地鐵隧道盾構(gòu)法施工質(zhì)量控制重點(diǎn)及措施

常富貴

摘要：文章對盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了概述，并重點(diǎn)分析了地鐵隧道盾構(gòu)法施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題以及相應(yīng)的控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道;盾構(gòu)法;施工質(zhì)量

一、盾構(gòu)技術(shù)概述

盾構(gòu)法施工，就是利用有特定形狀的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)鋼制構(gòu)件，按照設(shè)計(jì)的隧道軸線通過挖掘土體向前掘進(jìn)，完成隧道土體開挖和管片拼裝，進(jìn)而完成隧道開挖支護(hù)的施工技術(shù)。在刀盤開挖土體階段，鋼制構(gòu)件用來維持土體穩(wěn)定、保護(hù)作業(yè)人員安全施工。當(dāng)使用盾構(gòu)機(jī)修建地下隧道時(shí)，盾構(gòu)法施工基本原理是根據(jù)隧道埋深和地質(zhì)情況，在土倉建立一定的土倉壓力，利用土艙壓力或者泥水壓力來平衡掌子面的水土壓力，以此保證掌子面穩(wěn)定;選取合理的掘進(jìn)參數(shù)，進(jìn)行隧道開挖，確保刀盤開挖土體和推進(jìn)施工時(shí)掌子面穩(wěn)固，力求把對巖體的擾動(dòng)降到最低，盡最大可能降低對地面建構(gòu)筑物和地下管線等設(shè)施的影響。盾構(gòu)施工過程中，通過同步注漿和二次注漿，填充施工空隙，控制沉降，確保施工安全和質(zhì)量。

隨著盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展，盾構(gòu)機(jī)的種類和開挖直徑呈現(xiàn)多樣化，如盾構(gòu)有土壓平衡式、泥水平衡式、雙護(hù)盾、矩形盾構(gòu)機(jī)等。在城市地下隧道施工中，目前主要使用土壓平衡和泥水加壓平衡盾構(gòu)，在一些地質(zhì)情況復(fù)雜的地層中，也能夠很好地滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

二、地鐵隧道盾構(gòu)法施工質(zhì)量控制重點(diǎn)及措施

1、管片滲水的原因及處理措施

目前，在建和已投入運(yùn)營的軌道交通隧道結(jié)構(gòu)均普遍出現(xiàn)管片滲漏水病害。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滲漏水主要集中在管片的環(huán)、縱拼接縫處，手孔螺栓處，以及管片貫穿裂紋處。在建設(shè)過程中若出現(xiàn)下列問題，則管片會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫和止水帶破壞，地下水通過止水帶間隙從管片拼接縫、螺栓手孔及裂紋處滲出。

1.1 管片滲水的原因分析

①管片自身質(zhì)量缺陷

在管片生產(chǎn)過程中，設(shè)置密封墊的溝槽部位混凝土不密實(shí)有蜂窩、氣泡等缺陷，管片拼裝完成后，地下水繞過密封墊，從蜂窩、氣泡孔處滲漏進(jìn)來。

②管片止水條脫落

在拼裝過程中，管片發(fā)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密封圈。

③ 管片背襯注漿不飽滿

盾構(gòu)掘進(jìn)中盾尾同步注漿量不足或注漿不及時(shí)，會(huì)造成管片背襯空隙填充不密實(shí)，管片與地層間隙積水，若管片密封條貼合不緊密，水壓使密封墊壓實(shí)較薄弱的位置出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

④盾構(gòu)與管片的姿態(tài)不好

盾構(gòu)與管片的姿態(tài)不好，與軸線偏差大，會(huì)影響管片拼裝質(zhì)量，造成管片錯(cuò)臺(tái)，止水帶錯(cuò)位，相鄰管片止水帶不能正常吻合壓緊，從而引起漏水。

⑤掘進(jìn)過程中推力控制不當(dāng)

掘進(jìn)過程中姿態(tài)糾偏過快，推進(jìn)油缸液壓千斤頂推力差過大，易造成管片受力不均勻、局部受壓過大，導(dǎo)致管片產(chǎn)生破損、裂紋、貫穿性裂縫等，以致產(chǎn)生滲漏水。

⑥ 管片拼裝質(zhì)量控制不嚴(yán)格

管片拼裝時(shí)，盾尾積水積渣未清理干凈，管片止水條區(qū)域存在破損，管片止水帶錯(cuò)位、斷裂及遇水膨脹止水條失效等，均會(huì)導(dǎo)致拼裝出現(xiàn)空隙形成漏水;管片螺栓緊固不到位，管片防水圈沒有壓實(shí)，或過早緊固管片螺栓，都會(huì)導(dǎo)致管片整體出現(xiàn)空隙，也會(huì)造成滲水。

1.2 滲水質(zhì)量缺陷預(yù)防及滲水堵漏措施

1.2.1 掘進(jìn)和管片拼裝過程嚴(yán)格把控

盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，選取合理的推力等掘進(jìn)參數(shù)，控制姿態(tài)與隧道軸線擬合，做好同步注漿壓力和注漿量滿足要求，嚴(yán)格把關(guān)管片生產(chǎn)質(zhì)量和拼裝過程，能夠有效的防止管片拼裝完成后產(chǎn)生滲漏水。

1.2.2 二次補(bǔ)漿

對存在漏水的管片首先進(jìn)行二次補(bǔ)漿，二次補(bǔ)漿能夠在根本上堵住滲水通道。二次補(bǔ)漿首先采用單液漿，注漿壓力控制在一定范圍內(nèi)，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。

