一條外徑接近9米的成型盾構(gòu)隧道里，管片上沒(méi)有一個(gè)手孔、一顆螺栓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，環(huán)環(huán)管片拼接整齊一致、錯(cuò)臺(tái)全無(wú)，隧道立面弧度圓潤(rùn)、線條精美，經(jīng)檢測(cè)無(wú)一處滲漏。業(yè)內(nèi)人士爭(zhēng)相好奇，頻頻親臨現(xiàn)場(chǎng)觀摩，一探究竟……

成型隧道無(wú)錯(cuò)臺(tái)、不滲不漏（劉福昌 攝）

在由南京市水務(wù)集團(tuán)投資建設(shè)、南京市水務(wù)局行業(yè)監(jiān)管、南京市公建中心代建、中鐵十四局施工的南京市江心洲污水收集系統(tǒng)二通道建設(shè)工程（穿越夾江段）中，一項(xiàng)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的全新盾構(gòu)施工技術(shù)--“新型承插式管片＋雙液同步注漿＋雙道止水密封墊”成套技術(shù)，成功應(yīng)用于水下隧道施工，為盾構(gòu)掘進(jìn)智能化拼裝提供有力的技術(shù)支撐。

江心洲污水收集系統(tǒng)一通道運(yùn)行時(shí)間已達(dá)20多年，以前的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)已無(wú)法滿足現(xiàn)在城市污水處理的要求。2021年，污水收集系統(tǒng)二通道開(kāi)建，建成后可將南京主城內(nèi)每天約40萬(wàn)立方米的污水直接輸送至江心洲污水處理廠處理。

“未來(lái)大體量、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)需要，對(duì)新建隧道的成型質(zhì)量、后期維養(yǎng)等都提出更高要求?！表?xiàng)目總工程師單曉波介紹，為了打造“升級(jí)版”的污水二通道，中鐵十四局聯(lián)合鐵四院等設(shè)計(jì)、參建等各單位多方考察、調(diào)研取經(jīng)，攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為新型承插式管片成功應(yīng)用于9米級(jí)水下盾構(gòu)隧道反復(fù)摸索。

目前國(guó)內(nèi)盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)基本上采用鋼筋混凝土管片配合螺栓構(gòu)成，由不同類(lèi)型的螺栓將管片拼裝連接，管片接縫間設(shè)置彈性密封墊防水。有研究發(fā)現(xiàn)，在施工過(guò)程中，可能出現(xiàn)因混凝土管片承載力削弱導(dǎo)致管片局部開(kāi)裂、管片間錯(cuò)臺(tái)量較大導(dǎo)致接縫滲漏水及管片螺栓手孔處滲漏水等問(wèn)題，影響隧道運(yùn)維，甚至降低隧道使用壽命。

管片拼裝前進(jìn)行連接件安裝（劉福昌 攝）

新型承插式管片采用的是新型接頭管片結(jié)構(gòu)，即管片縱向接縫采用插銷(xiāo)式連接件，環(huán)向接縫采用插入式連接件。雖然只是管片設(shè)計(jì)做了“去掉螺栓”這一道減法，但這一細(xì)微結(jié)構(gòu)的改變，卻給整個(gè)盾構(gòu)隧道施工帶來(lái)一系列“蝴蝶效應(yīng)”。

“在水下盾構(gòu)隧道采用新型承插式管片，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒，對(duì)管片預(yù)制及拼裝精度、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整及盾構(gòu)設(shè)備適應(yīng)性等都要求極高。”單曉波說(shuō)，每一步都需要“摸著石頭過(guò)河”。

打破常規(guī)，知易行難。中鐵十四局多年來(lái)在由螺栓式管片結(jié)構(gòu)拼裝成型的大直徑及水下盾構(gòu)隧道施工領(lǐng)域已有成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)，這次把既有經(jīng)驗(yàn)“推倒重來(lái)”，無(wú)疑是“脫胎換骨”。為此，團(tuán)隊(duì)不斷研究更多新技術(shù)與新型承插式管片的結(jié)合應(yīng)用。

