盾构隧道管片开裂、上浮、错台原因论文
关于盾构管片上浮、中线偏差、管片破裂问题分析及解决方法简介
关于盾构管片高程偏差、管片破裂原因及解决方法简介2012年9月11日作者：风流无情在盾构隧道过程中，最容易出现的问题是盾构姿态问题。
中线偏差，以及高程偏差。
我自己认为中线偏差一般不会出现什么过大的偏差，这个以后再论。
从8月16日大连地铁某区间左线始发到现在80环处，前后两次出现高程偏差较大，而且伴随着管片破裂。
通过这两次管片姿态测量和对管片破损程度的观察，认为造成这种现象的根本原因是管片拼装问题。
从根本上来说，管片破裂其实就是力学问题，管片之所以会破裂，是因为他所受的力超过了其最大强度，从而导致管片破裂。
此次破裂有几个特点，一、管片破裂主要沿左侧连续破裂；二、左侧管片错台严重，错台现象为管片中间凸起而两边平整；三、管片破裂伴随着管片上浮；四、中线偏差基本正常首先，我从力学方面分析。
管片受力破坏有如下几个原因；一、因液压千斤顶推力过大而导致破裂；二、液压千斤顶两侧推力差较大，导致管片偏心受压，从而导致推力小的管片内侧因挤压而破坏；三、由于盾尾间隙过小，管片脱离盾尾时，由于盾尾刷的挤压而破坏；四、管片拼装成为鸡蛋形状，管片左侧受拉，右侧受压。
当盾构机掘进时，根据单轴抗压分析，受拉的管片极易破碎，从而导致管片边角以及边崩裂。
第一第二两种情况可以从盾构机推进参数上直接得出，无需多讲，而第三种情况也可通过每一环掘进完后用钢尺量出气盾尾间隙。
关键是第四种情况的分析，管片为何能拼装成如此形状。
第一种情况通过量测盾尾间隙基本排除，因为盾尾间隙左侧大而右侧小，随着管片拼装左侧有增大局势，右侧有减少局势，而管片连续破碎是在左侧。
且管片两侧盾尾间隙之和在减小，这种情况只能说明一点管片拼装成了椭圆形。
要是椭圆形，那么管片不会只有一侧破裂，而且是盾尾间隙较大的一侧，且是连续破裂。
所以，还有另一种可能，就是拼装成了如图1.我自己认为拼成这种图形的起因是右侧某一块标准块朝外有个角度，也就是右侧在人为因素下拼装成外八字，而左侧管片在右侧拼装成外八字前提下被动的被一环一环的拉长，从而造成管片左侧的连续错台，而且是管片两侧必须压低中心凸出，管片左侧整体受拉的情况。
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施 高伟
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施高伟发表时间：2018-05-24T17:23:57.303Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：高伟[导读] 摘要：衬砌管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题，一直困扰着盾构隧道的施工。
中铁上海工程局城市轨道交通工程分公司上海市 201900摘要：衬砌管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题，一直困扰着盾构隧道的施工。
针对宁波地铁3号线一期体育馆站到明楼站区间盾构隧道施工过程中出现的管片上浮问题，分析了盾构掘进过程中管片上浮的原因，并从地质条件、注浆方法、浆液选择、注浆参数控制、隧道上覆土、盾构姿态入手，提出了施工、设计过程中控制衬砌管片上浮的对策和针对性措施，为盾构隧道的施工和设计提供了参考。
关键词：盾构隧道管片；上浮原因分析；应对措施引言地铁盾构掘进施工过程中，管片上浮问题比较突出，部分项目甚至严重到需设置调坡以适合线路设计，造成了较大的工期及经济损失。
为了确保地铁隧洞线型满足设计及保证工程质量，需将管片上浮位移量控制在规定的合理范围内。
