目的在于扩大弹性密封胶的接触范围。（3）管片存放区域必须采取防护措施，如增设防雨、防潮设备，实现对管片的有效保护，以免因雨水影响而出现质量问题。（4）检验弹性密封垫的质量情况，若受损需及时更换，否则不可投入使用。
2.2基于扩展有限元法的裂缝模拟技术
在对钢筋混凝土结构进行开裂模拟时，常用到的有限元裂缝模型主要包括:弥散式裂缝模型、离散式裂缝模型。弥散式裂缝模型实质是将裂缝分部弥散至整个有限元单元中，利用混凝土本构模型矩阵的调整来替代单元形式的变化，其有限元计算能耗相对不高，程序中更易于实现，但是其缺点在于无法提供实际的裂纹扩展、分布图形以及局部的应力情况。
离散式裂缝模型与前者相反，当单元应力超过开裂应力时，需要通过调整单元节点或重新划分网格调整单元的形式，从而实现对裂缝的追踪。在实际计算中，对于存在有大量裂纹的混凝土结构进行计算模拟，特别是动态跟踪裂纹的扩展过程，通过调整单元的形式来逐一追踪裂纹需要耗费大量的计算效能，几乎是不可能完成的。
2.3拼装顺序
结合工程施工特点，选择错缝拼装工艺，优先从底部开始，遵循对称原则依次拼装。此过程中，封顶块是最后的拼装构件。（1）环、纵向螺栓连接。通过可靠的管片连接件，有助于提升管片拼装质量，因此选择合适的连接件尤为关键。为确保施工质量，需通过抽查的方式检验质量情况，提升连接件的稳定性，对其采取锌基铬酸盐防腐处理。做好管片拼装前的检查工作，要求螺栓对位满足精度要求，所有连接螺栓保持紧固状态。实际拼装作业时，每结束一块管片安装后均要安排人员初拧螺栓，经拼装后再紧固处理。（2）环面超前量的控制。工程中，需加强对管片环面超前量的检验，若该值超出合理范围，可利用转弯环调节，以隧道轴线为基准，经处理后要求环面与之呈垂直的空间关系。（3）施工要求：①做好管片拼装前的准备工作，若盾尾拼装区域残留杂物，该部分需得到有效处理，检查各施工材料，如管片型号等不满足要求时禁止投入使用，若出现受损现象则要对其采取修复措施；②拼装作业时做好对既有结构的保护，避免管片和密封条破损；若因种种原因造成管片损伤，要采取更换措施；③螺栓是提升管片连接稳定性的关键，其必须达到拧紧的状态，每结束一环拼装作业后，施工人员均要及时拧紧，本工程中使用到纵、环向螺栓，二者均要维持紧固状态。成环管片推出盾尾时，应安排专员再次复紧螺栓。经持续施工作业并贯通隧道后，还需再次复紧螺栓。
2.4盾构隧道施工阶段
盾构隧道衬砌是一个由若干管片环、连接螺栓和环间填充材料组合而成的拼装结构，对于盾构隧道施工阶段，管片受到拼装形式、接头数量、接头刚度、注浆压力、千斤顶推力以及隧道纵向差异沉降等众多施工因素的综合影响而表现出异常复杂的力学性能，对于如何合理有效地评价盾构隧道施工阶段对管片力学性能的影响仍然是管片设计和施工中所需要面临的难题之一，对于正常使用阶段的管片，由于外部荷载明确单一，其受力特性一般可以简化为平面应变状态进行分析研究，而对于施工阶段，由于盾构施工的时间性、边界约束条件的不均匀性、隧道纵向荷载差异性以及多向施工荷载的交叉影响，导致施工阶段管片受力成为一个完全的三维问题，以往对于盾构隧道施工阶段的研究主要集中在周围土体变形沉降、开挖对周围环境的影响评价等方面，针对施工阶段管片力学性能的研究则相对较少，然而大量现场施工经验表明，管片在施工阶段破坏的几率要远远高于正常使用阶段，在盾构隧道施工过程中，管片往往会出现各种各样的破坏形式，经过大量的施工现场调查统计，盾构管片在施工阶段的破坏形式主要有边角破裂、局部崩裂、螺栓孔局部压碎以及管片环间错动等。
结语
（1）以盾构隧道曲线半径为基本参考，最小值为300m时，可将管片楔形量设定为40mm。（2）管片连接作业时选择弯螺栓方式，并设置平面拼缝，为提升拼缝处的紧密性，于该处设置弹性密封垫；环缝预留榫眼，以满足定位榫的安装需求。（3）根据管片自重，应对管片拼装机采取工艺优化措施，适配真空吸盘。
参考文献
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