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盾构机在特殊地段的管片拼装技术盾构机在特殊地段施工时，管片拼装技术是确保隧道结构安全性和稳定性的重要环节。特殊地段通常包括地质条件复杂（如软弱地层、富水地层、破碎带等）、地面环境敏感（如穿越建筑物、桥梁、河流等）或空间受限区域（如小半径曲线段、大坡度段等）。针对这些情况，管片拼装技术需要采取相应的措施以适应复杂的施工环境。
1.小半径曲线段：在小半径曲线段，管片拼装需调整姿态以匹配隧道轴线的变化。通过使用楔形管片或调整管片环向错缝，实现隧道的平滑转向。同时，严格控制盾构机的姿态和推进参数，避免因偏移导致管片受力不均或破损。
2.富水地层：在富水地层中，拼装过程中需加强防水措施，例如优化管片接缝密封条的设计，采用双道密封或遇水膨胀材料，增强防水性能。此外，及时注入同步注浆材料，填充管片与周围岩土之间的空隙，减少地下水渗漏风险。
3.上软下硬地层：在上软下硬地层中，由于地层不均匀性db33／t 2515-2022标准下载，盾构机易出现姿态偏差。此时，需根据监测数据动态调整管片拼装顺序和位置，确保隧道线形符合设计要求，并防止管片产生过大的应力集中。
4.穿越敏感区域：穿越建筑物、铁路或其他重要设施时，应严格控制地表沉降。拼装过程中需精确调整盾尾间隙，避免管片与盾尾发生摩擦，同时结合注浆技术快速稳定地层，减小对周边环境的影响。
总之，在特殊地段施工时，管片拼装技术需结合地质条件、工程环境和盾构机特性进行综合考虑，通过精细化管理和技术创新，确保隧道质量和施工安全。
深圳前湾燃机电厂过海管廊工程位于珠江口伶行 洋海域上，两岸陆域相距约1.3km。过海管廊从建设 中的交通码头用地范围内穿越，经大铲东水道海底，在 大铲岛岸边登陆。整个过海管廊长1449.538m，分为 盾构法和矿山法施工，其中1088m管廊采用目前国内 最先进的复合式泥水平衡盾构机进行施工，衬砌采用 6块钢筋混凝土预制管片拼装而成，隧道成型后内径 为2440mm，外径2940mm；另外370m管廊采用矿山 法施工。盾构机从始发井开始掘进，推进1088m到达 矿山法施工段，然后通过矿山法施工段后进人接收井 完成整个管廊施工。
图1隧道纵面示意图 Fig.1Longitudinalprofile of tunnel
地质软硬不均且变化频繁，管廊处在海底下
由于隧道断面岩性分布不均，并且常常出现上软 下硬、左右不均等地层。根据深圳地铁类似地层盾构 施工经验与教训，如果掘进参数选取不当，可能会造成
盾树机在特殊地段的管片拼装技术
盾构损坏，如主轴承密封破坏导致主轴承受损，刀盘月 损严重致使掘进受阻。推进油缸的推力和转向油缸的 伸出选取不当可能造成盾构机偏离轴线，进而在纠偏 过程中造成管片的破损和开裂，并可能伴生较大的地 面沉降。因此，盾构施工难度很大。
2.3盾构穿越预留排桩，保护排桩要求高，且有一定
盾构始发井布置在电厂陆域交通物资码头西南 角，海底管廊必须从码头预留的11m跨钢管排桩（见 图2)下穿过，必须控制管桩的位移，确保管桩的承载 能力不受影响，具有一定的技术难度，其施工难度 很大。
以上工程的主要难点决定了管片拼装存在一定的 困难。管片拼装质量成了影响整个隧道工程质量的关 键因素，是工程成败的关键。
采用万能转向管片，管片宽度最长尺寸为1005 mm，最短尺寸为995mm。拼装采用错缝拼装和接缝 拼装两种。管片独立环的拼装始终按照ABBACC的 顺序进行。管片拼装点位是指管片拼装时A管片插 人块所在的位置。隧道管片有6个点位，即2点、4 点、6点、8点、10点、12点（其中2、6、10点管片拼装在 侧面封顶；4、8、12点管片拼装在顶部封顶），见图3。 管片点位选择的主要依据是盾尾间隙。盾构机盾尾标 准间隙为65mmo 在拼装好上一环管片后，必须对管片的上、下、左、 右四个位置的盾尾间隙进行测量，然后将测量数据输 人电脑，运用程序进行计算，电脑将下一环管片的拼装 点位显示在屏幕上。如果盾尾间隙过小，则盾构机在 掘进过程中盾尾将会和管片发生干扰，轻则增加盾构 机掘进的阻力，降低掘进速度，重则盾尾将管片损坏，
图2码头排桩示意图（单位：m） Fig.2Sketch of rowed piles at the wharf(unit:m）
造成地表沉降和隧道渗漏水。