盾构掘进时管片的上浮主要是因为管片抗浮能力不足所引起，管片上浮问题受到多种复杂因素的影响，包括水文地质、工程地质、掘进工法及工艺措施、管片构造、管片后压浆等。
本文依托此项目的工程实例，从盾构工法特征、盾构作业姿态及管片后压浆等多方面着手，对管片上浮问题产生的原因进行了系统的分析及研究，并采取针对性施工对策及措施，很好地控制了管片的上浮[1]。
1管片上浮的危害隧道管片的局部上浮会带来一系列连锁反应：①由于管片上浮直接影响成型隧道的轴线偏差，并引起了衬砌结构侵入隧道的建筑限界；②管片上浮会引起管片间的错台，使纵向连接螺栓受剪，出现管片裂缝，严重着会剪断纵向连接螺栓，影响结构安全；③螺栓的剪断或管片间出现裂缝和错台等，都可能破坏管片的防水结构，进而引起渗漏。
不及时补救，破坏程度蔓延，某些地层中可能出现严重的管涌、流沙等事故；④上覆土受土体自重和管片上浮力的影响，产生局部裂缝或压缩现象，严重者会出现贯通裂缝，如果地层不透水，加之上覆土也受到浮力作用的影响，上覆荷载相应减小，无疑增加了隧道管片的上浮幅度；⑤在同步注浆的施工中，由管片上浮引发的上覆土裂缝会使浆液外流，注浆量也会明显增加，裂缝中水的补给会阻碍浆液凝固，更不利于上浮现象的改善；⑥千斤顶顶在管片上为盾构掘进提供所需的推力，如果局部管片上浮，将会导致盾构推进施工时上浮管片和临近管片的偏心受力，管片内力重新分布，甚至会引发管片裂缝或更严重的破坏；⑦因局部管片上浮导致的纵向连接螺栓受到的剪力会传输给相邻的管片上，致使管片内力重新分布，而且同样可能引发管片裂缝或更大的破坏。
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施
8 8 丨工程机械与维修
及 时 填 充 空 隙 ，就 会 出现管片上浮现象。 2 . 3 衬砌背后注浆质量
对 管 片 衬 砌 结 构 进 行 壁 后 注 浆 时 ，随着注浆压力提高上 浮 现 象 也 逐 渐 明 显 。衬 砲 背 后 注 浆 主 要 目 的 有 三 ：一是防止 地 层 变 形 ，二 是 确 保 管 片 受 力 均 匀 和 变 形 的 稳 定 ，三是提高 随道的抗渗性。及时填充管片背后环形建筑空隙是解决管片 位 移 的 关 键 。管 片 脱 出 盾 尾 后 ，管片一边受到 盾 尾 的 约 束 不 能 上 浮 ，另一边受到凝固的壁后注浆的约束也不能上浮。管 片 脱 出 盾 尾 后 ，若 同 步 注 浆 压 力 不 足 或 者 注 浆 强 度 不 能 达 标 ， 管片在浆液浮力作用下仍会产生上浮现象。 2 . 4 掘进参数及姿态控制
大 量 的 蛇 形 运 动 增 加 了 盾 构 前 进 的 “抬 头 ”及 “栽 头 ” 现 象 ，同 时 过 量 超 挖 形 成 了 一 定 空 间 。有 关 文 献 131研究表 明 ：一 般 在 软 岩 地 层 中 管 片 上 浮 较 小 ；在 黏 土 、硬质地层 中 隧 道 上 浮 较 大 。通 常 地 下 水 发 育 的 硬 质 地 层 ，下坡处的 管片上浮现象往往更加明显。 2 . 2 管片与围岩间建筑空隙
盾 构 法 隧 道 的 管 片 成 型 安 装 质 量 的 好 坏 ，直接影响到 随 道 线 型 是 否 满 足 设 计 轴 线 和 建 筑 界 限 的 要 求 m 。盾构施 工 过 程 中 会 受 地 质 、水 、同 步 浆 液 等 因 素 的 影 响 ，管片脱 出 尾 盾 后 ，经 常 会 发 生 管 片 向 上 位 移 现 象 ，即所谓的管片 上 浮 |21。管 片 上 浮 会 造 成 成 型 姿 态 超 限 ，严重时影响线路 设 计中隧道的高程、走 向 和 净 空 ，同时增加施工成本。
2009-0616-03盾构隧道管片上浮与对策综述
。但多是根据具体
工程经验， 分析管片上浮的具体原因或单一原因。管 片上浮是多种因素作用的结果， 本文从建立管片上浮 理论模型着手， 系统地分析管片上浮的原因。
