盾構(gòu)施工過程質(zhì)量通病分析及預(yù)防

盾構(gòu)施工過程質(zhì)量通病分析及預(yù)防施工過程質(zhì)量通病分析土壓平衡式盾構(gòu)盾構(gòu)推進困難和地面隆起變形原因分析:1、盾構(gòu)刀盤的進土開口率偏小,進土不暢通;2、盾構(gòu)正面地層土質(zhì)發(fā)生變化;3、盾構(gòu)正面遭遇較大塊狀的障礙物;4、推進千斤頂內(nèi)泄漏,達(dá)不到其本身的最高額定油壓;5、正面平衡壓力設(shè)定過大。盾構(gòu)機后退盾構(gòu)停止推進,尤其是拼裝管片的時候,產(chǎn)生后退的現(xiàn)象,使開挖面壓力下降,地面產(chǎn)生下沉變形。而且盾構(gòu)后退過多會嚴(yán)重?fù)p害盾尾密封裝置壽命。原因分析:1、盾構(gòu)千斤頂自鎖性能不好,千斤頂回縮;2、千斤頂安全溢流閥壓力設(shè)定過低,使千斤頂無法頂住盾構(gòu)正面的土壓力;3、盾構(gòu)拼裝管片時千斤頂縮回的個數(shù)過多,并且沒有控制好最小應(yīng)有的防后退頂力。盾尾密封裝置泄漏原因分析:1、管片與盾尾不同心,使盾尾和管片間的空隙局部過大,超過密封裝置的密封功能界限:2、密封裝置受偏心的管片過度擠壓后,產(chǎn)生塑性變形,失去彈性,密封性能下降;3、盾尾密封油脂壓注不充分,盾尾鋼刷內(nèi)侵入了注漿的漿液并固結(jié),盾尾刷的彈性喪失,密封性能下降;4、盾構(gòu)后退,造成盾尾刷與管片間發(fā)生刷毛方向相反的運動,使刷毛反卷,盾尾刷變形而密封性能下降,嚴(yán)重影響盾尾密封壽命;5、盾尾密封油脂的質(zhì)量不好,對盾尾鋼絲刷起不到保護的作用,或因油脂中含有雜質(zhì)堵塞泵,使油脂壓注量達(dá)不到要求。沿隧道軸線地層變形量過大原因分析:1、盾構(gòu)開始掘進后,如不能同步地進行注漿或注漿效果差,則會產(chǎn)生地面沉降;2、盾尾密封效果不好,注漿壓力又偏高,漿液從盾尾滲入隧道,造成有效注漿量不足:3、漿液質(zhì)量不好,強度達(dá)不到要求,不能起到支護作用,造成地層變形量過大;4、注漿過程不均勻,推進過程中有時注漿壓力大,注漿量足,有時注漿量少,甚至不注漿,造成對土體結(jié)構(gòu)的擾動和破壞,使地層變形量過大。同步注漿漿管堵塞原因分析:1、停止注漿的時間太長,留在漿管中的漿液結(jié)硬,引起堵塞;2、漿液中的砂含量太高,沉淀在漿管中,使?jié){管通徑逐漸減小,引起堵塞;3、漿管的三通部位在壓漿過程中有漿液積存,時間長了就沉淀凝固。管片壓漿孔滲漏原因分析:1、壓漿孔的悶頭未擰緊;2、壓漿孔的悶頭螺紋與預(yù)埋螺母的問隙大。管片接縫滲漏原因分析:1、管片拼裝的質(zhì)量不好,接縫中有雜物,管片縱縫有內(nèi)外張角、前后喇叭等,管片之間的縫隙不均勻,局部縫隙太大,使止水條無法滿足密封的要求,周圍的地下水就會滲漏進隧道;2、管片碎裂,破損范圍達(dá)到粘貼止水條的止水槽時,尤其是管片角部碎裂,止水條與管片間不能密貼,水就從破損處滲漏進隧道;3、糾偏量太大,所貼的楔子墊塊厚度超過止水條的有效作用范圍;4、止水條粘貼質(zhì)量不好,粘貼不牢固,使止水條在拼裝時松脫或變形,無法起到止水作用;．5、止水條質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),強度、硬度、遇水膨脹倍率等參數(shù)不符合要求,而使止水能力下降;6、對已貼好止水條的管片保護不好,使止水條在拼裝前已遇水膨脹,管片拼裝困難且止水能力下降。盾構(gòu)隧道上浮原因分析:1、對于盾構(gòu)掘進后的建筑空隙漿液沒有及時填充;2、由于建筑空隙的存在致使地下水、裂隙水的涌入造成隧道上浮;3、漿液凝固時間長;4、盾構(gòu)掘進速度過快;圓環(huán)管片環(huán)面不平整原因分析:1、管片制作誤差尺寸累計;2、拼裝時前后兩環(huán)管片間夾有雜物;3、千斤頂?shù)捻斄Σ痪鶆?