多年來(lái)，中鐵十四局在提升成型隧道安全質(zhì)量方面不斷加強(qiáng)技術(shù)革新，聯(lián)合西南交通大學(xué)、鐵建重工等經(jīng)過(guò)3年的探索和實(shí)踐，2021年在北京東六環(huán)改造工程成功創(chuàng)新研發(fā)超大直徑泥水盾構(gòu)同步雙液注漿關(guān)鍵技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)技術(shù)空白。施工實(shí)踐中，在控制管片上浮、錯(cuò)臺(tái)，防止管片開(kāi)裂、漏水等方面都收獲良好效果。目前也在江陰靖江長(zhǎng)江隧道等項(xiàng)目的推廣應(yīng)用中取得顯著成效。

管片下井前粘貼管片防水材料（劉福昌 攝）

這一技術(shù)成果的應(yīng)用實(shí)踐為江心洲污水收集系統(tǒng)二通道隧道建設(shè)帶來(lái)“強(qiáng)助攻”。施工過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)不僅在管片壁后采用新型同步注雙液漿工藝，還在管片襯砌接縫采用雙道防水密封墊措施。兩道防水體系加雙液同步注漿為隧道防滲漏提供雙重保障。

而新型管片拼裝高精度的要求，對(duì)盾構(gòu)設(shè)備的適配性、拼裝的精準(zhǔn)性都帶來(lái)考驗(yàn)。

盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)正在操作室里操控盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)（劉福昌 攝）

在盾構(gòu)機(jī)選型初期，團(tuán)隊(duì)結(jié)合此前在南京長(zhǎng)江五橋夾江隧道穿越同類(lèi)型粉質(zhì)黏土和粉砂地層的施工經(jīng)驗(yàn)，綜合后期需圍繞新型管片高精度拼裝及雙液同步注漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出了最優(yōu)的盾構(gòu)機(jī)選型方案--直控式泥水平衡式盾構(gòu)機(jī)，這在國(guó)內(nèi)同等直徑盾構(gòu)施工中也屬于首次應(yīng)用。尤其針對(duì)新型管片高精度拼裝要求，團(tuán)隊(duì)還對(duì)盾構(gòu)機(jī)拼裝機(jī)吸盤(pán)也進(jìn)行了密封設(shè)計(jì)改造，提高了拼裝機(jī)的抓舉能力及管片拼裝能力，使拼裝精度達(dá)到了1毫米。

“如果說(shuō)預(yù)制管片拼裝如同搭積木，這次我們拿到的新版本卻完全沒(méi)有拼裝說(shuō)明書(shū)，全靠重新摸索。”項(xiàng)目盾構(gòu)經(jīng)理姚印彬說(shuō)，從開(kāi)始28天拼裝8環(huán)到如今平均45分鐘以?xún)?nèi)拼裝1環(huán)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷地摸索才總結(jié)出一套成熟的拼裝技巧。

如今，長(zhǎng)693米的盾構(gòu)隧道中，464環(huán)、3712塊管片拼接有序，內(nèi)實(shí)外美，成功實(shí)現(xiàn)了成型隧道不滲不漏，管片上浮量控制在5毫米以?xún)?nèi)，管片錯(cuò)臺(tái)控制在2毫米以?xún)?nèi)。相比傳統(tǒng)的螺栓式管片，新型管片拼裝節(jié)省一半人工，直接定位、插入，不再進(jìn)行手孔封堵和嵌縫等工序，不僅提升了拼裝手高精度拼裝技藝，也將推動(dòng)盾構(gòu)掘進(jìn)智能化拼裝水平提升。

管片拼裝定位（劉福昌 攝）

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人武文清介紹，盾構(gòu)隧道承插式管片施工成套技術(shù)，豐富了盾構(gòu)領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)研究，未來(lái)將建立起相關(guān)的技術(shù)體系、控制方法與標(biāo)準(zhǔn)等，為我國(guó)大直徑及水下盾構(gòu)隧道工程建設(shè)補(bǔ)充新的解決方案和理論支撐，其應(yīng)用前景廣闊，在行業(yè)內(nèi)或?qū)⑶藙?dòng)新一輪技術(shù)革命。

【編輯：釗倫】