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1、盾构法隧道施工质量通病及防治讲座(下 篇),深圳市地铁集团有限公司 罗人宾,2013-3-15,主 要 内 容（下篇）,4,隧道压浆,5,6,管片拼装,管片防水施工,四、隧道压浆,4.1浆液质量不符合质量标准,、现象 在盾构推进过程中，由于注浆浆液质量不好，使注浆效果不佳，引起地面和隧道的沉降。、原因分析（1）注浆浆液配合不当，与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应；（2）拌浆计量不准，导致配合比例误差，时浆液质量不符合要求；（3）原材料质量不合格；（4）运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。,四、隧道压浆,4.1浆液质量不符合质量标准,1.3、预防措施（1）根据盾构的形
2、式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经济效益正确设计浆液配比，并通过实验使其符合施工要求；（2）应在满足合理的精度前提下，考虑使用简单可靠的计量器具。同时应保养好计量器具，定时做检定。发现计量器具精度误差超标，应及时矫正或换新；（3）对拌浆机的质量进行有效的管理，保证各种材料采购的渠道，并附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检；,四、隧道压浆,4.1浆液质量不符合质量标准,（4）拌浆机设备的工作环境差，使用中应注意定期维修保养，经常清洗拌浆机。如在使用中机械发生故障应及时修复，不能让设备带病作业；（5）浆液的输送应视浆液的性能而定，选择合理的输送方法。用管路输送时，管子的直径
3、要适当；用拌浆车输送时，车上的拌浆机应有充分的搅拌能力；（6）加强对拌制后浆液的检测，要确保浆液的质量符合施工所需。,四、隧道压浆,4.1浆液质量不符合质量标准,、治理方法（1）不符合要求的浆液重新进行拌浆（2）不符合质量要求的原材料不得使用（3）如浆液经使用确认配比设计不合理，应及时作配合比的设计和试验，最后决定出实际就使用的配合比；（4）更换浆液运输设备，以适应浆液性能及压浆工艺。,四、隧道压浆,4.2沿隧道轴线地层变形量过大,、现象沿隧道轴线地层变形过量，引起地面建筑物或地下管线损坏。、原因分析（1）盾构开始掘进后，如不能同步的进行注浆或注浆效果差，则会产生地面沉降；（2）盾尾密封效果不
4、好，注浆压力又偏高，注浆从盾尾渗入隧道，造成有效注浆量不足；（3）浆液质量不好，强度达不到要求，不能起到支护作用，造成地层变形量过大、过载而疲劳断裂，气动元件失灵。（4）注浆过程不均匀，推进过程中有时注浆压力大，注浆量足够，有时注浆量少甚至不注浆，造成对土体结构的扰动和破坏，使地层的变形量过大。,四、隧道压浆,4.2沿隧道轴线地层变形量过大,、预防措施（1）正确确定注浆量和注浆压力，及时、同步的进行注浆；（2）注浆应均匀，根据推进进度适当的调整注浆的速率，尽量做到与推进速率相符；（3）根据本节“一、浆液质量不符合质量标准”所述的措施，提高拌浆的质量，保证压注的浆液的强度；（4）推进时同时、均匀