１ 管片上浮原因分析
根据国内外盾构隧道施工的实践经验， 淤泥质地 层， 隧道上浮相对较大； 而粉砂土或砂土层， 隧道上浮 相对较小； 岩石地层， 如果裂隙发育， 地层含水量大， 渗 透性高， 往往管片上浮较大。对于强度低的软弱地层， 如果隧道覆土厚度小于 １ Ｄ， 在盾构掘进过程中， 由于 注浆压力大于隧道所承受的上覆水土压力， 地层整体 抗浮不足， 引起地表隆起， 从而加剧隧道整体上浮。广 深港客运专线狮子洋隧道盾构在流塑性淤泥质地层掘
６ ］ ７ ］ 的改进纵向等效连续化模型 ［ 、 三维骨架模型 ［ 及朱
合华等提出的梁 － 接头不连续模型与管片环间剪切模 型等。
３ 控制盾构隧道管片上浮的措施
在实际工程中， 根据工程地质条件、 壁后注浆、 管 片接头形式、 盾构姿态、 隧道坡度、 盾构直径、 隧道覆土 厚度等， 预先制定管片上浮的控制措施与对策， 在施工 过程中加强管片位移监测， 及时调整相应措施， 避免管 片产生较大上浮而引发的工程质量事故。对控制管片 上浮， 目前主要采用以下措施： １ ） 采用胶凝时间可调的塑性浆液。浆液胶凝时 间与施工速度相匹配， 同时应具有抗地下水的稀释性，
第 ６期 皮景坤，等 ： 盾构隧道管片上浮与对策综述
６ １ ７
力方向不垂直， 同时管片底部作用力比上部大的多， 所 以管片承受较大的偏心荷载， 从而引起管片向上位移。 而且管片在脱出盾尾过程中承受较大的盾尾侧向压 力， 使管片产生上浮或错台。盾构姿态控制与地层性 质、 司机操作水平等有很大关系。在软弱地层， 由于盾 构刀盘较重， 盾构机可能始终处于“ 栽头” 状态， 或在 软硬不均地层， 盾构姿态控制难度较大。盾构沿设计
盾构隧道管片开裂原因分析及应对措施.docx
盾构隧道管片开裂原因分析及应对措施彭飞，田文杰(北京长城贝尔芬格伯格建筑工程有限公司，100028 北京)摘要：广州地铁3号线北延某标段盾构施工中，多次出现管片碎裂情况，经统计分析，碎裂类型可分为管片崩角、崩边破损，短边通长破损和螺栓孔位置破损三类。
根据管片破损类型，分析其形成原因。
主要有操作人员操作不当和掘进参数控制不当。
因此，提高施工中操作人员的熟练程度，加强掘进过程中对参数的控制管理，可以避免或减少管片破损。
广州地铁3号线北延某标段盾构施工中，多次出现管片碎裂情况，经统计分析，碎裂类型分为三类，以下分析每～类管片破裂原因，并提出相应防治措施。
l 管片崩角、崩边破损管片崩角、崩边出现位置无明显规律(图1)，该类破损面积较小、深度浅，一般不会造成漏水，易修补，因此危害较小。
1．1 原因分析盾构隧道管片为钢筋混凝土结构，其开裂主要由受力不均或受力过大造成。
在施工过程中，管片的受力状态与设计不完全一致。
盾构机掘进过程中管片承受着千斤顶顶力、盾尾密封刷作用力和衬砌背后注浆压力等。
在这些荷载的相互作用下，盾构管片出现了不同的受力特征。
通过分析，总结了造成管片出现上述开裂现象的原因有如下几种。
1．1．1 管片环面不平整造成管片环面不平整的主要原因有：管片制作精收稿日期：2009—08—22作者简介：彭飞(1978一)，男(满族)，辽宁凌海人，北京长城贝尔芬格伯格建筑工程有限公司，广州地铁3号线北延段施工6标副总工程师．北京市朝阳区两坝河南路1号金泰大厦16层，图1 管片崩角、崩边破损位置不慈(a)布置图一；(b)布置图二；(c)破损位置展开图度存在误差，管片纠偏时贴片不平整，盾构机推进时各区的千斤顶推力大小不等，管片之间的环缝压缩量不一致等。
因管片环面不平整，盾构机千斤顶作用于管片上将产生较大的劈裂力矩而造成管片开裂。
1．1．2 千斤顸撑靴损坏或重心偏位盾构机通过千斤顶作用于管片上向前掘进，在千- 1014·建筑技术第40卷斤顶与管片接触处设置撑靴以减小管片压力，撑靴损坏后管片局部压力增大造成管片损坏或出现裂缝。