使環(huán)縫間的止水條壓縮量不相同;4、糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求;5、止水條粘貼不牢,拼裝時翻到槽外,使與前一環(huán)的環(huán)面不密貼,引起該塊管片凸出;6、成環(huán)管片的環(huán)、縱向螺栓沒有及時擰緊及復(fù)緊。管片環(huán)面與隧道設(shè)計軸線不垂直原因分析:1、拼裝時前后兩環(huán)管片間夾有雜物,使相鄰塊管片間的環(huán)縫張開量不均勻;2、千斤頂?shù)捻斄Σ痪鶆?使止水條壓縮量不相同,累計后使環(huán)面與軸線不垂直;3、糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求;4、前一環(huán)環(huán)面與設(shè)計軸線不垂直,沒有及時地用楔子環(huán)糾正;5、盾構(gòu)推進單向糾偏過多,使管片環(huán)縫壓密量不均勻而使環(huán)面豎直度差?？v縫質(zhì)量不符合要求原因分析:1、拼裝時管片沒有放正,盾殼內(nèi)有雜物,使落底塊管片放不到位或產(chǎn)生上翹、下翻,環(huán)面有雜物夾入環(huán)縫,也會使縱縫產(chǎn)生前后喇叭;2、拼裝時管片未能形成正圓,造成內(nèi)外張角;3、前一環(huán)管片的基準(zhǔn)不準(zhǔn),造成新拼裝的管片位置亦不準(zhǔn);4、隧道軸線與盾構(gòu)的實際中心線不一致,使管片與盾殼相碰,無法拼成正圓,只能拼成橢圓,縱縫質(zhì)量也就無法保證。圓環(huán)整環(huán)旋轉(zhuǎn)原因分析:1、千斤頂編組不合理,使管片受力不均勻,管片產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動;2、管片環(huán)面不正,千斤頂?shù)捻斄Ψ较蚺c環(huán)面不垂直,盾構(gòu)推進時就會產(chǎn)生使管片轉(zhuǎn)動的力矩,導(dǎo)致管片旋轉(zhuǎn);3、拼裝時管片的位置安放不準(zhǔn)確,導(dǎo)致拼裝時形成旋轉(zhuǎn);4、管片上的螺栓孔和螺栓之間由于拼裝需要,一般留有5-8mm的間隙,這樣就給兩環(huán)管片之間相互錯動留有了條件,如果在管片就位時隨意操作,就會引起旋轉(zhuǎn)偏差;5、拼裝時后拼裝的管片與已就位的管片發(fā)生碰撞,使已拼裝的管片發(fā)生移位,如果長時間采用相同的順序拼裝管片,管片向同一方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)偏差,累積的偏差量就較大;連接螺栓擰緊程度沒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求原因分析:1、拼裝質(zhì)量不好,導(dǎo)致相鄰管片之間錯位嚴(yán)重,有的螺栓無法穿進;2、螺栓加工質(zhì)量不好,螺紋的尺寸超差,造成螺母松動或無法擰緊;

3、施工過程中只注意進度，忽視了擰緊螺栓的工作。有時甚至出現(xiàn)螺栓上未及時進行復(fù)緊,尤其是底部、兩肩部位的螺栓,復(fù)緊難度大，往往漏擰。管片碎裂原因分析：在脫模、儲存、運輸過程中發(fā)生碰撞，致使管片的邊角缺損；2、拼裝時管片在盾尾中的偏心量太大，管片與盾尾發(fā)生磕碰現(xiàn)象，以及盾構(gòu)推進時盾殼卡壞管片；3、定位凹凸榫的管片,在拼裝時位置不準(zhǔn),凹凸榫沒有對齊,在千斤頂靠攏時會由于凸榫對凹榫的徑向分力而頂壞管片;如下圖所示：圖2有凹凸榫管片定位不準(zhǔn)導(dǎo)致管片碎裂4、管片拼裝時相互位置錯動,管片與管片間沒有形成面接觸,盾構(gòu)推進時在接觸點處產(chǎn)生應(yīng)力集中而使管片的角碎裂;如下圖所示：千斤國四力 庠卷區(qū).千斤國四力 庠卷區(qū)./全物圖3管片局部接觸應(yīng)力過大而碎裂示意圖5、前一環(huán)管片的環(huán)面不平，使后一環(huán)管片單邊接觸,在千斤頂?shù)耐苿酉滦瓮E蹺板,管片受到額外的彎矩而斷裂。在封頂塊與鄰接塊的接縫處的環(huán)面不平,也是導(dǎo)致鄰接塊兩角容易碎裂的原因；6、拼裝好的鄰接塊開口量不夠在插入封頂塊時間隙偏小如強行插入,則導(dǎo)致封頂塊管片或鄰接塊管片的角崩落;如下圖所示:

千斤頂頂力開口不足營片可能碎裂部位千斤頂頂力開口不足營片可能碎裂部位7、拼裝機在操作時轉(zhuǎn)速過大，拼裝時管片發(fā)生碰撞邊角崩落。管片環(huán)高差過大原因分析：1、管片拼裝的中心與盾尾中心不同心,管片與盾尾相碰,為了將管片拼裝在盾尾內(nèi),將管片徑向內(nèi)移,造成過大的環(huán)高差；2、管片拼裝的橢圓度較大,造成環(huán)高差過大；3、管片的環(huán)面與隧道軸線不垂直,如繼續(xù)上一環(huán)的方向拼裝將會與盾尾相碰,將管片向相反方向位移,造成過大的環(huán)高差；4、管片在脫出盾尾后建筑空隙沒有及時填充,管片在自重的作用下落低,造成環(huán)高差過大。2盾構(gòu)施工過程質(zhì)量通病防治措施土壓平衡式盾構(gòu)盾構(gòu)推進困難和地面隆起變形防治1、合理設(shè)計進土孔的尺寸，保證出土?xí)惩ǎ?、隧道軸線設(shè)計前,應(yīng)對盾構(gòu)穿越沿線作詳細(xì)的地質(zhì)勘查,摸清沿線影響盾構(gòu)推進的障礙物的具體位置、深度,以使軸線設(shè)計考慮到這一狀況；③詳細(xì)了解盾構(gòu)推進斷面內(nèi)的土質(zhì)狀況，以便及時優(yōu)化調(diào)整土壓設(shè)定值、推進速度等施工參數(shù)；④經(jīng)常檢修推進千斤頂,確保其運行良好。⑤合理設(shè)定平衡壓力,加強施工動態(tài)管理,及時調(diào)整控制平衡壓力值。⑥采取輔助技術(shù),盡量采取在工作面內(nèi)進行障礙物清理,在條件許可的情況下,也可采取大開挖施工法清理正面障礙物⑦增添千斤頂，增加盾構(gòu)總推力。盾構(gòu)機后退防治1、加強盾構(gòu)千斤頂?shù)木S修保養(yǎng)工作,防止產(chǎn)生內(nèi)泄漏;2、安全溢流閥的壓力調(diào)定到規(guī)定值;3、拼裝時不多縮千斤頂,管片拼裝到位及時伸出千斤頂?shù)揭?guī)定壓力。4、盾構(gòu)發(fā)生后退,應(yīng)及時采取預(yù)防措施防止后退的情況進一步加劇,如因盾構(gòu)后退而無法拼裝,可進行二次推進。盾尾密封裝置泄漏防治1、嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進的糾偏量,盡量使管片四周的盾尾空隙均勻一致,減少管片對盾尾密封刷的擠壓程度;2、及時、保量、均勻地壓注盾尾油脂;3、控制盾構(gòu)姿態(tài),避免盾構(gòu)產(chǎn)生后退現(xiàn)象;4、采用優(yōu)質(zhì)的盾尾油脂,要求有足夠的粘度、流動性、潤滑性、密封性能。5、對已經(jīng)產(chǎn)生泄漏的部位集中壓注盾尾油脂,恢復(fù)密封的性能;6、管片拼裝時在管片背面塞人海綿,將泄漏部位堵住;7、有多道盾尾鋼絲刷的盾構(gòu),可將最里面的一道盾尾刷更換,以保證盾尾刷的密封性;8、從盾尾內(nèi)清除密封裝置鋼刷內(nèi)雜物。沿隧道軸線地層變形量過大防治1、正確確定注漿量和注漿壓力,及時、同步地進行注漿;2、注漿應(yīng)均勻,根據(jù)推進速度的快慢適當(dāng)?shù)卣{(diào)整注漿的速率,盡量做到與推進速率相符;通過地面監(jiān)測情況調(diào)整注漿量和注漿壓力。3、提高拌漿的質(zhì)量,保證壓注的漿液的強度;4、推進時同時、均勻、經(jīng)常地壓注盾尾密封油脂,保證盾尾鋼絲刷的使用功能。