5、、经常地压注盾尾密封油脂，保证盾尾钢丝刷的使用功能。,四、隧道压浆,4.2沿隧道轴线地层变形量过大,、治理方法（1）根据地面变形情况及时调整注浆量、注浆部位，对于沉降大的部位可采用补压浆的措施；（2）损坏的盾尾进行更换，或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏；（3）注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆，可采用从管片上进行壁后注浆的方法，减少浆液的渗漏。,四、隧道压浆,4.3 单液注浆浆管堵塞,现象 采用单液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。原因分析（1）停注浆的时间过长，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞；（2）浆液中的砂含量太高，沉淀在浆管中使浆管通径逐渐减小，
6、引起堵塞；（3）浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存，时间长了就沉淀凝固。,四、隧道压浆,4.3 单液注浆浆管堵塞,、预防措施（1）停止推进时定时用浆液打循环回路，使管路中的浆液不产生沉淀。长期停止推进，应将管路清洗干净；（2）拌浆时注意配比准确，搅拌充分；（3）定期清理浆管，清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的管壁润滑良好；（4）经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活。治理方法 将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理干净后重新接好管路。,四、隧道压浆,4.4 双液注浆浆管堵塞,、现象 双液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。、原因分析（1）长时间未注
7、浆，浆管没有清洗，浆液在管中结硬堵塞管子；（2）两种浆液的注压泵压力不匹配，B液的压力太高而进入A液的管路，引起A液管内浆液结硬，堵塞管子；（3）管路中有直管时，清洗球无法清洗到该部位，使浆液沉淀而结硬。,四、隧道压浆,4.4 双液注浆浆管堵塞,、预防措施（1）每次注浆结束都应清洗浆管，清洗浆管时应将橡胶清洗球取出，不能将清洗球遗漏在管路内引起更厉害的堵塞（2）压力和流量的平衡；（3）对于管路中存在分叉的部分，清洗球清洗不到，应经常性用人工对此清洗。、治理方法 将堵塞部位的注浆管路拆卸下来进行清洗，然后重新安装恢复压浆。,五、管片拼装,5.1 圆环管片环面不平整,、现象 同一环管片在拼装完成后
8、迎千斤顶一侧环面不在同一平面上，不同块之间有凹凸现象存在，给下一环的拼装造成影响，导致环向螺栓穿进困难，并造成管片碎裂等问题。、原因分析（1）管片制作误差尺寸累积；（2）拼装时前后两环管片间有杂物；（3）千斤顶的顶力不均匀，使环缝间的止水条压缩量不相同；（4）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；（5）止水条粘贴不牢，拼装时翻到槽外，与前一环的环面不密贴，引起该块管片突出；（6）成环管片的环、纵向螺栓没有及时拧紧或复紧。,五、管片拼装,5.1 圆环管片环面不平整,、预防措施（1）拼装前检测前一环管片的环面情况，决定本片拼装时的纠偏量及纠偏措施；（2）清除环面和盾尾内的各种杂物；（3）控制千斤顶顶
9、力均匀；（4）提高纠偏楔子的粘贴质量；（5）检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴可靠；（6）盾构推进时骑缝千斤顶应开启，保证环面平整。、治理方法 对于已经形成环面不平的管片，在下一环及时加贴楔子纠正环面，使环面平整。,五、管片拼装,5.2管片环面与隧道设计轴线不垂直,、现象 平整完成后盾管片迎千斤顶的一侧整环环面与盾构推进轴线垂直度偏差超出允许换位，造成下一环管片拼装困难，并影响到盾构推进轴线的控制。原因分析（1）拼装时前后环管片间夹有杂物；使相邻两块管片间的环缝张开量不均匀；（2）千斤顶的顶力不均匀，使止水条压缩量不相同，累计后使环面与轴线不垂直；（3）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；（