图3管片拼装点位图 Sketch of positions of different segments in different rings
在深圳前湾燃机电厂过海管廊工程施工过程中， 主要出现了两个特殊地段：盾构机穿越预留排桩地段 和盾构机过矿山段。
管片拼装情况主要有三种： （1）正常拼装：通过对前一组拼装好的管片测量 确定是否有偏差方向，如无偏差则属正常拼装，根据管 片结构尺寸和正负抵消的原则，此时环管片拼装要环 向旋转180°达到正负抵消。 (2)纠偏拼装：管片是在盾构的盾尾内拼装成环 的，故管片成环位置受到盾构机推进后盾构位置的限 制。通过对前已拼装好管片的测量，确定偏差方向及 偏差值。再根据偏差方向及偏差值的大小选用拼装好 的管片各块在不同位置所调整尺寸不一致的特点来逐 步纠偏，每环管片最大纠偏量为5mm，最小纠偏量为 2.5mm。 (3）曲线段拼装：转弯环在实际拼装过程中，可以 根据不同的拼装点位来控制不同方向的偏移量，通过 管片不同点位的拼装，可以控制盾构隧道的曲线走向， 从而实现隧道的调向。当隧道需要调向时，管片与上 一环相临管片（沿盾构机前进方向）采用短短相连、长 长相连的方法，这样不断向前延伸，则隧道就能按照预 计方向进行调向，并符合设计曲率半径。同时，要保证 隧道曲轴线的精度，需要控制好成环精度，要求第一块 管片定位要正，使封顶块的左右两腰管片宽度的最大 差值在水平中心断面线的位置上。
4.2盾构机穿越预留排桩地段的管片拼
盾构机在始发过程中因洞门密封的约束未能及时 地调整好盾构机的姿态，使得盾构机完成始发后中心 线严重地向左偏离隧道设计中心线，若不能及时地纠 正盾构机的姿态db42-t830-2012湖北省基坑管井降水工程技术规范，使其向右偏转，会有盾构机撞到排桩 的危险。同时隧道设计中心线为曲线。 于是管片拼装配合盾构机司机调整盾构机姿态 同时采用管片纠偏拼装和曲线段拼装两种拼装技术。 因为盾构机中心线严重地向左偏离隧道设计中心 线，左侧盾尾间隙远小于标准间隙，最小为35mm；而 右侧盾尾间隙远大于标准间隙，最大为95mm。因此 必须使盾构机姿态有向右偏转的趋势。于是在实际的 管片拼装过程中按照U06、U04、U08三种点位进行间 隔拼装。由管片拼装点位图可知管片会一直在向右偏 转。通过四十二环管片的拼装，使得盾构机中心线基 本与隧道设计中心线重合，在误差允许范围内。
4.3盾构机过矿山段的管片拼装
设隧道直径略大于盾构机外径，盾构机过矿
山段时的姿态取决于矿山段现成隧道。盾构机推进过 程中刀盘处于静止状态，为避免刀盘抵触矿山段现成 隧道的欠挖部分，必须在推进过程中尽可能使盾构机 处于矿山段隧道中心，且刀盘前面无掌子面，盾构机在 推进过程中仅克服轴向的拖车与管片之间的磨擦力， 没有过大的阻力，故盾构机会存在轻微摆动，因此盾构 机的方向控制受到矿山段现成隧道方向的影响。同时 管片外侧空隙大，其空隙无法及时填充饱满，在推进过 程中管片单独受力。而且隧道呈上坡趋势，坡度为 30%0 由于上述原因导致管片拼装存在困难。因此管片 拼装采用管片正常拼装和纠偏拼装两种拼装技术，确 保管片拼装质量。其中值得注意的是：拧紧管片连接 螺栓要使用套筒扳手、电动扳手、扭力扳手等，将其紧 到所规定扭矩，防止管片变形下沉。
管片拼装后直接形成隧道，所以拼装质量的好坏 直接反映出整条隧道的质量及外观，也就奠定了整个 工程的质量等级。质量控制的标准如下： ①成环环面控制：环面不平整度应小于3mm； ②相邻环高差控制：相邻环管片高差应控制在4 mm以内。 管片拼装允许误差见表1。
表1 管片拼装允许误差 Fig.1 Allowable deviationsoferected segment n
盾构机于2005年6月5日成功始发。在盾构机 穿越陆屿码头的过程中，盾构机外径和桩基之间的距 离仅为1.4m，盾构的姿态和方向控制十分困难。针 对地层桩基分布密集的实际，为最大限度的减少盾构 机掘进对桩基的扰动，确保陆屿码头的安全，制定了周 密的穿越方案，通过调整盾构机姿态、掘进参数和管片 拼装点位，加快掘进和管片拼装速度碧痕镇水库大坝除险加固施工组织设计，确保了桩基不位 移、码头不下沉，进而成功穿越了陆屿码头。8月份， 创造了月掘进586m、最高日掘进28m的优异成绩，打 破了在“长江第一隧道”中石油忠武输气城陵矶 长江穿越隧道施工中创下的月掘进369m、日掘进22 m两项全国泥水盾构施工记录。11月6日盾构机成 功穿越矿山段隧道，完成整条隧道的管片拼装工作。