盾构施工管片上浮分析与控制
盾构施工管片上浮分析与控制的研究摘要：盾构施工中的管片上浮幅度控制是确保隧道线型符合设计要求的关键，本文结合沈阳地铁一号线施工管片上浮控制的工程实例，从盾构工法特性、同步注浆工艺、盾构姿态控制等方面着手，对盾构施工中管片上浮的原因进行了分析研究，并提出了相应的控制措施。
关键词：盾构施工管片上浮分析控制1前言管片上浮是指管片脱离盾尾后产生向上运动的现象。
在盾构施工中，管片上浮情况时有发生，它受盾构工程地质及水文地质条件、盾构工法特性、同步注浆工艺、盾构姿态控制及线路走向等因素影响。
管片上浮一是可造成盾构隧道的“侵限”，二是在管片的端面产生剪切应力，造成管片的错台、开裂、破损和漏水，降低管片结构的抗压强度和抗渗能力。
因此，盾构隧道管片上浮控制是确保隧道质量重要环节。
2管片上浮的环境特征2.1从地层地质情况来看，管片上浮在软土、沙砾层、硬岩地段的施工中均有发生，且地层越硬上浮情况越严重。
其次，在上软下硬地层中引起的管片上浮较严重。
2.2从线路特征来看，在变坡点，尤其是在竖曲线的最低点，管片上浮比较严重。
2.3从管片上浮影响范围来看，一般是10～15环连续出现上浮情况。
2.4从管片上浮的速率和快慢来考虑，在脱出盾尾后24h内，数值一般可以达到稳定值的2/3, 随后管片上浮速度有所减慢，在24～48h上浮值为稳定值的1/4～1/3, 在48h后管片基本稳定。
3管片上浮的因素分析3.1盾构工法特性的影响为保证盾构的顺利前行和盾尾刚性结构强度需求，盾构机的切削直径与隧道管片的外径有一定的差值，形成环形空间。
当管片脱出盾尾后，如果不及时进行同步注浆填充此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，给管片的上浮提供了可能的条件。
盾构隧道是空心的筒体，在混凝土自重作用下有下沉的趋势，但在全断面地下水压力作用下，防水性能优良的管片隧道则有上浮的趋势。
以盾构隧道外径6.0m、内径5.4m、宽1.2m的管片为例(砼比重ρ取2400kg/m3)：管片混凝土自重g=ρ×g×v=2400×9.8×6.45≈151(kn)水浮力 f=ρw×g×vw=1000×9.8×36.2≈333(kn)可见管片混凝土自重g小于水浮力f，而拱顶土体施压在管片结构上需要时间，这就解释了在拼装管片初期为何隧道上浮较快的原因。
盾构施工中常见问题分析及防治措施
盾构施工中常见问题分析及防治措施盾构施工过程中，管片上浮、管片错台、管片渗水三类问题是严重影响成型管片的质量与美观。
本文结合施工过程中，对管片错台、管片上浮、管片渗水产生原因加以分析，并提出相应防治措施，以提高盾构隧道的使用效果和延长隧道使用寿命。
一、管片上浮管片上浮是指管片脱离盾尾后,在受到集中应力后产生向上运动的现象。
《规范》规定盾构掘进中线平面位置和高程允许偏差为±50mm。
管片拼装偏差控制为±50mm。
隧道建成后，中线允许偏差为高程和平面为±100mm，且衬砌结构不得侵入建筑限界。
由此推算管片上浮允许值与盾构姿态、管片姿态密切相关，因此均应限制在±30mm以内才能保证不侵限，并使管片外侧得到均匀的注浆回填。
1、上浮的原因及分析结合在合肥轨道交通一号线望湖城至葛大店盾构区间的施工经验，可从以下四个方面来分析管片上浮的原因。
（1）同步注浆不饱满，从而存在上浮空间盾构区间圆形隧道（管片）外径6.0m，内径5.4m，管片厚度300mm，管片宽度1.5m，分块数为6块（管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成）。
盾构机与管片之间存在着150㎜的建筑空隙，如果同步注浆不饱满，使管片外侧与土层之间的间隙没有及时有效地充填，就必然出现管片上浮的空间。
其次，在同步注浆不饱满时，地层土软硬不同，产生的管片上浮情况也不同。
