從中國古建築的榫卯結構中獲得靈感,採用凹凸結合的連接管道,將管片拼插在一起,構成“環剛縱柔”的隧道框架。資料圖片
記者束涵
近日,上海軌道交通18號線二期江楊南路站至愛輝路站區間“申承一號”盾構機成功始發。隨著盾構機順利推進,正線隧道進入管片拼裝環節,標誌著預埋承插式管片這一新工藝科技的推廣應用,又邁出新的步子。
過往的捷運隧道建設,通常採用螺栓接頭管片。當盾構通過千斤頂施加壓力,將管片固定在隧道洞壁上時,工作人員會及時擰緊螺栓,將管片連接固定成環。等到隧道成型,還需二次檢查,對管片進行複緊操作。
“多年的建設運營實踐表明,通縫拼裝的螺栓接頭管片具備受力明確、經濟性較好等特點。不過,在外界附加荷載作用下,該拼裝科技下的隧道會出現滲漏水等情况,後期需要投入更多運維力量。”申通地鐵建設集團總師室科技副首長李華告訴記者。
如今正在推廣應用的承插式管片,是國內捷運建設史上又一變革性技術應用。這一工藝,省去人工擰螺栓的步驟,從中國古建築的榫卯結構中獲得靈感,採用凹凸結合的連接管道,將管片拼插在一起,構成“環剛縱柔”的隧道框架。
相較於傳統的螺栓拼接,承插式管片在施工精准度上實現質的飛躍。它講究嚴絲合縫,這就意味著在連接頭設計、拼裝操作等環節,都需要做到精准化匹配、標準化操作。
“以往的螺栓拼裝,工人的操作手勢不一樣,容易出現管片成環水准不一致。”李華說,承插式管片將生產標準及流程統一,只需駕駛員操作拼裝機,節省人力,成環精度進一步提升,盡可能减少滲漏水等情况。
受捷運周邊地塊開發等因素影響,一些不明障礙物可能會留在地下,或是隧道上部荷載發生變化,加之捷運運行長期震動的影響,致使隧道變形超過規定的名額,往往需要定期開展相應的“整形”手術。而承插式管片連接件的剛度更高,可提升隧道環形結構的受力效能,極大地減輕後期隧道運維的壓力。
這一新工藝最早在18號線一期入場段試點,隨後又在13號線西延伸、21號線一期、18號線二期等地質條件適配的區間擴大應用。本次江楊南路站至愛輝路站區間,是截至目前預埋承插式管片的應用中距離最長的區間隧道,也是線路曲線半徑最小的區間隧道,還是線路坡度最大的區間隧道。
為推動國產研發繼往開來,上海地鐵開展自主研發,已實現預埋承插管片的連接件及管片的全國產化。隨著科技逐步成熟,還將針對不同直徑的隧道,研發出更加多樣的連接頭。
“承插式管片也是一項面向未來的科技。”李華指出,當前,建設行業正向著全自動化方向演進,需要每一個環節的科技配合,包括盾構機、隧道管片以及5G網絡等。“承插式管片落地應用,為行業科技反覆運算打下基礎。”
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