地鐵隧道盾構法施工質量控制重點及措施

郭 銅

（中鐵三局集團廣東建設工程有限公司，廣東 廣州510000）

0 引言

盾構施工工法在國內近年流行的機械化施工作業，由于盾構工法較傳統的礦山法施工作業安全、自動化程度高、工人勞動強度低，越來越受施工單位歡迎。盾構工法經過在國內多年的施工實踐，盾構工法逐步被人們所認識和了解，雖然盾構工法有很多的優點，但其缺點也不少，如盾構施工中發生錯臺、管片破損等質量問題，沒法返工，留下工程永久性的質量缺陷，質量問題重點為預控。因此，施工過程中的風險管理越來越受人們所重視，不斷探索施工風險預控制技術，不但可以提供施工質量水平和企業的技術管理水平，同時有利于避免質量、安全事故，降低施工成本。

1 管片滲水的原因及處理措施

目前，在建和投入運營的軌道交通隧道結構均普遍出現管片滲漏水病害。通過調查發現，滲漏水主要集中在管片的環、縱拼接縫及手孔螺栓處。在建設過程中若出現下列施工質量問題，則管片會出現不規則裂縫，地下水通過止水帶間隙從管片接縫及手孔處流出。

1.1 管片滲水的原因分析

1.1.1 管片自身質量缺陷

在管片生產過程中，設置密封墊的溝槽部位混凝土不密實有水泡、氣泡等缺陷，管片拼裝完成后，水從繞過密封墊，從水泡、氣泡孔處滲漏進來。

1.1.2 管片止水條脫落

在拼裝過程中，管片發生了碰撞，使止水條脫落或斷裂，使密封墊沒有形成閉合的防水圈。

1.1.3 管片襯背注漿不飽滿

管片襯背注漿不飽滿，若管片密封條貼合不密實，管片頂部積水，使密封墊壓實比較薄弱的地方產生滲漏。

1.1.4 盾構與管片的姿態不好

盾構與管片的姿態不好，影響到管片的拼裝質量，造成管片間錯位，相鄰管片止水帶不能正常吻合壓緊，從而引起漏水。

1.1.5 掘進過程中推力不均勻

掘進過程中推力不均勻造成管片受力不均勻而產生裂紋、貫穿性斷裂等而滲漏水；在掘進困難時推力過大也會造成管片產生裂紋而滲漏水。

1.1.6 管片拼裝質量控制不嚴格

管片存在泥土等雜物未清理導致拼裝出現空隙形成漏水；拼裝K塊時，K塊密封條損壞，造成滲漏水；管片螺栓緊固不到位，造成管片防水沒有壓實造成滲水，或管片螺栓緊固過早，導致管片整體未壓實。

1.2 滲水堵漏措施

1.2.1 二次補漿

對存在漏水的管片首先進行二次補漿，二次補漿能夠在根本上堵住滲水通道二次補漿首先采用單液漿，注漿壓力控制在一定范圍內，注漿量以能注入為準。觀察堵漏效果，效果不明顯后注雙液漿，注漿壓力可以稍微提高。

1.2.2 環縱縫注漿堵漏

1）環縱縫漏水處理

當二次補漿后環縱縫仍然存在漏水時，采用注漿進行封堵。注漿措施如下：對環向縫和縱向縫全部采用快干高強度砂漿（含環氧類成分）封閉，為后面灌漿做準備，封閉的時候向內凹進去1-2厘米深的弧形；再在漏水縫上垂直鉆孔到止水條處，鉆孔間距每米2-3個，同時裝上專用注漿嘴，用高壓灌漿設備向接縫內灌漿，漿料優先采用環氧樹脂，灌漿壓力控制在一定范圍內，以壓滿整個接縫為準。

2）管片緊固螺絲孔滲漏

清理干凈螺絲孔表面的污染物，找出滲漏的位置，用電鉆斜向鉆孔，確保鉆孔和螺絲孔相通，用快干高強砂漿封閉螺絲孔的根部，鉆孔處裝上專用注漿嘴，用高壓灌漿設備向鉆孔內灌漿，漿料優先采用環氧樹脂，灌漿壓力控制在一定范圍內，以壓滿整個螺栓孔為準。注漿起到堵漏作用的同時又對螺絲有錨固和防腐作用。