一般情况下，软地层不容易上浮，而硬地层却有空间导致管片上浮。
这是因为在掘进过程中，对于软地层，上部松软地层土的自稳性差，会因为自重、存在空隙而有相对的下沉，从而使因注浆不饱满造成的管片和土层之间的剩余空隙基本消失。
硬地层由于自稳能力强，完整性好，能很好的控制自身沉降。
使管片有足够的上浮空间和时间，且地层越硬，管片上浮的情况越严重。
（2）过量超挖盾构机在掘进过程中的隧道轴线与理论轴线有一定的差值，在掘进过程中时时在调整盾构机的姿态，盾构机走的线形是“蛇形”。
浅谈盾构施工管片质量控制
浅谈盾构施工管片质量控制摘要：随着社会经济的飞跃发展，城市人口迅速增加，城市现有的公共交通设施已经无法满足城市发展所需，地铁的修建能够很大程度上环节城市交通的压力，我国的大中等经济发达的城市都修建地铁来改善城市交通问题。
盾构法在隧道的施工方法上得到很好的应用并得到了长足的发展，而管片作为盾构施工中隧道的主体结构，一旦发生错台、渗漏、破裂等问题都造成隧道的质量问题，并极大的影响到隧道的使用寿命，给人们带来巨大的安全隐患，阻碍经济的发展。
本文就盾构施工管片的质量问题进行分析和探讨，从而提供一些盾构施工管片质量的控制方法和措施。
关键词：盾构施工；管片；质量控制隧道管片问题分析管片错台隧道盾构法施工中发生管片错台问题，不仅仅会造成隧道的外观，而且会极大的影响到隧道的使用寿命和质量安全，并且在恶劣的环境下会发生管片破裂、管片渗漏等一系列的恶性问题，给隧道的安全造成了巨大的威胁。
管片错台主要是因为管片拼装后出现管片之间弧面不平整的情况。
它分为两种形式，相邻管片之间和同一环相邻管片之间的弧面不平整情况，相邻管片之间的不平整称为纵向错台，而同一环相邻管片之间的弧面不平整则称为环向错台。
管片错台现象的发生会造成管片渗漏和破裂的情况，使隧道出现严重的质量问题并降低隧道的使用寿命。
管片渗漏隧道盾构施工中管片渗漏现象的出现也是由于管片错台情况构成的，一般在隧道盾构施工中，管片拼装之后的防水措施主要是采用三元乙丙橡胶弹性密封垫，在每一块管片侧面的相同位置通过一圈三元乙丙橡胶弹性密封垫进行密封，并且利用相邻及同一环管片之间的相互挤压使三元乙丙橡胶密封垫接触压密来达到防水止水的效果。
施工中一般采用的是宽度为34毫米左右的三元乙丙橡胶弹性密封垫，但是管片拼装后错台一旦达到15毫米，三元乙丙橡胶弹性密封垫的压密性会受到极大的影响，从而在地下水压较大的情况下发生管片渗漏的情况。
管片破裂管片破裂的问题在盾构施工中出现的非常普遍，主要是因为隧道盾构施工过程中隧道的管片在盾构机千斤顶极大的反作用力以及周围土体压力的巨大压力下管片出现裂缝的情况，而且刚刚拼装好不久的管片上出现错台现象，是相邻管片之间出现巨大的应力，这样就会造成管片的破裂，甚至是崩角等质量。
浅析盾构施工管片破损原因和监督要点
图 １
２ ． ２管片破损原因分析
由于影响管片破损的 因素非 常多 ， 导致不 同区间隧道的管
片破损原因不尽相 同， 以本 区间为例 ， 主要有 以下几方面原 因。
２ ． ２ ． １ 地质条件原 因 ①本区间 Ｋ ４ ＋ ８ ８ ２ ． ７ ２ ４ －Ｋ ５ ＋ ０ １ ２ ． ５ ８ １段 属 于超 潜 埋地 段 施工 ， 管片拼装 成环脱 出盾 尾后 ， 由于压力 作用导 致管 片整体
管
理
点位于凤 阳路站北端 。区间穿越地层 主要为弱膨胀粘土层 ， 地
下水 以上层滞水为主 ， 分部无规 律。
占 ～
２ 管片破损危 害及原 因分析
２ ． １盾构 隧道管片破损危害
可 能会 导致渗漏水 ， 会 对供 电系统接触 网造成损 害 ， 影响
车辆使 用和行车安 全 ， 严 重的管片开裂 、 破损还威 胁到 隧道 的
损原 因非 常复杂 ，但是 大多数的原 因都 是可 以采 取措施消 除 的， 而且 因为隧道施工只进不退 ， 无法返工 ， 所 以预 防隧道质 量 问题是关 键所 在。