5、根據(jù)地面變形情況及時調(diào)整注漿量、注漿部位,對于沉降大的部位可采用補壓漿的措施;6、損壞的盾尾進行更換,或采用在盾尾內(nèi)墊海綿的方法對盾尾進行堵漏;7、注漿口離盾尾太近引起盾尾漏漿,可采用從管片上進行壁后注漿的方法,減少漿液的滲漏。同步注漿漿管堵塞防治1、停止推進時定時用漿液打循環(huán)回路,使管路中的漿液不產(chǎn)生沉淀。長期停止推進,應(yīng)將管路清洗干凈;2、拌漿時注意配比準(zhǔn)確,攪拌充分;3、定期清理漿管,清理后的第一個循環(huán)用膨潤土泥漿壓注,使注漿管路的管壁潤滑良好;4、經(jīng)常維修注漿系統(tǒng)的閥門,使它們啟閉靈活。5、將堵塞的管子拆下,將堵塞物清理干凈后重新接好管路。管片壓漿孔滲漏防治1、要用扳手?jǐn)Q緊壓漿孔的悶頭;2、在悶頭的螺絲上纏生料帶,以起到止水的作用。3、將悶頭擰出,重新按要求擰緊;4、在壓漿孔內(nèi)注少量水泥漿堵漏,然后再用悶頭悶住。管片接縫滲漏防治1、提高管片的拼裝質(zhì)量,及時糾環(huán)面,拼裝時保證管片的整圓度和止水條的正常工況,提高縱縫的拼裝質(zhì)量;2、對破損的管片尤其是管片角部及時進行修補,運輸過程中造成的損壞應(yīng)在貼止水條以前修補好。對于因為管片與盾殼相碰而在推進或拼裝過程中被擠壞的管片,也應(yīng)原地進行修補,以對止水條起保護作用;3、控制襯墊的厚度,在貼過較厚襯墊處的止水條上應(yīng)按規(guī)定加貼一層遇水膨脹橡膠條;4、應(yīng)嚴(yán)格按照粘貼止水條的規(guī)程進行操作,清理止水槽,膠水不流淌以后才能粘貼止水條:5、采購質(zhì)量好的止水條產(chǎn)晶,在施工過程中定期抽檢止水條的質(zhì)量,產(chǎn)品須檢驗合格方能使用;6、在施工現(xiàn)場加工雨棚等防護設(shè)施,加強對管片的保護。根據(jù)情況也可對膨脹性止水條涂緩膨脹劑,確保施工的質(zhì)量。7、對滲漏部分的管片接縫進行注漿;8、利用水硬性材料在滲漏點附近進行壁后注漿;9、對管片的縱縫和環(huán)縫進行嵌縫,嵌縫一般采用遇水膨脹材料嵌入管片內(nèi)側(cè)預(yù)留的槽中,外面封以水泥砂漿以達(dá)到堵漏的目的。盾構(gòu)隧道上浮防治為了減少隧道的上浮量,使隧道盡快穩(wěn)定,控制隧道可能會發(fā)生上浮的現(xiàn)象,確保隧道的穩(wěn)定。因此采取下列措施:1、施工期間嚴(yán)格控制隧道軸線,使盾構(gòu)盡量沿著設(shè)計軸線推進,每環(huán)均勻糾偏,減少對土體的擾動。2、均衡施工,必要時減慢隧道掘進速度,讓填充的漿液有充足的時間凝固,確保拼裝好的管片穩(wěn)定性。3、根據(jù)推進監(jiān)測的結(jié)果對注漿方案進行針對性的調(diào)整。如調(diào)整注漿部位、注漿量、配制快凝及提高早期強度的漿液等。4、為了正確觀測隧道縱向變形,消除潮汐對隧道的影響,正確地判斷隧道是否穩(wěn)定,必要時采用連通管進行縱向變形監(jiān)測。5、加強對管片的監(jiān)測工作,以指導(dǎo)盾構(gòu)機姿態(tài)調(diào)整,如果出現(xiàn)管片上浮和下沉量突變,則應(yīng)加大監(jiān)測頻次,并采取二次壓注雙液漿的方法對管片進行穩(wěn)定,防止情況進一步惡化。6、在盾構(gòu)剛始發(fā)掘進時,由于盾構(gòu)處于試推進階段,所以盾構(gòu)掘進較慢,有利于隧道的穩(wěn)定。另外,由于試推進本身的目的就在于摸索盾構(gòu)對本標(biāo)段地層的適應(yīng)性,所以在掘進此段時,可以通過加強監(jiān)測,制定相應(yīng)的對策如壁后二次注漿、調(diào)整漿液配比、調(diào)整注漿位置等措施來解決此問題,從而形成一套適用今后盾構(gòu)在本標(biāo)段掘進碰到類似問題的解決辦法。