盾构施工衬砌管片质量控制模板.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除论文摘要 盾构施工技术在世界上的发展和应用已有上百年的历史, 当前已经成为一种国际上较为普遍的隧道工程施工方法盾构施工的优劣主要集中在了隧道管片成型质量上其质量问题出主要表现为管片错台、 管片上浮、 管片渗漏水等因此本论文将从姿态控制、 管片选型、 注浆控制三个方面对管片成型质量控制作出详细的分析 关键词: 盾构机 管片成型 质量控制 姿态控制目 录一、 盾构施工衬砌管片拼装简介 1( 一) 盾构施工简介 1( 二) 管片拼装简介 3二、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题及成因 3( 一) 管片拼装质量问题 31． 管片错台 32． 开裂崩缺 43． 渗漏水 4( 二) 管片拼装质量问题的成因 61． 管片错台原因分析 62． 管片开裂崩缺原因分析 63． 管片渗漏水原因分析 7三、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题控制方法 8(一)盾构机姿态的控制 81． 盾构机姿态控制的一般细则 92． 不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制技术 10( 二) 管片选型的控制方法 111． 管片选型的原则 112． 管片选型 133． 影响管片选型的其它因素 16( 三) 注浆控制方法 17四、 结束语 17五、 参考文献: 18盾构施工衬砌管片质量控制一、 盾构施工衬砌管片拼装简介( 一) 盾构施工简介盾构施工法是使用盾构机在地下掘进, 在护盾的保护下, 在机内安全的进行开挖和衬砌作业, 从而构筑成隧道的施工方法。

按照这个定义, 盾构施工法是由稳定开挖面、 盾构机挖掘和衬砌三大部分组成初期的盾构法是用手掘式或机械开挖式盾构机, 结合使用压气施工方法边保证开挖面稳定, 边进行开挖, 在地下水较丰富的地区, 用注浆法进行止漏, 而对软弱地层, 则采用封闭式施工经过多年对盾构技术的研究开发和应用, 已演变成现在非常盛行的泥水式和土压式两种盾构机这两种机型的最大优点是在开挖功能中考虑了稳定开挖面的措施, 将盾构施工法中的三大要素的前两者联系融为一体, 无需辅助施工措施, 就能适应地质情况变化范围较广的地质条件盾构的种类很多,基本上常见的分为两种, 即泥水式盾构、 土压平衡式盾构泥水式盾构在刀盘和隔壁之间形成泥水室, 在主机上或地面上还有分离泥浆和碴土的设备掘进时把泥浆压入泥水室, 泥浆在开挖面上形成不透水的泥膜, 调节泥浆的压力能够控制作用在开挖面的支护力刀盘旋转切削下的碴土由循环的泥浆带出, 再经过泥浆分类设备分离出碴土泥浆式盾构适用的地质范围很大, 从软弱砂质土到砂砾土都可使用, 在工程中应用较多 王晖 谭文 《广州地铁三号线北延段盾构隧道工程施工技术研究》 人民交通出版社 6月土压平衡式盾构和复合式盾构由刀盘和隔壁形成土仓, 依靠土仓中的土压力稳定开挖面, 在遇到不良地质时复合式盾构还能够用向土仓中加入泡沫、 复合材料、 膨润土或压缩空气等辅助材料的方法改进碴土、 稳定开挖面和控制地下水过量渗出。

掘进时土仓中的碴土由开口在隔壁上的螺旋输送机排出, 土仓中的压力与推进速度, 排土速度, 辅助材料的使用量有关复合式盾构的应用面十分广泛, 从比较坚硬的岩层到软弱的砂土层都可使用, 更因为在开挖时能够向开挖面加入辅助材料, 大大提高这种盾构在富水地层中的适应性盾构法施工的概貌如图所示在隧道的一端建造竖井或基坑, 将盾构安装就位盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发, 在地层中沿着设计轴线, 向另一竖井或基坑的孔壁推进盾构推进中所受到的地层阻力, 经过盾构千斤顶传至盾构尾部已经拼装好的衬砌管片上, 再传到竖井或基坑的后靠壁上盾构机是这种施工方法中主要的施工机具2衬砌管片介绍:管片衬砌属于一种装配式隧道衬砌它是由若干预制好的构造块在开挖出的地下空间内拼装成设计的隧道形状, 作为隧道的初期支护衬砌或直接成为隧道的最终结构盾构法隧道衬砌结构式是由若干弧形的管片拼装而成的, 管片与管片之间由螺栓的方式连接管片的分块分布形式是由隧道直径、 结构受力特性、 防水效果以及拼装工艺等诸多因素决定管片拼装是盾构施工衬隧道砌主体, 对隧道工程质量至关重要, 将影响到隧道的使用寿命及防水效果, 因此对管片拼装质量控制十分关键, 管片衬砌是盾构施工最常见的衬砌方式。

