近年来，盾构机在城市密集区的施工往往面临用地紧张的局面。为了缓解困局，设计与施工方尽量减少在城市中建造竖井，实现盾构的长距离掘进。随之，如何在长距离掘进中快速施工、降低成本又成为施工方追求的目标。
我们曾为大家介绍过一种“螺旋式管片”的概念。
边推边拼不停歇！TBM隧道“螺旋式”管片衬砌系统概念
日本也开发的几种同步拼装工法，我们一起来看一下吧！
制造专用盾构机实现管片同步拼装
格构式（Lattice）油缸盾构工法
格构式油缸盾构机配置了6个呈“八”字形相连的格构式油缸，具有控制盾构机掘进方向和传递扭矩的功能，能够自由控制刀盘位置和姿态。前盾具有伸缩滑动功能，在管片拼装时可实现仅前盾掘进。此外，管片拼装机采用与前后摆动油缸平行连杆的构造，可移动至管片拼装位置，进行快速拼装。
该工法适用于泥水平衡盾构和土压平衡盾构（盾构机外径2.8m以上），可对应转弯半径100m左右的急曲线（急曲线情况下增加铰接装置、通过格构式油缸弯曲）。在通常掘进速度下，利用该工法的同步拼装能够将施工循环时间缩短20%～40%左右。
双油缸同步掘进工法
双油缸同步掘进工法是在盾构机内部设置一个可前后滑动的内筒，内筒配备了可从前方伸长的掘进油缸以及可从后方伸长的管片拼装油缸，2种油缸交替布置在同一圆周上。利用内筒反力掘进的同时，能够在内筒后方拼装管片。
双油缸同步拼装施工步骤
该工法使用2种专用油缸达到掘进作业和拼装作业同步进行，实现快速施工。使用内筒分隔掘进区域和拼装区域，保证施工安全。此外，所有机构都设置在盾构机内部，具有良好的止水性、耐久性，便于维护管理。在掘进和拼装作业时，内筒和管片拼装机相对完成拼装的管片呈静止状态，因此能够采用通常方式进行管片拼装。另外，该工法无需使用长油缸， 因此适用于小直径盾构机。
F-NAVI盾构工法
F-NAVI盾构工法是“Front-Navigate盾构工法”的简称，即利用前盾引导盾构机朝正确方向掘进。该工法是通过盾构机的前盾部分进行姿态控制，不同于一般盾构工法，无需通过选择盾构推进油缸模式，即可自由控制前进方向。因此盾构掘进和管片拼装可同步进行，实现快速施工。
施工原理
F-NAVI盾构机分为盾构机主体部分和前盾部分，由连接两者的拉紧油缸、用于姿态控制（前盾摆动）的球面座和铰接油缸、实现同步拼装的自动追随性管片拼装机和长行程油缸构成。
前盾与主体连接部位为半球形的球面座，使前盾可上下左右自由摆动。该球面座与多个连接前盾和主体的拉紧油缸、多个控制机体姿态的铰接油缸共同组成了摆动机构。通过这个独特的摆动机构能够仅利用前盾进行方向控制，实现挖掘与管片拼装同步进行，并以高精度的线形控制完成快速施工。
以上几种工法均是利用特殊盾构机实现管片同步拼装。但是基于成本和泛用性的考量，还开发了一种工法使普通的盾构也能实现管片同步拼装。
利用压力控制掘进技术实现同步拼装
LoseZero工法
LoseZero工法是一项利用盾构推进油缸的压力控制技术，实现掘进与拼装同步进行的快速施工方法，无需对盾构机主体结构、管片、出渣设备等进行任何改造，为一种局部同步拼装的工法。
由于轴向插入式管片的封顶块是从隧道轴向插入的，盾构机需要保持多推进一段距离作为插入用余量。因此，下方管片能够提前获得拼装空间，用于掘进中拼装。该工法正是利用了轴向插入式管片拼装中产生这个的额外推进时间进行管片拼装，缩短了管片拼装循环时间。
轴向插入式管片及盾尾插入余量
目前，该工法也在日本东京外环道路工程关越—东名段2台直径16.1m的土压平衡盾构施工中得到了应用。
南行线盾构与北行线盾构
结语：如今，大多数的盾构工程还是采用盾构掘进与管片拼装分步进行的原则进行施工。日本在管片同步拼装方面虽已有相关研究，但实际应用工程较少。近年来，仅LoseZero工法（部分同步拼装）在大盾构施工中还有应用。
但是随着盾构快速施工的需求越来越迫切，“管片同步施工”将成为整个世界共同研究的课题。相信在不久的将来，我们就能实现真正意义上的“管片同步施工”技术了。