一條外徑接近9米的成型盾構(gòu)隧道里，管片上沒有一個手孔、一顆螺栓，遠遠望去，環(huán)環(huán)管片拼接整齊一致、錯臺全無，隧道立面弧度圓潤、線條精美，經(jīng)檢測無一處滲漏。業(yè)內(nèi)人士爭相好奇，頻頻親臨現(xiàn)場觀摩，一探究竟……

成型隧道無錯臺、不滲不漏（劉福昌 攝）

在由南京市水務集團投資建設、南京市水務局行業(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)二通道建設工程（穿越夾江段）中，一項國內(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)，成功應用于水下隧道施工，為盾構(gòu)掘進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)一通道運行時間已達20多年，以前的建設標準已無法滿足現(xiàn)在城市污水處理的要求。2021年，污水收集系統(tǒng)二通道開建，建成后可將南京主城內(nèi)每天約40萬立方米的污水直接輸送至江心洲污水處理廠處理。

“未來大體量、長時間的運營需要，對新建隧道的成型質(zhì)量、后期維養(yǎng)等都提出更高要求?！表椖靠偣こ處焼螘圆ń榻B，為了打造“升級版”的污水二通道，中鐵十四局聯(lián)合鐵四院等設計、參建等各單位多方考察、調(diào)研取經(jīng)，攻克多項關(guān)鍵技術(shù)，為新型承插式管片成功應用于9米級水下盾構(gòu)隧道反復摸索。

目前國內(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，由不同類型的螺栓將管片拼裝連接，管片接縫間設置彈性密封墊防水。有研究發(fā)現(xiàn)，在施工過程中，可能出現(xiàn)因混凝土管片承載力削弱導致管片局部開裂、管片間錯臺量較大導致接縫滲漏水及管片螺栓手孔處滲漏水等問題，影響隧道運維，甚至降低隧道使用壽命。

管片拼裝前進行連接件安裝（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式連接件，環(huán)向接縫采用插入式連接件。雖然只是管片設計做了“去掉螺栓”這一道減法，但這一細微結(jié)構(gòu)的改變，卻給整個盾構(gòu)隧道施工帶來一系列“蝴蝶效應”。

“在水下盾構(gòu)隧道采用新型承插式管片，國內(nèi)尚沒有成熟經(jīng)驗可借鑒，對管片預制及拼裝精度、盾構(gòu)機掘進姿態(tài)調(diào)整及盾構(gòu)設備適應性等都要求極高?！眴螘圆ㄕf，每一步都需要“摸著石頭過河”。

打破常規(guī)，知易行難。中鐵十四局多年來在由螺栓式管片結(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)驗和技術(shù)團隊，這次把既有經(jīng)驗“推倒重來”，無疑是“脫胎換骨”。為此，團隊不斷研究更多新技術(shù)與新型承插式管片的結(jié)合應用。

多年來，中鐵十四局在提升成型隧道安全質(zhì)量方面不斷加強技術(shù)革新，聯(lián)合西南交通大學、鐵建重工等經(jīng)過3年的探索和實踐，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)，填補了我國技術(shù)空白。施工實踐中，在控制管片上浮、錯臺，防止管片開裂、漏水等方面都收獲良好效果。目前也在江陰靖江長江隧道等項目的推廣應用中取得顯著成效。

管片下井前粘貼管片防水材料（劉福昌 攝）

這一技術(shù)成果的應用實踐為江心洲污水收集系統(tǒng)二通道隧道建設帶來“強助攻”。施工過程中，團隊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，對盾構(gòu)設備的適配性、拼裝的精準性都帶來考驗。

盾構(gòu)機長正在操作室里操控盾構(gòu)機掘進（劉福昌 攝）

在盾構(gòu)機選型初期，團隊結(jié)合此前在南京長江五橋夾江隧道穿越同類型粉質(zhì)黏土和粉砂地層的施工經(jīng)驗，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)的應用進行分析，提出了最優(yōu)的盾構(gòu)機選型方案--直控式泥水平衡式盾構(gòu)機，這在國內(nèi)同等直徑盾構(gòu)施工中也屬于首次應用。尤其針對新型管片高精度拼裝要求，團隊還對盾構(gòu)機拼裝機吸盤也進行了密封設計改造，提高了拼裝機的抓舉能力及管片拼裝能力，使拼裝精度達到了1毫米。

“如果說預制管片拼裝如同搭積木，這次我們拿到的新版本卻完全沒有拼裝說明書，全靠重新摸索。”項目盾構(gòu)經(jīng)理姚印彬說，從開始28天拼裝8環(huán)到如今平均45分鐘以內(nèi)拼裝1環(huán)，團隊通過不斷地摸索才總結(jié)出一套成熟的拼裝技巧。

如今，長693米的盾構(gòu)隧道中，464環(huán)、3712塊管片拼接有序，內(nèi)實外美，成功實現(xiàn)了成型隧道不滲不漏，管片上浮量控制在5毫米以內(nèi)，管片錯臺控制在2毫米以內(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，也將推動盾構(gòu)掘進智能化拼裝水平提升。

管片拼裝定位（劉福昌 攝）

項目負責人武文清介紹，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)域的基礎科學研究，未來將建立起相關(guān)的技術(shù)體系、控制方法與標準等，為我國大直徑及水下盾構(gòu)隧道工程建設補充新的解決方案和理論支撐，其應用前景廣闊，在行業(yè)內(nèi)或?qū)⑶藙有乱惠喖夹g(shù)革命。

【編輯：釗倫】