新型管片拼装。
    上海地铁18号线5标工地。
    上海申通地铁集团副总裁毕湘利（图中）到现场检查。
    项目负责人陈彪与城轨公司总经理王江卡交流施工情况。
    欢庆隧道贯通    汤佳佳
    勇于挑战难题的项目年轻团队。
    中央媒体记者现场采访。
    试验段成型盾构隧道。    汤佳佳    摄
    拼装作业。    汤佳佳
    
    8月6日，历时230多天的日夜苦战，国内首条采用“新型地铁盾构隧道管片拼装连接方式”施工的科研试验段在上海轨道交通18号线沈梅路站～工作井区间入场线贯通，试验取得圆满成功。
    当你走进这条长1082.9米，共903环管片的试验段，映入眼帘的是干净整洁的隧道，看不到渗漏水。用手指轻轻滑过管片，几乎感觉不到有错台，外观质量明显好于传统工艺施工的隧道。
    主导这项试验的上海申通地铁集团有限公司一位领导曾动情地称赞项目员工说，你们用现有的设备干出了这么精细的活，称得上是工匠精神。
    有专家认为，“新型地铁盾构隧道管片拼装连接方式”的应用，使上海地铁盾构隧道管片拼装施工多了一种选择，不仅可以大大减少隧道施工以及运营后的质量病害，也可满足自动化拼装需求，将对国内轨道交通盾构施工实现自动化起到积极的推动和指导作用。
    完成这条试验段施工的就是中铁一局城轨公司上海轨道交通18号线5标项目部。项目负责人陈彪回想起当时试验段施工的情形，不胜感慨。
    勇于创新敢揽“瓷器活”
    地铁施工的行内人都知道，隧道管片拼装是隧道成型的最终环节，管片拼装质量的优与劣，直接关系到隧道质量，而且对隧道区间能否正常运营有重要影响。
    据了解，目前国内轨道交通盾构法隧道施工管片拼装方式分为错缝拼装和通缝拼装两种方式。上海轨道交通已投入运营和在建的隧道大多采用的是通缝拼装。已运营的隧道有的区段存在隧道沉降、收敛变形过大、渗漏水等质量通病，而且这些通病处理较难，不仅加大了隧道后期的维保费用，也影响了后期地铁运营管理。
    作为上海市负责地铁运营和建设的上海申通地铁集团有限公司，迫切希望找到一种新的更适合上海地区软土地层的盾构管片拼装工艺。
    2017年，经过对国外同类型的管片拼装连接方式研究、创新改进，申通地铁公司技术研发中心联合上海的科研单位研发出一种新的管片拼装工艺。这种名为“新型地铁盾构隧道管片拼装连接方式”的工艺，改变了国内传统的错缝拼装管片连接方式和管片的结构，具备了与其不同的特点：管片的整体性得到提高，具有更强的刚度，很大程度提高了管片的耐久性和盾构隧道的防水性能；同时，可大大减少盾构隧道的后期变形，提高了盾构施工质量，降低了后期的维护成本；因管片自身结构形式以及拼装质量的提高，减少了手孔和嵌缝施工工序，降低了人工投入成本。
    虽然具有以上诸多优点，但这种拼装工艺，由于对盾构推进的精度和管片拼装精度要求高，国外是高度的全自动化施工，而国内目前还达不到，精度达不到标准，就无法施工。
    为稳妥起见，申通地铁公司计划先做一条科研试验段，最终选择了沈梅路站～工作井区间入场线作为试验段。试验段全长1082.9米，共计903环管片。
    要想把图纸上的隧道，在现实中变为真实，还有很长的路程。
    让哪家施工单位来吃这只“螃蟹”呢？申通地铁公司在上海地铁数十家施工单位中，对人员结构组成、学历水平、施工技术能力、管理水平、在建工程质量、信用评价等进行调研筛选，最终中铁一局城轨公司上海轨道交通18号线5标项目部被定为唯一的试验段施工单位。
    工匠精神砥砺“金刚钻”
    接到试验段科研任务后，中铁一局和城轨公司十分重视，由中铁一局牵头，组织中铁一局和三级公司总工程师、专家等担任技术顾问，帮助指导试验段施工。此外，城轨公司还成立了科研小组和相应的领导机构，统一协调指挥。项目部也成立了以项目负责人陈彪为组长的科研领导小组，并委派科研骨干赴国外实地考察学习，同时组织技术人员“恶补”有关知识，一道参与课题研究。
    由于国内其他城市尚无此种新的管片拼装的信息，没有可借鉴经验，为确保试验成功，针对新工艺对施工提出的高标准，项目部多次与相关科研单位研究讨论，首先从设备入手，确定了盾构机的优化改造方案。同时，项目部精心挑选施工人员，对盾构机操作手和关键岗位均选用有经验的施工人员，并邀请外国专家进行技术指导，从理论上认识新型管片的施工工艺。
    2018年12月15日，试验段正式开始施工。
    上海轨道交通18号线5标项目部是一个勇于创新的团队，2015年进入上海轨道交通市场，他们注重技术研究，为解决施工中盾构机出现“栽头”的情况，认真钻研，提出对盾构机进行“瘦身”，在专家的协助下，清除了这个严重影响施工的拦路虎；他们还对隧道的防渗漏总结出一套行之有效的方法，施工的隧道被业主树为全线的样板工程。
