一种盾构隧道管片的模拟拼装方法与流程

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种盾构隧道管片的模拟拼装方法。

背景技术：

盾构隧道最终是由管片拼装而成的，管片拼装一般采用通缝拼装和错缝拼装两种形式；但在通常的隧道衬砌施工中，错缝拼装的形式比较单一，且管片的旋转角度相对固定，对隧道设计轴线的拟合精度有限，管片的拼装过程繁杂，施工效率低，管片环的整体性较差。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中拼装过程繁杂、施工效率低的缺点，提供了一种拼装过程简单、施工效率高的盾构隧道管片的模拟拼装方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种盾构隧道管片的模拟拼装方法，包括以上所述的盾构隧道管片，包括以下第一环管片中的第四管片、第五管片、第六管片的拼装步骤：

步骤A1，在第一管片、第二管片、第三管片注浆管外侧的50mm厚的混泥土用取芯机钻取吊装孔，并在施工场地上用木头划出轴线投影及第一环管片的端部基准线，在首环端部基准线上的预埋钢板上固定安装2块三角定位钢板；

步骤A2，将管片拼装头旋入第五管片的注浆管内，通过吊车吊起第五管片，将第五管片的下端靠在三角定位钢板上，使第五管片的中心线投影与场地中心线重合，定位准确后将钢垫块塞入到第五管片外弧面下端两侧位置，并将钢垫块与预埋钢板焊接；

步骤A3，吊起第十一管片，将第十一管片的两端与第五管片水平对齐，定位准确后在第十一管片外弧面下端临近中部两侧放置钢垫块，紧固后将钢垫块与预埋钢板焊接；

步骤A4，在第五管片的两端部使用定位千斤顶固定住侧面定位挡块，吊车通过吊装头分别与第四管片的中部和第四管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第四管片，使第四管片的下端面第五管片一端端面的倾斜角度相同，移动第四管片使第四管片的内弧面与侧面与定位挡块的上内壁贴合、第四管片的外弧面与侧面定位挡块下内壁贴合、第四管片的下端面与第五管片一端的端面贴合，第四管片与第五管片通过弯螺栓连接；

步骤A5，吊车通过吊装头分别与第六管片的中部和第六管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第六管片，使第六管片的下端面第五管片另一端端面的倾斜角度相同，移动第六管片使第六管片内弧面与侧面与定位挡块的上内壁贴合，第六管片的外弧面与侧面定位挡块下内壁贴合、第六管片的下端面与第五管片另一端的端面贴合，第六管片与第五管片通过弯螺栓连接；

步骤A6，通过手拉葫芦与第四管片和第六管片的吊装头连接，收紧手拉葫芦，设定第四管片上端面内侧为A点，设定第六管片上端面内侧为B点，测量A点和B点之间的距离，若A点和B点之间的距离大于5394mm，则拉紧手拉葫芦；若A点和B点之间的距离小于5394mm，则放松手拉葫芦，直至A点和B点之间的距离为5394mm，再将三角支架分别抵在第四管片和第六管片外弧面上，在吊装头两侧三角支架与预埋钢板焊接固定。

作为优选，还包括以下第二环管片中第十管片、第十一管片、第十二管片的拼装步骤：

步骤B1，先用吊装头将内侧定位挡块压紧在第十一管片一侧的内弧面上，作为第十管片内弧面的靠山，吊车通过吊装头分别与第十管片的中部和第十管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第十管片，使第十管片的下端面第十一管片一端端面的倾斜角度相同，移动第十管片使第十管片的凹侧面靠在第五管片的凸侧面上，将第十管片的内弧面靠在内侧定位挡块上，第十管片的下端面与第十一管片一端的端面贴合，贴紧后，穿入弯螺栓并拧紧；

步骤B2，松开第十一管片上的吊装头，将内侧定位挡块压紧在第十一管片另一侧的内弧面上，作为第十二管片内弧面的靠山，吊车通过吊装头分别与第十二管片的中部和第十二管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第十二管片，使第十二管片的下端面第十一管片另一端端面的倾斜角度相同，移动第十二管片使第十二管片的凹侧面靠在第五管片的凸侧面上，将第十二管片的内弧面靠在内侧定位挡块上，第十二管片的下端面与第十一管片另一端的端面贴合，贴紧后，穿入弯螺栓并拧紧；

步骤B3，将手拉葫芦与第十管片和第十二管片的吊装头连接并收紧手拉葫芦，设定第十管片上端面内侧为A点，设定第十二管片上端面内侧为B点，测量A点和B点之间的距离，若A点和B点之间的距离大于5394mm，则拉紧手拉葫芦；若A点和B点之间的距离小于5394mm，则放松手拉葫芦，直至A点和B点之间的距离为5394mm，再将三角支架分别抵在第十管片和第十二管片外弧面上，在吊装头两侧三角支架与预埋钢板焊接固定。