10、4）前一环环面与设计轴线不垂直，没有及时的用楔子环纠正；（5）盾构推进单向纠偏过多，使管片环缝压密量不均匀而使环面竖直度差。,五、管片拼装,5.2管片环面与隧道设计轴线不垂直,、预防措施（1）拼装时做好清理工作，防止杂物夹杂在管片缝隙间；（2）尽量多开启千斤顶，使盾构纠偏的力变化均匀；（3）在施工中经常测量管片环面的垂直度，并与轴线相比较，发现误差及时安排制作楔子纠正环面；（4）提高纠偏楔子的粘贴质量；（5）检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴可靠；,五、管片拼装,5.2管片环面与隧道设计轴线不垂直,、治理方法（1）合理的修改管片的排列顺序，利用增减楔子环（曲线管片）来进行纠偏；（2）根据需要
11、纠偏的量，在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫，形成楔子环；（3）注意调整注浆泵的压力，对于已发生泄漏、压力不足的泵及时更换，保证两种浆液对环面进行纠正。一般一次加贴衬垫的厚度不超过6mm，偏差大可进行连续多环的纠偏达到目的；（4）当垂直偏差较大，造成管片拼装极困难，盾壳卡管片严重时，可采用纠偏量较大的刚性楔子。,五、管片拼装,5.3 纵缝质量不符合要求,、现象 纵缝质量表现在同环相邻的管片相互位置发生变动，致使纵缝出现了前后喇叭、内外张角、內弧面产生踏步、纵缝过宽、两块管片相对旋转等质量问题。对隧道的防水、管片的受力都造成危害。、原因分析（1）拼装时管片没有放正，盾壳内有杂物，使拱底块管
12、片放不到位或产生上翘、下翻，环面又杂物夹入环缝，也会使纵缝产生前后喇叭；（2）拼装时管片未能形成正圆，造成内外张角；（3）前一环管片的基准不准，造成新拼装的管片位置也不准；（4）隧道轴线与盾构的实际中心线不一致，使管片与盾壳相碰撞，无法形成正圆，只能拼装成椭圆，纵缝质量也就无法保证。,五、管片拼装,5.3 纵缝质量不符合要求,、预防措施（1）拼装前做好盾壳与管片各面的清理工作，防止杂物夹入管片间；（2）推进时勤纠偏，使盾构轴线与设计轴线的偏差尽量减少，保证管片能够居中拼装，管片周围有足够的建筑空隙使管片能够拼装成正圆；（3）环面的偏差及时进行纠正，使拼装完成的管片中心线与设计轴线误差减少，管片
13、始终能够在盾尾内居中拼装；（4）管片正确就位，千斤顶靠拢时要加力均匀除封顶块外每块管片至少要有，两只千斤顶顶住；（5）盾构推进时骑缝的千斤顶要开启，保证环面平整。,五、管片拼装,5.3 纵缝质量不符合要求,、治理方法（1）用整圆器进行整圆，通过整圆来改善纵缝的偏差；（2）管片出盾尾，环向螺栓再进行一次复紧，可改善纵缝的变形。管片被周围土体包裹住以后，椭圆度会相应的减小，纵缝压密程度提高，此时将螺栓进行复紧可取得较好的效果；（3）采用局部加贴楔子的办法，作纵缝质量的纠正。,五、管片拼装,5.4 圆环整环旋转,、现象 拼装成环的管片与设计要求的拼装位置相比较，旋转了一定的角度，使盾构的后续车架及电
