預埋槽道連接裝置在盾構預制管片中的運用

林學永 游連章

(1.廈門星普機電設備有限公司 福建廈門 361006; 2.廈門軌道交通集團有限公司 福建廈門 361007)

1 預埋槽道連接裝置特性概述

地下鐵道在我國的發展前景是十分廣闊，預埋技術實現標準化、工廠化以及提高盾構隧道設備安裝效率和減少對管片的損壞創造了有利條件：

(1)預埋滑槽技術施工簡單，管線安裝、更換及運營維護方便，勞動力、施工器具等資源投入少(僅扳手、可移動安裝平臺)。

(2)預埋滑槽技術施工效率高，作業環境良好，且整體效果美觀。

(3)施工質量及對成型隧道的保護明顯優于傳統打孔工藝，能夠取代傳統打孔工藝。預埋滑槽技術在國內、外均有成功案例，該技術具有減少對隧道主體結構破壞、節省安裝時間、減少工序干擾等諸多優點。

(4)生產管片時，預埋槽道無損安裝方式，避免了槽道背面開孔，有利于保證槽道本身表面鍍鋅質量及盾構隧道成形后管片壁后漿液滲漏，確保結構耐久性。

預埋槽道自動安裝方式，在福建廈門管片廠3條流水線及一套定模進行實際應用，該裝置實際使用效果良好，外觀及槽道預埋尺寸均符合技術參數要求。

2 當前預埋槽道安裝概況(表1、圖1)

3 預埋槽道安裝新工藝需求

通過上述的方法進行固定時，效率底、耗材成本高，重要的是會破壞槽道，存在安全隱患，而且質量不穩定(如果不事先防范，等質量隱患發生時，補救困難、成本高)，貼合固定時不能安全有效吻合模具表面。在管片成型后，預埋在管片中的槽道將被水泥覆蓋住，造成漏漿至槽道，后續清理增加巨大工作量，而且易損破壞槽道防腐層，產生生銹等其它問題，漏漿時水泥漿易污染模板面，清除覆蓋槽、模具表面的水泥漿時難度大，費工費時且成本高。

表1 預埋槽道固定安裝方案

針對管片生產實際情況，由于是流水線方式生產，振搗是高頻震動，液壓、電磁閥電控、機械等驅動方式確定不利于實際生產，而氣動方式作為動力源，既經濟又環保，適合管片流水線生產方式。于是，為解決上述問題，開始研發一種安裝效率高、連接零耗材、不破壞槽道、槽道預埋質量高且綠色環保的“盾構管片預埋槽道成套自動夾緊裝置”。在槽道有限空間進行旋轉90°后拉緊，旋轉90°松開，做到在高頻震動下槽道能穩定貼合模具表面，能快速進行安裝維護、保養，在裝置中一旦機構出現問題能夠快速更換、解決。方案實施中，能進行自動旋轉、拉伸，并可運用液壓、氣動、電磁閥電控、機械等方式來驅動所需相關運動。

4 管片的構成、槽道連接裝置的主要原理及功能

4.1 管片的構成及裝置分布

管片一環由標準塊、鄰接塊、封頂塊(3+2+1)組成，共計6片管片。標準塊、連接塊，需要4個夾緊固定點，封頂塊需要2個夾緊固定點，一環管片總計需要22個夾緊固定點，6套獨立的裝置。

圖1 預埋槽道傳統安裝方式

4.2 裝置的主要原理及功能

該裝置主要動力是壓縮空氣，通過氣動開關控制特制氣缸的旋轉，上下運動，實現特制T型螺桿自動夾緊、松開動作。

由于管片生產是流水線作業，氣源隨時都要斷開，通過裝置的特制保壓閥，確保模具在運行中，槽道在氣缸壓力下，確保模具在管片模具中的位置。

砼振搗時，高頻震動下，裝置再次接進氣源，在持續的壓力下槽道能穩定貼合模具表面，保證槽道位置的精度，以確保預埋質量。

該裝置極大提高了管片生產流水線工作效率及槽道的安裝速度和精度，同時避免了管片預埋耗材的使用和浪費，節約人工成本，最終確保了管片成品的質量。

4.3 盾構管片預埋槽道成套自動連接裝置特點

盾構管片預埋槽道成套自動連接裝置特點包括：①一個氣閥開關同時控制多個點位，效率高，夾緊力均勻；②避免耗材、不需要破壞槽道，保障槽道的預埋質量；③在澆筑混凝土，震動前接進氣源，高頻震動中保障槽道在持續夾緊狀態，保證槽道不松動，保持預埋槽道與模具表面貼合；④漏漿時，配件能夠分離，不影響起吊，不破壞配件，萬一起吊損壞零配件，能夠快速、方便地更換零配件。綜上，如圖2～圖3及表2所示。

圖2 預埋槽道安裝夾緊松開圖示

圖3 自動連接裝置，管片生產實際效果圖

表2 成套自動連接裝置與傳統安裝方式對比

由表2對比分析可見：

(1)該槽道自動夾緊、松開裝置機構，各個工序流轉之間，槽道安裝后一直都在持續夾緊狀態，從而保證槽道與模板保持固定距離，管片成型后，槽道與管片有穩定尺寸，漏漿少質量穩定。

(2)從耗材方面每公里最低減少了4～5萬元的耗材成本，在隧道管片槽道的運用中增加了可觀經濟效益。

(3)縮短安裝槽道時間，在實際生產過程節約了大量的人工成本。

(4)切合管片流水線生產方式，提高管片生產效率。

(5)維護成本較低，更換零配件快、周期短的特點。

5 結語

“預埋槽道成套自動連接裝置”經試驗結果綜合比較，具備經濟、環保、節能、高效等特點，克服了目前行業內傳統安裝方式的各種弊端，充分發揮了管片自動生產流水線的功能，特別是保證了管片成品質量和槽道預埋技術指標。預埋槽道成套連接裝置的成功應用，對后期應用盾構管片預埋槽道安裝要求的統一性、標準性、規范性起到了關鍵作用。對進一步提高我國地鐵修建水平、增長工程使用壽命、消除運營安全隱患、降低運營維護成本做出一定的貢獻，從細節化、精細化、提供了技術保障，填補了行業空白，推動產業升級。