安 徽
综上所述 ， 各个 区间由于人员 、 机械 、 地质 的不 同 ， 管 片破 建
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ８ — ２ ８ 作 者简介 ： 胡子丰 （ １ ９ ８ ４ － ） ， 男， 安徽 合肥人 ， 工程 师 ， 主要从 事城 市轨 道 交通建设工程质量安全监督 工作 。
安
徽
建
筑
２ ０ １ ４年 第 ５期 Байду номын сангаас 总１ ９ ９期 ）
浅析盾构 施工管片破损原 因和监督要
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｓｅ ｇ ｍｅ ｎ ｔ Ｄａ ｍａ ｇ ｅ Ｒｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｕ ｐｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｐｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｓｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
地铁盾构施工管片错台原因论文
浅谈地铁盾构施工管片错台原因分析及控制措施【摘要】由于城市化进程的发展，地下轨道交通的建设也在马不停蹄的进行着，在其建设过程中，区间隧道施工是作为地铁施工的重要工作内容，其施工过程质量控制越来越受到参建各方的高度关注，其中盾构管片施工质量是其控制的重要内容。
1、管片错台及其引起的相关问题管片错台是指管片拼装后同一环相邻管片或者相邻环管片之间内弧面不平整的现象，管片错台不仅影响隧道的外观质量，而且会导致管片破裂。
2管片错台原因分析2.1管片拼装不规范管片拼装是控制管片错台重要的环节，管片拼装工人的操作熟练程度及责任心直接影响管片拼装完的成型质量。
2.2盾构机姿态控制盾构机的姿态变化直接影响到盾尾间隙的变化，实际掘进时盾构机围绕设计轴线呈蛇形前进，如果盾构机的姿态控制不好，盾构机的运动轨迹波动幅度过大，盾尾因急纠、猛纠而产生较大的径向位移，而在连接螺栓的作用力下管片的空间形态已基本由上环管片所决定，这就必然导致管片与盾尾之间的间隙不均匀。
2.3管片选型在区间小半径曲线段掘进或盾构急纠转弯时，若管片楔形量不能满足管片转弯需求，拼装施工中转弯环排版错误等，均会造成管片前端面与盾构掘进方向不垂直。
2.4管片上浮管片上浮有时可造成管片连续错台，尤其在泥岩地层中。
壁后浆液往往因为初凝时间较长而产生大于管片自重的上浮力，此时如果没有立即采取防止隧道管片上浮的措施，隧道管片的上部就会发生连续的“叠瓦式”错台。
3、成型管片错台防控措施3.1调整地层盾构掘进参数在盾构掘进过程中，通过试掘进总结参数指导现场施工。
3.2盾构姿态控制及纠偏实际掘进时盾构机围绕设计轴线呈蛇形前进，姿态控制应做到勤纠、缓纠，在隧道轴线控制在设计允许偏差范围内前提下，尽量使盾构机掘进轨迹保持平顺，避免盾构机姿态突变。
3.3同步浆液调整确保管片脱出盾尾时形成的空隙量与注浆量平衡，尽量避免壁后浆液被地层水稀释而降低浆液性能。
3.4二次注浆二次注浆采用水泥、水玻璃双浆液，水灰比1：1水泥浆搅拌而成，水泥浆：水玻璃为3：1，初凝时间调为10～20s。
南京地铁盾构管片开裂原因及整治措施探讨
原不规则裂缝
注浆针头位置
灌注改性环氧结构胶
V 槽宽度 20
150~200
再注入压缩空气，只要发现漏气，就要立即作密封处理。 五是灌浆。在开展灌浆作业前，需对施工工具进行仔