14、机车轨道的铺设不平整，影响设备的运行，也增加了封顶成环的拼装难度。、原因分析（1）千斤顶编组不合理，使管片受力不均匀，管片产生相对转动；（2）管片环面不正，千斤顶的顶力方向与环面不垂直，盾构推进时就会产生使管片转动的力矩，导致管片旋转；（3）拼装时管片的位置安装不准确，导致拼装时形成旋转；,五、管片拼装,5.4 圆环整环旋转,（4）管片上的螺栓孔和螺栓之间由于拼装需要，一般留有58mm的间隙，这样就会给两环管片间相互错动留了条件，如果在管片就位时随意操作，就会引起旋转偏差；（5）后拼装的管片与已经就位的管片发生碰撞，使已经拼装的管片发生移位，如果长时间采用相同的顺序拼装管片，管片向同一方向发生
15、旋转偏差，累积的偏差量就会较大。,五、管片拼装,5.4 圆环整环旋转,、预防措施（1）控制好盾构推进的姿态，千斤顶编组情况要使推力的变化均匀，调整好管片环面的角度，减少推进过程中产生的转动力矩；（2）拼装的管片要放置正确，千斤顶靠拢时应有足够的顶力使管片不发生相对的滑动；（3）拼装机操作时要动作平缓，旋转平缓，这样有利于拼装的准确性；（4）对已经成环的管片的旋转情况要经常进行测量，并及时纠正；（5）经常变换管片的拼装顺序。,五、管片拼装,5.4 圆环整环旋转,、治理方法 利用管片之间可相互错动的余地，在拱底块管片拼装时，管片纵向螺栓穿进后，利用拼装机钳着管片向需要纠正的方向旋转一个角度，然后靠
16、拢千斤顶，并拧紧纵向螺栓。以拱底为基准，正确拼装其余管片，就可使整环管片向相反方向旋转一个角度。连续数环管片拼装时采用这种方法，可使旋转误差得到纠正。,五、管片拼装,5.5 连接螺栓拧紧程度没达到标准要求,、现象 螺栓的拧紧力矩未达到要求，有些螺母用手就能拧动。双头螺柱一头超出螺母另一头缩入螺母，使螺纹的有效连接长度不能保证，严重时个别的螺栓没有穿进。、原因分析（1）拼装质量不好，导致相邻管片之间错位严重，有点螺栓无法穿进；（2）螺栓加工质量不好，螺纹的尺寸超、差，造成螺母松动或无法拧紧；（3）施工过程中只注意进度，忽视了螺栓拧紧的工作，有时甚至出现螺栓上未套螺母的情况；（4）未及时进行复紧，
17、尤其是底部和两肩部位的螺栓，复紧难度大往往漏拧。,五、管片拼装,5.5 连接螺栓拧紧程度没达到标准要求,、预防措施（1）提高管片拼装质量，及时纠正环面不平或环面与隧道轴线不垂直等使每个螺栓都能正确的穿过螺孔；（2）严格控制螺栓的加工质量，定期抽查，发现问题及时更换。不符合质量要求的螺栓应予以退换；（3）加强施工管理，做好自检、护检、抽检工作，确保螺栓穿进及拧紧的质量。、治理方法（1）未穿入螺栓的管片，可采用特殊工具对螺栓孔进行扩孔，使螺栓可以穿过；（2）对不能穿过的孔换用小直径、等强度的螺栓；（3）加工专用平台，对隧道的所有连接螺栓进行检查和复紧。,五、管片拼装,5.5 管片碎裂,、现象 拼装
18、完成的管片有缺角掉边和裂缝，使结构强度受到影响，且产生渗漏。、原因分析（1）管片在脱模、储存、运输过程中发生碰撞，导致管片的边角缺损；（2）拼装时管片在盾尾中的偏心量较大，管片与盾尾发生磕碰现象，以及盾构推进时盾壳卡坏管片；（3）定位凹凸榫的管片，在拼装时位置不准，凹凸榫没有对齐，在千斤顶靠拢时会由于凸榫对凹榫的径向分力而顶坏管片；（4）管片拼装时相互位置错动，管片与管片间没有形成正面接触，盾构在推进时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂；,五、管片拼装,5.5 管片碎裂,（5）前一环管片的环面不平，使后一环管片单边接触，在千斤顶的作用下形同跷跷板，管片受到额外的弯矩而断裂。在封顶块与邻接块