圓環(huán)管片環(huán)面不平整防治1、拼裝前檢測前一環(huán)管片的環(huán)面情況,決定本環(huán)拼裝時糾偏量及糾偏措施;2、清除環(huán)面和盾尾內(nèi)的各種雜物;3、控制千斤頂頂力均勻;4、提高糾偏楔子的粘貼質(zhì)量;5、檢查止水條的粘貼情況,保證止水條粘貼可靠;6、盾構(gòu)推進時騎縫千斤頂應(yīng)開啟,保證環(huán)面平整。7、對于已形成環(huán)面不平的管片,在下一環(huán)及時加貼楔子糾正環(huán)面,使環(huán)面平整。管片環(huán)面與隧道設(shè)計軸線不垂直防治1、拼裝時做好清理工作,防止雜物夾雜在管片環(huán)縫間;2、盡量多開啟千斤頂,使盾構(gòu)糾偏的力變化均勻;3、在施工中經(jīng)常測量管片環(huán)面的垂直度,并與軸線相比較,發(fā)現(xiàn)誤差,及早安排制作楔子糾環(huán)面消除。4、合理地修改管片的排列順序,利用增減楔子環(huán)（曲線管片）來進行糾偏;5、根據(jù)需要糾偏的量,在管片上適當(dāng)?shù)牟课患淤N厚度漸變的傳力襯墊,形成楔子環(huán)，對環(huán)面進行糾正。一般一次加貼襯墊的厚度最厚不超過6mm。偏差大可連續(xù)多環(huán)的糾偏達(dá)到目的;6、當(dāng)垂直度偏差較大,造成管片拼裝極困難,盾殼卡管片嚴(yán)重時,可采用糾偏量較大的剛性楔子。縱縫質(zhì)量不符合要求防治1、拼裝前做好盾殼與管片各面的清理工作,防止雜物夾入管片之間;2、推進時勤糾偏,使盾構(gòu)的軸線與設(shè)計軸線的偏差盡量減少,保證管片能夠居中拼裝,管片周圍有足夠的建筑空隙使管片能拼裝成正圓;3、環(huán)面的偏差及時進行糾正,使拼裝完成的管片中心線與設(shè)計軸線誤差減少,管片始終能夠在盾尾內(nèi)居中拼裝;4、管片正確就位,千斤頂靠攏時要加力均勻,除封頂塊外每塊管片至少要有兩只千斤頂頂住;5、盾構(gòu)推進時騎縫的千斤頂應(yīng)開啟,保證環(huán)面平整。6、用整圓器進行整圓,通過整圓來改善縱縫的偏差;7、管片出盾尾,環(huán)向螺栓再進行一次復(fù)緊,可改善縱縫的變形。管片被周圍土體包裹住以后,橢圓度會相應(yīng)地減小,縱縫壓密程度提高,此時對螺栓進行復(fù)緊可取得較好的效果;8、采用局部加貼楔子的辦法,作縱縫質(zhì)量的糾正。圓環(huán)整環(huán)旋轉(zhuǎn)防治1、控制好盾構(gòu)推進的姿態(tài),千斤頂編組情況要使推力的變化均勻,調(diào)整好管片環(huán)面的角度,減少推進過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩;2、拼裝管片時管片要放置正確,千斤頂靠攏時要有足夠的頂力使管片不發(fā)生相對滑動;3、拼裝機操作時要動作平緩,旋轉(zhuǎn)緩慢,這樣有利于拼裝的準(zhǔn)確性;4、對已成環(huán)的管片的旋轉(zhuǎn)情況要經(jīng)常進行測量,并及時糾正;5、經(jīng)常變換管片拼裝的順序。6、利用管片之間可相互錯動的余地,在落地塊管片拼裝時,管片縱向螺栓穿進后,利用拼裝機鉗著管片向需要糾正的方向旋轉(zhuǎn)一個角度,然后靠攏千斤頂,并擰緊縱向螺栓。以落底塊管片為基準(zhǔn),正確拼裝其余管片,就可使整環(huán)管片向相反的方向旋轉(zhuǎn)一個角度。連續(xù)數(shù)環(huán)管片拼裝時采用這種方法,可使旋轉(zhuǎn)誤差得到糾正。連接螺栓擰緊程度沒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求防治1、提高管片拼裝質(zhì)量,及時糾正環(huán)面不平或環(huán)面與隧道軸線不垂直度等,使每個螺栓都能正確地穿過手孔;2、嚴(yán)格控制螺栓的加工質(zhì)量,定期抽查,發(fā)現(xiàn)問