一條外徑接近9米的成型盾構隧道里，管片上沒有一個手孔、一顆螺栓，遠遠望去，環環管片拼接整齊一致、錯臺全無，隧道立面弧度圓潤、線條精美，經檢測無一處滲漏。業內人士爭相好奇，頻頻親臨現場觀摩，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、南京市水務局行業監管、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二通道建設工程（穿越夾江段）中，一項國內首創的全新盾構施工技術--“新型承插式管片＋雙液同步注漿＋雙道止水密封墊”成套技術，成功應用于水下隧道施工，為盾構掘進智能化拼裝提供有力的技術支撐。

江心洲污水收集系統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在城市污水處理的要求。2021年，污水收集系統二通道開建，建成后可將南京主城內每天約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量、后期維養等都提出更高要求。”項目總工程師單曉波介紹，為了打造“升級版”的污水二通道，中鐵十四局聯合鐵四院等設計、參建等各單位多方考察、調研取經，攻克多項關鍵技術，為新型承插式管片成功應用于9米級水下盾構隧道反復摸索。

目前國內盾構隧道結構基本上采用鋼筋混凝土管片配合螺栓構成，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。有研究發現，在施工過程中，可能出現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構，即管片縱向接縫采用插銷式連接件，環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，但這一細微結構的改變，卻給整個盾構隧道施工帶來一系列“蝴蝶效應”。

“在水下盾構隧道采用新型承插式管片，國內尚沒有成熟經驗可借鑒，對管片預制及拼裝精度、盾構機掘進姿態調整及盾構設備適應性等都要求極高。”單曉波說，每一步都需要“摸著石頭過河”。

打破常規，知易行難。中鐵十四局多年來在由螺栓式管片結構拼裝成型的大直徑及水下盾構隧道施工領域已有成熟的技術經驗和技術團隊，這次把既有經驗“推倒重來”，無疑是“脫胎換骨”。為此，團隊不斷研究更多新技術與新型承插式管片的結合應用。

多年來，中鐵十四局在提升成型隧道安全質量方面不斷加強技術革新，聯合西南交通大學、鐵建重工等經過3年的探索和實踐，2021年在北京東六環改造工程成功創新研發超大直徑泥水盾構同步雙液注漿關鍵技術，填補了我國技術空白。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）

這一技術成果的應用實踐為江心洲污水收集系統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，對盾構設備的適配性、拼裝的精準性都帶來考驗。

盾構機長正在操作室里操控盾構機掘進（劉福昌 攝）

在盾構機選型初期，團隊結合此前在南京長江五橋夾江隧道穿越同類型粉質黏土和粉砂地層的施工經驗，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的應用進行分析，提出了最優的盾構機選型方案--直控式泥水平衡式盾構機，這在國內同等直徑盾構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。”項目盾構經理姚印彬說，從開始28天拼裝8環到如今平均45分鐘以內拼裝1環，團隊通過不斷地摸索才總結出一套成熟的拼裝技巧。

如今，長693米的盾構隧道中，464環、3712塊管片拼接有序，內實外美，成功實現了成型隧道不滲不漏，管片上浮量控制在5毫米以內，管片錯臺控制在2毫米以內。相比傳統的螺栓式管片，新型管片拼裝節省一半人工，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，盾構隧道承插式管片施工成套技術，豐富了盾構領域的基礎科學研究，未來將建立起相關的技術體系、控制方法與標準等，為我國大直徑及水下盾構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，在行業內或將撬動新一輪技術革命。

【編輯：釗倫】