二) 管片拼装简介盾构推进结束后, 迅速拼装管片成环除特殊场合外, 大都采取错缝拼装在纠偏或急曲线施工的情况下, 有时采用通缝拼装一般从下部的标准(A型)管片开始, 依次左右两侧交替安装标准管片, 然后拼装邻接(B型)管片, 最后安装楔形(K型)管片拼装时, 盾构千斤顶的收缩按照管片安装的先后顺序进行安装, 连接管片螺栓, 一环管片拼装后, 充分紧固轴向连接螺栓盾构继续掘进后, 在盾构千斤顶推力、 脱出盾尾后土(水)压力的作用下衬砌产生变形, 拼装时紧固的连接螺栓会松弛为此, 待推进到千斤顶推力影响不到的位置后, 用扭矩扳手等, 再一次紧固连接螺栓这样, 一环管片就顺利的拼装完成隧道的成型受很多关键因素控制, 特别是管片拼装, 而管片的拼装也是在有充分的准备下才能进行的二、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题及成因( 一) 管片拼装质量问题 管片拼装问题主要常见以下三种情况: 1． 管片错台 管片错台是管片拼装过程中出现最多的质量问题这包括管片拼装后相邻管片的径向错台和相邻环片环面错台根据《盾构法隧道施工与验收规范( 含条文说明) GB50446- 》管片拼装质量控制要求, 地铁隧道错台允许偏差: 相邻管片的径向错台为5mm, 相邻环片环面错台6mm。

管片错台不但仅会影响成型隧道外观质量, 还会引起管片崩缺破碎、 渗漏水等连锁质量问题, 严重了甚至会造成盾尾刷损坏, 引起连续性盾尾漏浆, 增加盾尾油脂损耗和管片拼装前盾尾清理工作量, 从而进一步影响后续管片拼装质量, 产生质量问题的恶性循环2． 开裂崩缺 管片开裂崩缺是管片在拼装过程中或者拼装完成后, 各块管片之间由于受力问题, 导致管片表层混凝土开裂脱落的质量问题管片拼装质量控制要求 参见, 邹振辉, 《结合广州地铁谈盾构隧道质量控制》, 山西建筑, 11月: 管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象这包括我们能看到的内弧面开裂崩缺, 还有我们看不到的外弧面开裂崩缺管片开裂崩缺对隧道产生的危害比较大,管片损坏后进行修补,修补后的防水性能比原始混凝土差,这样在今后的使用过程中,管片最先损坏的应该是这些以往受过损坏的部位,因此管片的损坏对永久结构的使用寿命有一定的影响下面两幅图是管片开裂和修补3． 渗漏水 管片渗漏水主要表现为裂纹渗水,封顶块漏水,接缝漏水, 螺栓孔漏水等地铁工程不同于普通地下工程, 其使用寿命为1 , 这就要求施工过程中严格控制管片渗漏水, 保证隧道今后长时间的运营使用。

根据要求 参见, 钟志全, 《盾构管片错台分析及措施》, 建筑机械化, 9月, 地铁区间隧道结构防水等级为二级, 顶部不允许渗漏, 其它不允许漏水, 结构表面允许有少量湿渍, 总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000; 任意100㎡防水面积上的湿渍不超过四处, 单个湿渍最大面积不大于0.2㎡另外根据《盾构法隧道施工与验收规范( 含条文说明) GB50446- 》管片拼装质量控制要求: 管片防水密封不得缺损, 防水垫圈不得遗漏, 螺栓拧紧度必须符合设计要求以上两图是管片连接螺栓的螺母未拧紧和错装易导致渗漏水的实例对于渗漏水的管片, 采用了水泥加水玻璃双液注浆进行堵漏如下 ( 二) 管片拼装质量问题的成因1． 管片错台原因分析 ( 1) 线路方面的原因 在小曲率半径地段,易产生错台主要是由于在转弯段推进千斤顶沿垂直隧道轴线方向的横向分力引起错台此类错台主要表现为左右方向错台,隧道腰部错台量最大另外是管片拟合方面产生的几何误差,即用折线(管片)拟合曲线(线路)产生的误差 ( 2) 管片上浮造成错台 由于盾尾内的管片受到约束,而脱出盾尾的管片受到向上的浮力作用,管片环之间产生剪力作用而错台。