细、严谨地检查，确保无任何异常后才能灌浆。具体来讲， 利用已配装的注浆嘴，采用改性环氧树脂材料进行化学灌浆， 并利用先进、成熟的 KT-CSS 控制灌浆工法来最大限度地 提高注浆饱满度，确保这项指标不低于 95% 标准。在进行 压浆时，需保证实施的压力介于 0.2 ～ 1MPa 之间，同时密 切观察排气情况，只要发现有纯浆排出，就需要马上堵死灌 浆嘴。待所有灌浆嘴都流出浆液后，堵住浆嘴，再持续压注 5min，关上转芯阀门。完成灌浆操作后，需马上拆除管道， 并用丙酮对使用过的管道、设备进行全面、彻底的清洁处理。
4.2 管片壁后注浆
采用控制灌浆技术对管片壁后的存水空腔进行充填灌
管片
改性非固化橡胶材料
图 3 管片拼接缝渗漏水整治
4.4 管片裂缝整治
目前，灌注改性环氧树脂已成为管片裂缝整治的理想 解决方法。概括来讲，这种新;M 2021.04 271
用户·施工 CONSUMERS & CONSTRUCTION
采用 50cm 短钻杆钻孔，如未钻通至围岩，再采用 1.5m 的长钻杆，直至达到施工要求。在现场施工中，为降低孔隙 率和透水率，还要开展充填水泥基灌浆料作业。在本工程中， 建议选用当前备受业界人士推崇与青睐的 KT-CSS 控制灌浆 工法。但要注意，在作业时要保证注浆压力不超过 1.0MPa。
水泥基灌浆料填充完成后，拆除注浆孔注浆阀，清理 管片注浆孔，采用水泥砂浆封闭补实，再填充聚硫密封胶 进行外表封闭。
用户·施工 CONSUMERS & CONSTRUCTION
盾构施工时管片产生裂缝的原因及对策
盾构施工时管片产生裂缝的原因及对策摘要:管片作为盾构隧道的主体结构，其开裂必将造成隧道的质量问题，并最终影响地铁隧道的使用寿命。
本文通过对隧道管片在盾构掘进施工时产生裂缝原因的分析，并提出相应的对策对指导施工具有重要意义关键词:盾构隧道管片开裂防治措施随着社会经济的发展城市人口增多、规模变大现有的城市交通已经不能满足城市发展的需要.经济发达的城市开始修建地铁工程盾构施工技术普遍应用于地铁工程中。
盾构法施工的隧道衬砌方式有两种:单层装配式衬砌和多层混合式衬砌。
在盾构施工中.主要采用单层装配式衬砌.衬砌为钢筋混凝土管片构成盾构隧道的主体结构承受四周土体的荷载。
1盾构施工过程中出现的管片开裂盾构掘进施工过程中隧道管片在盾构机千斤顶反作用力及同步注浆压力和周围土体的压力作用下部分管片出现裂缝裂缝的位置主要位于隧道中部以上其中隧道拱顶占多数。
管片裂缝为纵向裂缝有两种类型:1 .1前开裂裂缝从管片前端开裂并向后延伸(见图I) ，主要集中在隧道拱顶位置。
1.2后开裂裂缝从管片后端开裂并向前延伸(见图2)，此类裂缝主要在隧道的两腰部位或偏上位置。
2管片开裂的原因分析盾构隧道管片为钢筋混凝土结构其开裂主要为受力不均或受力过大所造成。
在施工过程中，管片的受力状态与设计所考虑的不完全一致盾构机掘进过程中管片承受着千斤顶顶力盾尾密封刷的作用力和衬砌背后注浆的浆液压力等在这些荷载的相互作用下使盾构管片出现了不同的受力特征。
通过对现场观察了解结合其它地铁工程中的经验造成管片出现上面开裂现象的主要原因可能有如下几种:2 .1盾构机千斤顶总推力较大作用于管片上的力是造成管片开裂的最基本因素其中盾构推进过程中总推力过大是致使管片开裂的最直接原因。
目前，国内地铁盾构隧道施工中，淤泥质粘土层中总推力为8000 ~12000kN;细砂土地层中总推力为12000 ~15000kN，当总推力过大时，对于养护不好并且配筋小的管片则有可能开裂。
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施摘要：主要依托大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间富水硬岩地层施工，结合其他盾构隧道施工经验，通过对地质特性、盾构掘进姿态、浆液性能及注浆工艺等造成管片的上浮原因进行了详细的分析并给出了相应的过程控制方法与事后处理措施，成功地控制管片上浮，确保了成型隧道质量。