2 管片錯臺的原因及處理措施

管片錯臺是拼裝好的管片同一環各片，或者是管片與管片之間的內弧面不平整。管片的錯臺，一般是由于受力不均勻造成的，當某點的集中荷載超過了承載極限后，必然會導致管片的相對位移。

2.1 錯臺產生的原因

1）管片選型不當，管片拼裝的中心與盾構機中心不同心，管片與盾尾相碰，為了安裝管片，人為將管片徑向偏移，造成錯臺。

2）管片安裝時，在盾尾殘留的渣土未清理干凈，尤其是底部，有時是盾尾漏泥沙，清理困難，在此位置的某片管片很難就位，甚至螺栓難以插入，造成錯臺。或由于采用人工操作機械安裝，安裝時不按照規范要求，未調整好管片內環面平整度，引起錯臺。管片安裝完畢后，未采用保圓裝置，以及管片螺栓未按照要求復緊造成錯臺。

3）注漿壓力過大引起的錯臺。在掘進過程中，當圍巖狀況或隧道軸線曲率發生改變時，如果注漿和壓力條件不及時調整，當注漿量過大，壓力過高時將引起管片錯臺。

4）盾構機姿態控制不當，或者由于其它原因姿態不利控制時候，引起盾構機姿態大幅度調整。管片脫離管片時，受到盾構機殼體的擠壓力而造成管片錯臺。有時錯臺甚至會延續多環。

5）施工完成后管片的錯臺管片上浮或隧道圍巖條件發生變化也會造成管片錯臺。

2.2 錯臺防止措施

1）優化線路曲線設計，盡量避免小直徑的曲線段。根據設計線路確定管片，對于曲線半徑較小的，可以采用較小寬度的管片。

2）合理配置各種類型的管片，轉彎管片的比例必需達到實際施工的需求，嚴格控制管片螺栓的質量。

3）在施工過程中，依據實際施工情況，根據不同類型的管片設計參數，選擇合理類型的管片，保證管片軸心與盾構機軸心一致.施工時主要以千斤頂形程差，和盾尾間隙等為依據。

4）安裝管片時，必須嚴格執行操作規范。

5）嚴格注漿管理，根據不同地層，調整不同的注漿方式，控制注漿壓力。

6）不應對盾構機姿態過急的調整。

總之，因為每個工程都有其自身的特點，發生錯臺的原因都不完全相同。當施工中，發現管片錯臺時，應分析相應原因并及時調整施工，一般可得到有效控制，從而保證了隧道的質量。

3 管片破損的原因及處理措施

大多數管片的破損,都傷及鋼筋，即使修復也將容易受到再次的損壞，管片的損壞對永久結構的使用壽命有一定的影響。

3.1 管片破損產生的原因

1）吊運和拼裝過程中的碰撞，邊緣部分混凝土的脫落。

2）千斤頂撐靴頂在管片上不正(盾尾間隙不均勻時)會使管片內側或外側的混凝土破損。

3）盾構機姿態調整時,急于糾偏造成受力不均勻、千斤頂行程差過大而導致受力不均出現管片損壞。

3.2 管片破損防治措施

1）在吊裝、運輸、安裝過程中應做好防護措施，做好保護工作。

2）盾構機姿態調整不宜過急，適當安排千斤頂形成差。

4 結束語

盾構法隧道工程是一項綜合性施工技術 (如包括盾構機械技術、隧道測量技術、地下防水技術、盾構施工安全技術等),通過多年不斷摸索和實踐已經形成了一套比較成熟的施工技術,在地鐵建設中得到了廣泛的應用。盾構法施工技術也在原有的基礎上不斷發展(單元、小直徑逐步向多元、大直徑),國內盾構施工技術也取得了可喜的成績。這對施工人員素質提出了更高的要求,更需施工人員通過不斷學習和實踐,熟悉這些相關的施工技術,掌握盾構法隧道施工質量監控重點及相應對策,才能為今后盾構法隧道施工質量、施工安全提供有力的保證。

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