作为优选，还包括以下第一环管片中第一管片、第二管片、第三管片的拼装步骤：

步骤C1，在第四管片端部固定安装侧面定位挡块，在第四管片一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块，作为第三管片的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第三管片的中部和第三管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第三管片，使第三管片的下端面第四管片上端端面的倾斜角度相同，将第三管片移动至第四管片的上方，逐步靠近第四管片，使第三管片的下端面与第四管片的上端面贴合，第三管片的内弧面与内侧定位挡块贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤C2，在第六管片端部固定安装侧面定位挡块，在第六管片另一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块，作为第一管片的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第一管片的中部和第一管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第一管片，使第一管片的下端面第六管片上端端面的倾斜角度相同，将第一管片移动至第六管片的上方，逐步靠近第六管片，使第一管片的下端面与第六管片的上端面贴合，第一管片的内弧面与内侧定位挡块贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤C3，在第一管片的上端端部和第三管片的上端端部分别安装侧面定位挡块，吊起第二管片移动至第一管片和第三管片中间，将第二管片两端端面分别与第一管片的端面和第三管片的端面贴合，将第二管片的外弧面与侧面定位挡块的上内壁贴合，将第二管片的内弧面与侧面定位挡块的下内壁贴合，用弯螺栓将第二管片两端分别与第一管片和第三管片固定连接；

步骤C4，第一管片、第二管片、第三管片通过钢丝绳、张紧支座、花篮螺栓打箍。

作为优选，还包括以下第二环管片中第七管片、第八管片、第九管片的拼装步骤：

步骤D1，在第十管片端部固定安装侧面定位挡块，在第十管片一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块，作为第九管片的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第九管片的中部和第九管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第九管片，使第九管片的下端面第十管片上端端面的倾斜角度相同，将第九管片移动至第十管片的上方，逐步靠近第十管片，使第九管片的下端面与第十管片的上端面贴合，第九管片的内弧面与内侧定位挡块贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤D2，在第十二管片端部固定安装侧面定位挡块，在第十二管片另一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块，作为第七管片的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第七管片的中部和第七管片的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第七管片，使第七管片的下端面第十二管片上端端面的倾斜角度相同，将第七管片移动至第十二管片的上方，逐步靠近第十二管片，使第七管片的下端面与第十二管片的上端面贴合，第七管片的内弧面与内侧定位挡块贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤D3，在第七管片的上端端部和第九管片的上端端部分别安装侧面定位挡块，吊起第八管片移动至第七管片和第九管片中间，将第八管片两端端面分别与第七管片的端面和第九管片的端面贴合，将第八管片的外弧面与侧面定位挡块的上内壁贴合，将第八管片的内弧面与侧面定位挡块的下内壁贴合，用弯螺栓将第八管片两端分别与第七管片和第九管片固定连接。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：简化了隧道管片的拼装方法，提高了施工的效率，降低工作人员的劳动强度，并保证了轴线拟合的精度,；环管片由六片隧道管片组成，方便管片的维修和更换，并保证了环管片的整体性。

附图说明

图1是本发明的正视结构图。

图2是本发明的侧视结构图。

图3是本发明的第一环管片安装正视结构图。

图4是图3中M部的局部放大图。

图5是本发明的第一环管片安装侧视结构图。

图6是本发明第二环的安装正视结构图。

图7是管片的侧视结构图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—第一环管片、2—第二环管片、3—第一管片、4—第二管片、5—第三管片、6—第四管片、7—第五管片、8—第六管片、9—夹头、10—花篮螺栓、11—张紧支座、12—弯螺栓、13—三角定位钢板、14—钢垫块、15—预埋钢板、16—定位千斤顶、17—侧面定位挡块、18—三角支架、19—内侧定位挡块、21—第七管片、22—第八管片、23—第久管片、24—第十管片、25—第十一管片、26—第十二管片、27—凹槽、28—凸台。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

盾构隧道管片，包括第一环管片1和至少一个第二环管片2，第一环管片1包括依次顺时针连接的第一管片3、第二管片4、第三管片5、第四管片6、第五管片7、第六管片8，第二环管片2包括第七管片21、第八管片22、第九管片23、第十管片24、第十一管片25、第十二管片26，第一管片3与第三管片5的一端均设有夹头9，第七管片21和第九管片23的一端也均设有夹头9，第二管片4和第八管片22的上方均设有两端分别与夹头9连接的花篮螺栓10。

