
管片螺栓在拼装台车上拧到位了,是不是就不用管了?不是。隧道衬砌拼装完成后会经历盾尾通过、千斤顶推顶、注浆压力与地层变形,螺栓轴力会明显松弛。不复紧,管片环缝就可能张开、错台、渗漏。本文讲清复紧的时机、扭矩检查怎么做,以及现场最容易搞错的几件事。
1. 应力松弛:螺栓与被连接件表面微观不平,装配后随时间与振动逐步压平,轴力下降;
2. 管片与垫层的压缩:管片间止水条与弹性垫层被持续压缩,厚度减小,预紧力随之损失;
3. 施工扰动:盾尾通过、千斤顶分区推顶、同步注浆压力都会让已拼装环产生微量位移,环缝张开时螺栓轴力下降;
4. 温度与地层变形:长期受力状态下仍会缓慢变化。
所以复紧不是"多此一举",而是把已经损失掉的轴力补回来。
具体环数、次数以施工方案与设计要求为准,工程上普遍会安排以下节点:
1. 拼装当环即时复紧:整环拼装完成、千斤顶回缩之前对环向与纵向螺栓做一次复紧;
2. 后续二次复紧:在盾构推进若干环之后(常见是做几环到出盾尾前),对已拼装环再次复紧,这一遍往往能把松弛量收掉大半;
3. 特殊地段加密:穿越软硬不均地层、小半径曲线段、邻近既有建(构)筑物或已出现渗漏、错台的区段,应缩短复紧间隔并加密检查。
把复紧次数与检查频次写进技术交底,班组才执行得下去。
扭矩值来自设计,一般由预紧力反算:
T = K × F × d(T 为拧紧扭矩,F 为设计预紧力,d 为螺纹公称直径,K 为扭矩系数)。
K 值并不是固定 0.2,它与表面处理与润滑状态直接相关:无润滑的普通件 K 值偏高,达克罗、磷化或带润滑的件 K 值明显偏低。这一点最容易出事——同样按"0.2 的扭矩"去打达克罗螺栓,实际轴力会偏大,轻则止水条压坏,重则过拧损伤螺栓。正确做法是按供方提供的扭矩系数或试验确定的扭矩值执行。
现场扭矩检查通常有三种做法:
| 方法 | 做法 | 注意 |
|---|---|---|
| 扭矩扳手复核 | 预置式扭矩扳手按检查扭矩施力,观察是否转动 | 只适合小幅复查;扭矩扳手需在检定有效期内 |
| 划线标记法 | 螺母与螺杆划对位线,复紧后观察标记错位量 | 最省事,适合大范围巡检,判断的是"有没有松" |
| 松开再拧法 | 将螺母松开一定角度后重新拧到规定扭矩 | 数据最接近真实轴力,但会扰动已紧固状态,仅用于抽检 |
抽检比例同样以方案为准,工程上常见按环或按比例抽查若干颗,重点覆盖拱顶、拱腰等受力较大部位与已出现渗漏的环。
1. 用统一的扭矩值打所有表面处理:达克罗、渗锌件与普通件扭矩系数不同,必须分别确认;
2. 扭矩扳手没校准:过期或未检定的扳手等于没有数据,检查前先确认检定证书;
3. 只复紧环向、漏掉纵向:纵向螺栓同样会松弛,两者都要做;
4. 复紧顺序随意:通常应按对称、分次的顺序施拧,单侧一次拧到底容易造成管片局部受力不均与错台;
5. 复紧时螺母干转:螺纹缺润滑或镀层已被磨损时,摩擦系数变化大,扭矩与实际轴力的对应关系会失真,应清理螺纹并按需涂润滑。
1. 每环记录复紧环次、日期、抽检螺栓编号与扭矩读数,形成可追溯台账;
2. 划线法的检查结果同样要记录,作为后续巡检的基准;
3. 发现个别螺栓扭矩明显偏低时,应扩大到相邻螺栓并查找是否与管片错台、止水条异常、环缝渗漏相关;
4. 涉及沉降观测与渗漏治理的区段,复紧记录应与监测数据一并归档。
Q1:复紧几次合适?
没有统一数字,取决于地层、盾构参数与设计要求。常见是拼装当环一次、后续再次复紧,特殊地段加密。以施工方案为准更稳妥。
Q2:用达克罗螺栓要注意什么?
达克罗在螺纹表面形成的是低摩擦涂层,同样扭矩下轴力更高,应按供方给出的扭矩系数调整扭矩值,避免过拧使止水条过度压缩或损伤螺栓。
Q3:复紧后还漏,是螺栓的问题吗?
不一定。环缝渗漏多与止水条压缩量、管片错台、注浆质量有关,螺栓的作用是保持环缝闭合;应先排查止水与拼装质量,再评估螺栓轴力是否足够。
Q4:螺栓能不能重复使用?
不建议重复使用已受力或曾经过拧的螺栓。螺栓一旦有屈服或镀层损伤,轴力一致性难以保证。
拼装拧紧不等于结束:该复紧的节点要复紧,扭矩值要按表面处理分别确认,检查要留记录。把这几条写进交底,比事后治理渗漏便宜得多。
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