此类错台主要表现为竖向错台,隧道顶部、 拱部错台量最大当前的错台主要属于此类错台 ( 3) 注浆偏压造成错台 在进行管片背后二次补注浆,当压力过大时容易出现错台国外曾经出现过在对封顶块进行管片背后二次补注浆时由于压力失控导致封顶块失落并伤人的事故此类错台一般表现为局部管片块的向隧道内部错台 ( 4) 其它原因造成错台 管片选型不当,掘进操作不当,急纠偏,盾构姿态差等也会造成管片错台2． 管片开裂崩缺原因分析 ( 1) 盾构机方面的原因 盾构机盾尾与管片外表面的间隙小管片环轴线与盾尾轴线稍有偏差,即产生盾尾对管片的挤压、 憋压、 拉刮等作用,易造成管片损坏由于管片旋转量积累, 导致千斤顶的分布与管片块接缝不匹配,出现千斤顶撑靴作用在接缝上(骑缝),易导致管片崩角 ( 2) 盾构操作方面的问题 吊运和拼装过程中的碰撞损坏,盾构机姿态控制不好如蛇行或盾构机轴线与管片轴线偏差过大,各组推进千斤顶推力相差过大等 ( 3) 管片上浮方面的原因 随着盾构推进,管片环脱出盾尾后,马上受到浆液或地下水浮力的作用要上浮,而位于盾尾内刚拼装的管片则受到盾尾约束,使管状的隧道结构相当于悬臂梁,在盾尾附近的管片受到的弯矩最大,故管片的开裂往往在脱出盾尾后2环~3环处出现的概率最大。

( 4) 管片环椭变造成裂缝 管片环椭变可由于自重作用、 浮力作用、 注浆偏压等原因造成硬岩段管片环椭变往往表现为”横鸭蛋”式,即管片环上下发生变形发生椭变后,管片环腰部受到负弯矩作用,管片内弧面受压,腰部纵缝相互挤压而易出现崩角、 崩边以及螺栓孔拉裂等损坏;而管片底部、 拱部受到正弯矩作用,管片内弧面受拉,顶部、 底部纵缝张开,接缝外侧相互挤压而易出现崩角、 崩边等损坏由于顶部、 底部接缝崩裂往往出现在接缝外侧,在隧道内难以发现,但此类裂缝对管片止水效果影响大,易产生漏水 5) 管片扭转 管片扭转后,会导致管片端部(千斤顶的作用面)的受压区混凝土开裂或相邻两块管片接缝处崩角破坏3． 管片渗漏水原因分析 (1)管片本身质量原因管片制作和养护过程中出现的质量问题 (2)管片壁后注浆防水壁后注浆实施的好与坏直接影响到隧道的施工质量,注浆的好坏不但影响地面沉降控制, 事实上,注浆也是隧道的第一道防水防线,注浆不足,直接致使接缝防水和管片防水 (3)施工原因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;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;由于盾尾间隙不均匀,管片选型不当,造成间隙过小,使得在掘进过程中造成管片外壁被损坏导致止水条漏水。

由于掘进行程不足或拼装不当,导致封顶块插入困难时止水条破坏而漏水;千斤顶撑靴在顶至管片时摆放不正,使得止水带损坏而漏水,管片损坏、 崩缺漏水三、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题控制方法盾构施工中衬砌管片拼装的质量一定要高标准, 确保万无一失, 盾构的种类很多, 配套使用的管片也不尽相同, 但其掘进时姿态的控制和管片拟合选型的原理是基本相同的其常见的控制方法有盾构姿态控制、 管片选型控制、 注浆控制方法和其它控制方法一)盾构机姿态的控制盾构隧。