花篮螺栓10与夹头9连接处的下方设有两个张紧支座11，张紧支座11分别与花篮螺栓10的端部和夹头9的端部连接。

第二环管片2的数量为6个，第一管片3、第二管片4、第三管片5、第四管片6、第五管片7、第六管片8和第七管片21、第八管片22、第九管片23、第十管片24、第十一管片25、第十二管片26之间均通过弯螺栓12连接。第一管片3、第二管片4、第三管片5、第四管片6、第五管片7、第六管片8、第七管片21、第八管片22、第九管片23、第十管片24、第十一管片25、第十二管片26的两侧均分别设有凹侧面和与凹侧面配合的凸侧面，凹侧面上设有凹槽27、凸侧面上设有与凹槽27配合的凸台28，方便管片的安装定位，同时提高相邻环管片之间的连接强度和密封性。

一种盾构隧道管片的模拟拼装方法，包括以上所述的盾构隧道管片，包括以下第一环管片1中的第四管片6、第五管片7、第六管片8的拼装步骤：

步骤A1，在第一管片3、第二管片4、第三管片5注浆管外侧的50mm厚的混泥土用取芯机钻取吊装孔，并在施工场地上用木头划出轴线投影及第一环管片1的端部基准线，在首环端部基准线上的预埋钢板上固定安装2块三角定位钢板13，方便管片的定位安装，提高管片安装位置的稳定性；

步骤A2，将管片拼装头旋入第五管片7的注浆管内，通过吊车吊起第五管片7，将第五管片7的下端靠在三角定位钢板13上，使第五管片7的中心线投影与场地中心线重合，定位准确后将钢垫块14塞入到第五管片7外弧面下端两侧位置，并将钢垫块14与预埋钢板15焊接，提高第五管片7的稳定性，方便管片的后续安装，提高工作效率；

步骤A3，吊起第十一管片25，将第十一管片25的两端与第五管片7水平对齐，定位准确后在第十一管片25外弧面下端临近中部两侧放置钢垫块14，紧固后将钢垫块14与预埋钢板15焊接，将第十一管片25和第五管片7水平安装，提高第十一管片25和第五管片7的安装的强度。

步骤A4，在第五管片7的两端部使用定位千斤顶16固定住侧面定位挡块17，吊车通过吊装头分别与第四管片6的中部和第四管片6的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第四管片6，使第四管片6的下端面第五管片7一端端面的倾斜角度相同，移动第四管片6使第四管片6的内弧面与侧面与定位挡块17的上内壁贴合、第四管片6的外弧面与侧面定位挡块17下内壁贴合、第四管片6的下端面与第五管片7一端的端面贴合，第四管片6与第五管片7通过弯螺栓12连接；通过调整绳索的长度将第四管片6在起吊时就控制好第四管片6的角度，方便第四管片6直接与第五管片7配合安装，降低了工作人员的劳动强度，避免了第四管片6吊在空中调整第四管片6的角度，提高管片安装的工作效率；

步骤A5，吊车通过吊装头分别与第六管片8的中部和第六管片8的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第六管片8，使第六管片8的下端面第五管片7另一端端面的倾斜角度相同，移动第六管片8使第六管片8内弧面与侧面与定位挡块17的上内壁贴合，第六管片8的外弧面与侧面定位挡块17下内壁贴合、第六管片8的下端面与第五管片7另一端的端面贴合，第六管片8与第五管片7通过弯螺栓12连接；

步骤A6，通过手拉葫芦与第四管片6和第六管片8的吊装头连接，收紧手拉葫芦，设定第四管片6上端面内侧为A点，设定第六管片8上端面内侧为B点，测量A点和B点之间的距离，若A点和B点之间的距离大于5394mm，则拉紧手拉葫芦；若A点和B点之间的距离小于5394mm，则放松手拉葫芦，直至A点和B点之间的距离为5394mm，再将三角支架分别抵在第四管片6和第六管片8外弧面上，在吊装头两侧三角支架18与预埋钢板焊接固定。

还包括以下第二环管片2中第十管片24、第十一管片25、第十二管片26的拼装步骤：

步骤B1，先用吊装头将内侧定位挡块19压紧在第十一管片25一侧的内弧面上，作为第十管片24内弧面的靠山，方便第十管片24和第十一管片25的配合安装，吊车通过吊装头分别与第十管片24的中部和第十管片24的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第十管片24，使第十管片24的下端面第十一管片25一端端面的倾斜角度相同，移动第十管片24使第十管片24的凹侧面靠在第五管片7的凸侧面上，将第十管片24的内弧面靠在内侧定位挡块19上，第十管片24的下端面与第十一管片25一端的端面贴合，贴紧后，穿入弯螺栓并拧紧；