1.2.3 環(huán)縱縫注漿堵漏

當(dāng)二次補(bǔ)漿后環(huán)縱縫仍然存在漏水時(shí)，采用注漿進(jìn)行封堵。注漿措施如下：對環(huán)向縫和縱向縫全部采用快干高強(qiáng)度砂漿（含環(huán)氧樹脂類成分）封閉，為后面灌漿做準(zhǔn)備，封閉的時(shí)候向內(nèi)凹進(jìn)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(gè)，同時(shí)裝上專用注漿嘴，用高壓灌漿設(shè)備向接縫內(nèi)灌漿，漿料優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂，灌漿壓力控制在一定范圍內(nèi)，以壓滿整個(gè)接縫為準(zhǔn)。

2、管片錯(cuò)臺(tái)的原因及處理措施

管片錯(cuò)臺(tái)是拼裝好的管片同一環(huán)各片，或者是相鄰環(huán)管片之間的內(nèi)弧面不平整。人為操作控制不當(dāng)和管片受力不均勻等都會(huì)產(chǎn)生管片錯(cuò)臺(tái)。

2.1 錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因

管片錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：管片拼裝手在拼裝過程中未按照標(biāo)準(zhǔn)流程操作，未控制好平整度;管片點(diǎn)位選取不當(dāng)，選擇的管片型號(hào)不合理;管片拼裝的中心不與盾構(gòu)機(jī)軸心一致;在安裝管片時(shí)，人為的偏移管片的徑向，出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái);盾尾底部積水積渣清理的不干凈，造成此處的管片安裝難以就位、不能插入螺栓;在管片完成安裝后，未對管片螺栓進(jìn)行規(guī)定的復(fù)緊工作;同步注漿時(shí)注漿量太大，注漿壓力太高，也會(huì)造成錯(cuò)臺(tái);在掘進(jìn)施工時(shí)，圍巖或隧道軸線、轉(zhuǎn)彎半徑變化，盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整不及時(shí)或控制不當(dāng)，造成盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)大幅度的變化，管片的錯(cuò)臺(tái)也會(huì)造成連鎖反應(yīng)，比如完工后管片的錯(cuò)臺(tái)，由于管片上浮，也能造成錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

2.2 錯(cuò)臺(tái)防止措施

選擇合理的管片類型和點(diǎn)位以適應(yīng)設(shè)計(jì)線路，保證轉(zhuǎn)彎管片的比例和管片螺栓的質(zhì)量可以滿足施工的要求。在工程施工的過程中，選擇管片的類型要以設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù)，確保管片中心與盾構(gòu)機(jī)的軸心同心。施工過程中主要依據(jù)的是千斤頂形程差，和盾尾間隙等。管片安裝的過程必須要以規(guī)定的施工規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行。同時(shí)也要管理好注漿過程，根據(jù)實(shí)際地層的情況，選用最合理的注漿方式，并控制好注漿的壓力。

3、管片破損的原因及處理措施

3.1 管片破損產(chǎn)生的原因

①吊運(yùn)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(shí)）會(huì)使管片內(nèi)側(cè)或外側(cè)的混凝土破損。③盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整時(shí)，急于糾偏造成受力不均勻、千斤頂行程差過大而導(dǎo)致管片損壞。

3.2 管片破損防治措施

①在吊裝、運(yùn)輸、安裝過程中應(yīng)做好防護(hù)措施，做好保護(hù)工作。②盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整不宜過急，適當(dāng)調(diào)整千斤頂壓力差和行程差。③根據(jù)隧道曲線走向、盾構(gòu)姿態(tài)和盾尾間隙，選擇最恰當(dāng)?shù)墓芷愋秃推囱b點(diǎn)位。

4、盾構(gòu)法施工精度控制及糾偏

盾構(gòu)機(jī)自身的導(dǎo)向測量系統(tǒng)就可以進(jìn)行掘進(jìn)工作中盾構(gòu)機(jī)的定位、管片定位和管片安裝順序的測算工作。但導(dǎo)向系統(tǒng)自身也會(huì)出現(xiàn)問題，造成施工誤差，所以就需要在盾構(gòu)機(jī)零位測量時(shí)設(shè)置人工測量標(biāo)志，便于對系統(tǒng)進(jìn)行定期或不定期的檢查，以確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。一旦出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)操作失誤或地質(zhì)條件突變，造成線路偏移時(shí)，要及時(shí)糾正。

盾構(gòu)機(jī)糾偏工作中要注意以下幾點(diǎn)：在進(jìn)行刀盤轉(zhuǎn)向變更時(shí)，按照一定的間隔進(jìn)行切換，并且不宜太快;結(jié)合掌子面地層情況對掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以免再出現(xiàn)偏差;蛇形修正速度不宜太快，要長距離的慢慢修正;測量轉(zhuǎn)站時(shí)，確保精度;在進(jìn)行直線推進(jìn)時(shí)要選擇新的基準(zhǔn)即當(dāng)前位置與設(shè)計(jì)線遠(yuǎn)方位置上任一點(diǎn)所成的線，以此為據(jù)進(jìn)行線形管理。而對于曲線推進(jìn)，則要求盾構(gòu)機(jī)的位置點(diǎn)與遠(yuǎn)點(diǎn)之間的連線與設(shè)計(jì)曲線相切。

結(jié)束語

城市地鐵隧道盾構(gòu)法以其地層適應(yīng)強(qiáng)、速度快、施工質(zhì)量有保證等顯著的優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用，是一種具備安全性和高速度的城市地鐵施工方法，文章對盾構(gòu)法施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施的分析，目的在于提高城市地鐵盾構(gòu)法施工的技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，促進(jìn)城市地鐵建設(shè)的快速發(fā)展。

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