19、的接缝处的环面不平，也是导致邻接块两角容易碎裂的原因；（6）拼装好的邻接块开口量不够，在插入封顶块时间隙偏小，如强行插入将导致封顶块管片或邻接块管片的角崩落；（7）拼装机在操作时转速过大，拼装时管片发生碰撞，边角崩落。,五、管片拼装,5.5 管片碎裂,、预防措施（1）管片运输过程中，使用弹性的保护衬垫将管片与管片之间隔离开，以免发生碰撞而损坏管片。在起吊的过程中要小心轻放防止损坏管片的边角；（2）管片拼装时要小心谨慎，动作平稳，减少管片的撞击；（3）提高管片拼装的质量，及时纠正环面不平整度、环面与隧道设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题；（4）拼装时将封顶管片的开口部位留得稍大一些，使封顶块能
20、顺利的插入；（5）发生管片与盾壳碰撞，要在下一环盾构推进时立即进行纠偏。,五、管片拼装,5.5 管片碎裂,、治理方法（1）因运输损坏的管片要进行修补后才能使用，修补需采用与原管片相应的材料进行修补；（2）在井下吊运过程中损坏的管片，如损坏范围大，影响止水条的部位的，应予以更换。如损坏范围小可在井下修补后使用；（3）推进过程中被盾壳拉坏的管片，应立即进行修补，保证止水效果；（4）內弧面有缺损的管片进行修补时，所用的材料要与原管片强度等级相同，以保证强度和减少色差。,五、管片拼装,5.7错缝拼装管片碎裂,、现象 错缝拼装的管片在拼装和盾构推进过程中产生裂缝，深圳断裂的情况。、原因分析（1）管片环面
21、不平整，相邻管片迎千斤顶面有交错现象，使后拼上的管片受力不均匀，管片的表面会出现裂缝，盾构的推力较大时会顶坏管片；（2）拼装时前后两片管片间有杂物，使相邻管片前后不平整，后拼装的管片在推进时就可能会被顶断；（3）管片有上翘或下翻，时管片局部受力，造成破碎；（4）封顶块管片插入时，由于管片开口不够而使管片受到挤压产生破裂。,五、管片拼装,5.7错缝拼装管片碎裂,、预防措施（1）每环管片拼装时都应对环面平整情况进行检查，发现环面不平及时的加贴衬垫予以纠正，使后拼上的管片受力均匀；（2）及时调整管片环面与轴线垂直度，使管片在盾尾内能居中拼装；（3）拼装前做好清理工作；（4）对于管片存在上翘或下翻的情
22、况，在局部加贴楔子进行纠正；（5）封顶块拼装前，调整好开口尺寸，使封顶块顺利插入到位。,五、管片拼装,5.7错缝拼装管片碎裂,、治理方法（1）拼装完成即发现环面严重不平的管片，应立即拆下，重新制作楔子后再拼装，提高环面平整度；（2）对产生裂缝的管片进行修补，将损伤的混凝土凿除，再用修补管片的混凝土进行修补；（3）已经断裂的管片，根据情况采取特殊措施或将断裂的管片换掉。,五、管片拼装,5.8 管片环高差过大,、现象 拼装完成的两环管片间內弧面不平，环高差过大。、原因分析(1)管片拼装的中心与盾尾中心不同心，管片与盾尾相碰撞，为了将管片拼装在盾尾内将管片径向内移，造成过大的环高差；（2）管片拼装的
23、椭圆度较大，造成环高差过大；（3）管片的环面与隧道的轴线不垂直，如继续上一环的方向拼装将会与盾尾相碰，将管片向相反方向位移，造成过大的环高差；（4）管片在脱出盾尾后建筑空隙没有及时填充，管片在自重的作用下落低，造成环高差过大。,五、管片拼装,5.8 管片环高差过大,、预防措施（1）将管片在盾构内居中拼装，使管片不与盾构相碰；（2）保证管片拼装的整圆度；（3）纠正管片环面与隧道轴线的不垂直度；（4）及时、充足地进行同步注浆，用同步注浆的浆液将管片托住，减少环高差；（5）严格控制盾构推进轴线和盾构姿态，确保管片能拼于理想的位置上。、治理方法 拼装过程中发现新拼装的管片与前一环管片的环高差过大，可拧
24、松连接螺栓，逐块调整管片管片的位置。,五、管片拼装,5.9 管片椭圆度过大,、现象 拼装完成的管片的水平直径和垂直直径相差过大，导致椭圆度超过标准。、原因分析（1）管片的拼装位置中心与盾尾的中心不同心，管片无法在盾尾内拼装成正圆，只能拼装成椭圆形；（2）管片的环面与盾构轴线不垂直，使管片与盾构的中心不同心；（3）单边注浆使管片受力不均匀。,五、管片拼装,5.9 管片椭圆度过大,、预防措施（1）经常纠正盾构的轴线，使盾构沿着设计轴线前进，管片能居中拼装；（2）经常纠正管片的环面，使环面与盾构轴线垂直，管片始终跟随着盾构的轴线，使管片与盾尾的建筑空隙保持均匀。（3）注浆时注意注浆管的布置位置，使管