步骤B2，松开第十一管片25上的吊装头，将内侧定位挡块19压紧在第十一管片25另一侧的内弧面上，作为第十二管片26内弧面的靠山，吊车通过吊装头分别与第十二管片26的中部和第十二管片26的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第十二管片26，使第十二管片26的下端面第十一管片25另一端端面的倾斜角度相同，移动第十二管片26使第十二管片26的凹侧面靠在第五管片7的凸侧面上，将第十二管片26的内弧面靠在内侧定位挡块19上，第十二管片26的下端面与第十一管片25另一端的端面贴合，贴紧后，穿入弯螺栓并拧紧。

步骤B3，将手拉葫芦与第十管片24和第十二管片26的吊装头连接并收紧手拉葫芦，设定第十管片24上端面内侧为A点，设定第十二管片26上端面内侧为B点，测量A点和B点之间的距离，若A点和B点之间的距离大于5394mm，则拉紧手拉葫芦；若A点和B点之间的距离小于5394mm，则放松手拉葫芦，直至A点和B点之间的距离为5394mm，再将三角支架分别抵在第十管片24和第十二管片26外弧面上，在吊装头两侧三角支架18与预埋钢板15焊接固定。第二环管片2中的第三环至第四环中第十管片24、第十一管片25、第十二管片26的安装方法同第二环管片2中的第二环中第十管片24、第十一管片25、第十二管片26的安装方法，安装就位后，搭好脚手架方便第一环管片1和第二环管片2的安装。

还包括以下第一环管片1中第一管片3、第二管片4、第三管片5的拼装步骤：

步骤C1，在第四管片6端部固定安装侧面定位挡块17，在第四管片6一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块19，作为第三管片5的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第三管片5的中部和第三管片5的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第三管片5，使第三管片5的下端面第四管片6上端端面的倾斜角度相同，将第三管片5移动至第四管片6的上方，逐步靠近第四管片6，使第三管片5的下端面与第四管片6的上端面贴合，第三管片5的内弧面与内侧定位挡块19贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤C2，在第六管片8端部固定安装侧面定位挡块17，在第六管片8另一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块19，作为第一管片3的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第一管片3的中部和第一管片3的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第一管片3，使第一管片3的下端面第六管片8上端端面的倾斜角度相同，将第一管片3移动至第六管片8的上方，逐步靠近第六管片8，使第一管片3的下端面与第六管片8的上端面贴合，第一管片3的内弧面与内侧定位挡块19贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤C3，在第一管片3的上端端部和第三管片5的上端端部分别安装侧面定位挡块17，吊起第二管片4移动至第一管片3和第三管片5中间，将第二管片4两端端面分别与第一管片3的端面和第三管片5的端面贴合，将第二管片4的外弧面与侧面定位挡块17的上内壁贴合，将第二管片4的内弧面与侧面定位挡块17的下内壁贴合，用弯螺栓将第二管片4两端分别与第一管片3和第三管片5固定连接；

步骤C4，第一管片3、第二管片4、第三管片5通过钢丝绳、张紧支座11、花篮螺栓10打箍。

还包括以下第二环管片2中第七管片21、第八管片22、第九管片23的拼装步骤：

步骤D1，在第十管片24端部固定安装侧面定位挡块17，在第十管片24一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块19，作为第九管片23的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第九管片23的中部和第九管片23的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第九管片23，使第九管片23的下端面第十管片24上端端面的倾斜角度相同，将第九管片23移动至第十管片24的上方，逐步靠近第十管片24，使第九管片23的下端面与第十管片24的上端面贴合，第九管片23的内弧面与内侧定位挡块19贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤D2，在第十二管片26端部固定安装侧面定位挡块17，在第十二管片26另一侧的内弧面上固定安装内侧定位挡块19，作为第七管片26的内弧面靠山，吊车通过吊装头分别与第七管片26的中部和第七管片26的上端面连接，调节两个吊装头绳索的长度，倾斜吊起第七管片26，使第七管片26的下端面第十二管片26上端端面的倾斜角度相同，将第七管片26移动至第十二管片26的上方，逐步靠近第十二管片26，使第七管片26的下端面与第十二管片26的上端面贴合，第七管片26的内弧面与内侧定位挡块19贴合，再用弯螺栓固定连接；

步骤D3，在第七管片21的上端端部和第九管片23的上端端部分别安装侧面定位挡块17，吊起第八管片22移动至第七管片21和第九管片23中间，将第八管片22两端端面分别与第七管片21的端面和第九管片23的端面贴合，将第八管片22的外弧面与侧面定位挡块17的上内壁贴合，将第八管片22的内弧面与侧面定位挡块17的下内壁贴合，用弯螺栓将第八管片22两端分别与第七管片21和第九管片23固定连接；

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。