地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施

郭 铜

（中铁三局集团广东建设工程有限公司，广东 广州510000）

0 引言

盾构施工工法在国内近年流行的机械化施工作业，由于盾构工法较传统的矿山法施工作业安全、自动化程度高、工人劳动强度低，越来越受施工单位欢迎。盾构工法经过在国内多年的施工实践，盾构工法逐步被人们所认识和了解，虽然盾构工法有很多的优点，但其缺点也不少，如盾构施工中发生错台、管片破损等质量问题，没法返工，留下工程永久性的质量缺陷，质量问题重点为预控。因此，施工过程中的风险管理越来越受人们所重视，不断探索施工风险预控制技术，不但可以提供施工质量水平和企业的技术管理水平，同时有利于避免质量、安全事故，降低施工成本。

1 管片渗水的原因及处理措施

目前，在建和投入运营的轨道交通隧道结构均普遍出现管片渗漏水病害。通过调查发现，渗漏水主要集中在管片的环、纵拼接缝及手孔螺栓处。在建设过程中若出现下列施工质量问题，则管片会出现不规则裂缝，地下水通过止水带间隙从管片接缝及手孔处流出。

1.1 管片渗水的原因分析

1.1.1 管片自身质量缺陷

在管片生产过程中，设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷，管片拼装完成后，水从绕过密封垫，从水泡、气泡孔处渗漏进来。

1.1.2 管片止水条脱落

在拼装过程中，管片发生了碰撞，使止水条脱落或断裂，使密封垫没有形成闭合的防水圈。

1.1.3 管片衬背注浆不饱满

管片衬背注浆不饱满，若管片密封条贴合不密实，管片顶部积水，使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。

1.1.4 盾构与管片的姿态不好

盾构与管片的姿态不好，影响到管片的拼装质量，造成管片间错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水。

1.1.5 掘进过程中推力不均匀

掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水；在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。

1.1.6 管片拼装质量控制不严格

管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水；拼装K块时，K块密封条损坏，造成渗漏水；管片螺栓紧固不到位，造成管片防水没有压实造成渗水，或管片螺栓紧固过早，导致管片整体未压实。

1.2 渗水堵漏措施

1.2.1 二次补浆

对存在漏水的管片首先进行二次补浆，二次补浆能够在根本上堵住渗水通道二次补浆首先采用单液浆，注浆压力控制在一定范围内，注浆量以能注入为准。观察堵漏效果，效果不明显后注双液浆，注浆压力可以稍微提高。

1.2.2 环纵缝注浆堵漏

1）环纵缝漏水处理

当二次补浆后环纵缝仍然存在漏水时，采用注浆进行封堵。注浆措施如下：对环向缝和纵向缝全部采用快干高强度砂浆（含环氧类成分）封闭，为后面灌浆做准备，封闭的时候向内凹进去1-2厘米深的弧形；再在漏水缝上垂直钻孔到止水条处，钻孔间距每米2-3个，同时装上专用注浆嘴，用高压灌浆设备向接缝内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，灌浆压力控制在一定范围内，以压满整个接缝为准。

2）管片紧固螺丝孔渗漏

清理干净螺丝孔表面的污染物，找出渗漏的位置，用电钻斜向钻孔，确保钻孔和螺丝孔相通，用快干高强砂浆封闭螺丝孔的根部，钻孔处装上专用注浆嘴，用高压灌浆设备向钻孔内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，灌浆压力控制在一定范围内，以压满整个螺栓孔为准。注浆起到堵漏作用的同时又对螺丝有锚固和防腐作用。

2 管片错台的原因及处理措施

管片错台是拼装好的管片同一环各片，或者是管片与管片之间的内弧面不平整。管片的错台，一般是由于受力不均匀造成的，当某点的集中荷载超过了承载极限后，必然会导致管片的相对位移。

2.1 错台产生的原因

1）管片选型不当，管片拼装的中心与盾构机中心不同心，管片与盾尾相碰，为了安装管片，人为将管片径向偏移，造成错台。

2）管片安装时，在盾尾残留的渣土未清理干净，尤其是底部，有时是盾尾漏泥沙，清理困难，在此位置的某片管片很难就位，甚至螺栓难以插入，造成错台。或由于采用人工操作机械安装，安装时不按照规范要求，未调整好管片内环面平整度，引起错台。管片安装完毕后，未采用保圆装置，以及管片螺栓未按照要求复紧造成错台。

3）注浆压力过大引起的错台。在掘进过程中，当围岩状况或隧道轴线曲率发生改变时，如果注浆和压力条件不及时调整，当注浆量过大，压力过高时将引起管片错台。

4）盾构机姿态控制不当，或者由于其它原因姿态不利控制时候，引起盾构机姿态大幅度调整。管片脱离管片时，受到盾构机壳体的挤压力而造成管片错台。有时错台甚至会延续多环。

5）施工完成后管片的错台管片上浮或隧道围岩条件发生变化也会造成管片错台。

2.2 错台防止措施

1）优化线路曲线设计，尽量避免小直径的曲线段。根据设计线路确定管片，对于曲线半径较小的，可以采用较小宽度的管片。

2）合理配置各种类型的管片，转弯管片的比例必需达到实际施工的需求，严格控制管片螺栓的质量。

3）在施工过程中，依据实际施工情况，根据不同类型的管片设计参数，选择合理类型的管片，保证管片轴心与盾构机轴心一致.施工时主要以千斤顶形程差，和盾尾间隙等为依据。

4）安装管片时，必须严格执行操作规范。

5）严格注浆管理，根据不同地层，调整不同的注浆方式，控制注浆压力。

6）不应对盾构机姿态过急的调整。

总之，因为每个工程都有其自身的特点，发生错台的原因都不完全相同。当施工中，发现管片错台时，应分析相应原因并及时调整施工，一般可得到有效控制，从而保证了隧道的质量。

3 管片破损的原因及处理措施

大多数管片的破损,都伤及钢筋，即使修复也将容易受到再次的损坏，管片的损坏对永久结构的使用寿命有一定的影响。

3.1 管片破损产生的原因

1）吊运和拼装过程中的碰撞，边缘部分混凝土的脱落。

2）千斤顶撑靴顶在管片上不正(盾尾间隙不均匀时)会使管片内侧或外侧的混凝土破损。

3）盾构机姿态调整时,急于纠偏造成受力不均匀、千斤顶行程差过大而导致受力不均出现管片损坏。

3.2 管片破损防治措施

1）在吊装、运输、安装过程中应做好防护措施，做好保护工作。

2）盾构机姿态调整不宜过急，适当安排千斤顶形成差。

4 结束语

盾构法隧道工程是一项综合性施工技术 (如包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、盾构施工安全技术等),通过多年不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术,在地铁建设中得到了广泛的应用。盾构法施工技术也在原有的基础上不断发展(单元、小直径逐步向多元、大直径),国内盾构施工技术也取得了可喜的成绩。这对施工人员素质提出了更高的要求,更需施工人员通过不断学习和实践,熟悉这些相关的施工技术,掌握盾构法隧道施工质量监控重点及相应对策,才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的保证。

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