25、片均匀受力。5.9.4、治理方法（1）采用楔子环管片纠正隧道的轴线，使管片的拼装位置处在盾尾的中心；（2）控制盾构纠偏，使管片能在盾尾内居中拼装；（3）待管片脱出盾尾后，由于四周泥土的挤压力近似相等，使椭圆形管片逐渐恢复圆形，此时对管片的环向螺栓进行复紧，使各块管片的连接可靠。,六、管片防水施工,6.1 管片压浆孔渗漏,、现象 管片压浆孔处渗漏，压浆孔周围有水渍，压浆孔周围混凝土有钙化斑点。、原因分析（1）压浆孔的闷头未拧紧；（2）压浆孔的闷头螺纹与预埋螺母的间隙大。、预防措施（1）要用扳手拧紧压浆孔的闷头；（2）在闷头的丝口上缠生胶带，以起到止水的作用。治理方法（1）将闷头拧出，重新按要求拧
26、紧；（2）将压浆孔内注少量水泥浆堵漏，然后再用闷头闷住。,六、管片防水施工,6.2 管片接缝渗漏,、现象 地下水从已经拼装完成的管片的接缝中渗漏出来进入隧道。、原因分析（1）管片拼装的质量不好，接缝中有杂物，管片接缝有内外张角、前后喇叭等，管片之间的缝隙不均匀，局部缝隙太大，止水条无法满足密封的要求。周围的地下水就会渗漏进隧道；（2）管片碎裂、破损范围达到粘贴止水条的止水槽时，止水条与管片间不能密贴，水就从破损处渗漏进隧道；（3）纠偏量太大，所贴的楔子垫块厚度超过止水条的有效范围；,六、管片防水施工,6.2 管片接缝渗漏,（4）止水条粘贴质量不好，粘贴不牢固，使止水条在拼装时松脱或变形，无法起
27、到止水作用；（5）止水条质量不符合质量标准，强度、硬度、遇水膨胀倍率等不符合要求，而使止水能力下降；（6）对已贴好止水条的管片保护不好。使止水条在拼装前已遇水膨胀，管片拼装困难且止水能力下降。,六、管片防水施工,6.2 管片接缝渗漏,、预防措施（1）提高管片的拼装质量及时纠正环面，拼装时保证管片的整圆度和止水条的正常工况，提高纵缝的拼装质量；（2）对破损的管片及时进行修补，运输过程中造成的损坏应在贴止水条以前修补好。对于因为管片与盾壳相碰而在拼装或推进过程中被极坏的管片，也应原地进行修补，以对止水条起保护作用；控制衬垫的厚度，在贴过较厚衬垫处的止水条上应按规定加贴一层遇水膨胀橡胶条；（4）应严
28、格按照粘贴止水条的规定进行操作，清理止水槽，胶水不能流淌以后才能粘贴止水条；,六、管片防水施工,6.2 管片接缝渗漏,（5）采购质量好的止水条产品，在施工过程中定期抽检止水条的质量，产品需检验合格方能使用；（6）在施工现场加防雨棚等防护设施，加强对管片的保护。根据情况也可对膨胀性止水条涂缓膨胀剂，确保施工的质量。、治理方法（1）对渗漏部分的管片接缝进行注浆；（2）利用水硬性材料在渗漏点附近进行壁后注浆；（3）对管片的接缝和环缝进行嵌缝，嵌缝一般用遇水膨胀材料嵌入管片内侧预留的槽中，外面封以水泥砂浆以达到堵漏的目的。,结束寄语：态度决定高度！细节决定成败！,后篇：1、盾构施工的掘进技术！1）如何在复合地层中建立动态平衡；2)在全断面岩层中盾构掘进的技术；3）花岗岩球状风化或巨大漂砾的处理技术；4）上软下硬 中掘进主要风险和对策；5）盾构过砂层的掘进技术；6）盾构过断层技术；7）盾构的纠偏技术；2、盾构施工的辅助技术！1）压气作业技术；2）盾构进出洞及过站技术；3）添加剂的使用；4）衬背注浆技术；5）地面建筑物保护和地下 障碍物处 理技术；6）洞门加固技术；3、复合地层盾构施工技术难点及对策！1）螺旋的喷涌及防治政策；2）泥饼的成因及防治措施；3）盾构机核心部 件的维护；4）换刀技术；,