    就是这样一支有丰富施工经验的队伍，面对新的工艺一开始施工并不顺利，拼装首环时，管片怎么拼都拼装不到位。项目部全体动员，挑灯夜战，技术人员和作业人员仔细分析，反复琢磨，公司专家也赶来现场指导，整整一天，项目负责人陈彪带领团队没离开隧道，2小时、4小时……24小时过去了，终于成功拼装一环，大家终于稍稍松了口气。
    但他们知道第一环虽然装上了，后面还有很多意想不到的困难，摆在他们面前的选择只能是前进，退缩没有出路。用陈彪的话说，“路都是一步步走出来的，环片也是一片片装上去的，我们就是要闯一闯！”
    为此，项目部坚持每天早上和下午开两次研究会，悉心研究每一个出现的难题，寻找完善解决的办法，分析研究头天晚上施工中出现的各种情况和数据，保证及时发现问题，及时解决问题。
    此外，他们还积极将以往盾构施工积累的丰富经验和管理思路融入到新工艺的试验中。严把每道工序的细节管理，从管片进场验收到管片下井验收，每个工作环节都有专人负责把关；精心操作盾构推进姿态控制、管片拼装精度，随时调整盾构机姿态，可以说达到了毫米级，确保了拼装精度。
    在沈梅路站负环拼装时，项目部发现管片内弧面只有吊装孔，不能满足盾构掘进配套设施的安装，马上反映给设计单位及业主协助解决。最终确定在管片内弧面均匀设置32个预埋陶瓷螺母，以满足盾构掘进配套设施的安装。在第二环试拼装过程中，发现盾构机油缸分布不适应新工艺，他们对机子油缸进行改造，减少了管片的破损。
    科研团队还发现，由于错缝管片拼装精度要求较高，人工进行管片选型过程中不可避免会产生一定的误差，误差累计过大后将会影响管片的拼装质量。
    为避免人工计算所产生的累计误差，他们在盾构机操作系统中增加预拼装系统，通过结合盾尾间隙、油缸行程、近几环拼装点位以及盾构机和管片的夹角趋势，由预拼装系统预先进行判断，给出合理的拼装点位及管片型号，再由施工技术人员根据实际测量结果进行计算，得出最佳管片拼装点位及管片型号。两种方法得出的结果进行相互复核，相互验证，从而确保管片拼装质量得到有效的控制。
    经过一段时间的实践、摸索、总结，管片拼装速度逐渐加快，由每天拼装一环到二环，再到四环、八环，质量也逐渐趋于稳定。
    与此同时，项目部科研团队还对新工艺不断进行探索研究，对防水材料的材质、厚度，如何减少管片运输及拼装过程中发生角部破损现象以及管片的结构等提出了不少改进建议，并提出解决办法。比如在管片生产过程中，按照一定比例在混凝土中加入聚丙烯增韧纤维，增加管片的抗裂性能；配合业主、设计对管片止水条结构形式、管片的连接形式进行了优化改进，为这项新工艺锦上添花；配合编制了管片验收制度以及拼装工艺流程，由业主组织设计、施工、监理、管片生产厂等单位进行研究、讨论，作为指导“新型地铁盾构隧道管片拼装连接方式”施工依据。
    盾构品牌再添新光彩
    项目科研试验团队一步一步，一点一滴，不断探索，不断发现问题，完善工艺。施工速度越来越快，最快可以一天拼十一、二环，完全达到了传统错缝拼装的速度，质量也越来越好。
    今年2月28日试验段管片拼装完成100环时，申通地铁公司和建设方质检部门等相关部门在项目部召开“百环”验收会。与会人员一致认为，试验取得阶段性成果。6月26日，申通地铁公司组织上海轨道交通在建线施工单位和专家观摩试验段，认为试验段成型隧道令人满意，试验取得重要成果。8月6日，试验段顺利贯通。业主专家认为，试验段隧道无渗漏水现象，外观质量远好于传统的错缝拼装；环纵缝张开量均小于1毫米；管片错台均小于2毫米；管片上浮量较小，最大为21毫米；管片收敛变形较小，最大为12毫米。试验取得令人满意的效果。
    上海申通地铁集团副总裁毕湘利、总工程师刘纯洁，上海隧道轨道交通设计研究院总工程师陈鸿等多次到现场进行检查，对成型隧道的施工质量、安全风险控制以及现场施工环境表示肯定，称赞项目管理和施工技术水平高，技术人员在实践中摸索经验解决问题，确保了此次全国首例新型管片试验段取得圆满成功。
    目前，科研试验段现场施工已完成，项目部正在进行科研课题的结题、施工及验收标准编写等相关工作。
    据了解，申通地铁公司希望一旦条件成熟，“新型地铁盾构隧道管片拼装连接方式”可以在后续施工中推广应用，届时将改变上海地铁沿用了多年的地铁隧道管片拼装方式。
    城轨公司项目部用不断创新、敢于探索的精神，打通了一条充满光明的路，也为中铁一局盾构品牌再添一抹亮色。
    （通讯员 杨宗保 陈彪 汤佳佳）