关键词：盾构隧道，富水硬岩，管片上浮，应对措施1前言管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题，管片上浮会直接导致管片破裂、管片拼装困难及防水隐患等工程质量问题，因此，管片上浮控制是确保隧道线型符合设计要求、满足隧道建筑界限及保障成型隧道质量的关键。
以大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间富水硬岩地层施工为背景，对盾构掘进过程中管片产生的上浮现象、原因及施工对策进行了分析研究，并从多方面提出了针对性措施，为制定控制管片上浮的措施提供参考和依据。
2工程概述大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间工程右线长1648.262m，左线长1707.939 m。
盾构区间平面线路出西安路站后沿南北向向南，通过半径为300m的曲线转入偏东西方向，再通过半径450m曲线接入黄河路，到达交通大学站。
右线隧道从始发井至中间风井均穿越中风化钙质板岩，中间风井至交通大学主要穿越强、中风化辉绿岩，局部为中风化钙质板岩。
左右线隧道全隧顶板均在水位线以下，全隧穿越地层节理裂隙发育，地下水类型主要为基岩裂隙水，主要赋存于中风化岩层中，略具承压性，水量丰富。
图1 区间平面图3管片上浮原因大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间工程主要穿越强、中风化钙质板岩，围岩稳定，含水量大。
盾构在施工过程中管片均出现了不同程度的上浮现象，尤其在过马栏河时管片上浮量达到100mm以上，管片错台、破裂及漏水现象伴随着反生。
3.1管片上浮客观条件盾构机的切削刀盘直径与隧道衬砌管片外径的差值，以及盾构掘进过程中产生的超挖，使得管片外侧与地层间存在一个环形盾尾施工间隙，这是造成隧道衬砌管片产生位移的一个外部条件。
盾构管片开裂及错台分析
盾构管片开裂及错台分析摘要: 本文以地铁盾构项目施工过程中盾构机械、地质水文环境、联络通道开挖、洞内注浆等情况下管片的开裂及错台的产状及分布为基础，分析了裂缝及错台产生的原因，并简述了目前常用的控制盾构管片裂缝及错台的防护措施。
关键词：盾构、管片、开裂、错台一、概述隧道及地下空间的大发展，促进了盾构法施工技术的进步，盾构法具有掘进速度快、质量优、对周边环境影响小、施工相对安全等优点。
目前城市地铁盾构隧道一般采用结构内径φ5400mm，外径φ6000mm，1封顶块+2临接块+3标准块的拼接形式，弯螺栓连接错缝拼装钢筋混凝土平板型φ300mm厚单层管片衬砌，环纵向接头为10处，按36°等角度布置，接缝防水采用密封垫沟槽内置高弹性三元乙丙橡胶密封垫，在一般情况下，成型快，防水良好，但也存在整体性相对较差的情况，在软土富水地区施工管片上浮以及联络通道破除管片、特别情况需洞内注浆、不均匀施工堆载等情况下，造成隧道局部位移变形，管片开裂及错台，给拼装带来困难并对防水构成隐患，直接影响盾构工程的正常施工及安全运营。
二、裂缝及错台的分布在盾构施工过程中，在特定情况下（除管片生产过程中质量问题造成的裂缝及破损），伴随隧道的上浮、局部扭转、侧向位移等出现管片开裂及错台具有一些特点，结合实际项目中的裂缝及错台监测情况及以往研究者的文献报告，综合如下：（1）管片横向裂缝主要出现在开裂管片的中部，与隧道轴线方向基本平行，开裂较严重的管片一般从中部环向向两接缝端出现5-7条贯通缝，缝间距20cm左右，中部裂缝最为严重，通常的情况下这类裂缝不会影响隧道结构的使用，但严重时，管片表面延裂缝出现渗水，表明裂缝较深，开展深度超出橡胶防水带，影响结构的使用，甚至可能降低隧道的防水等级。
（2）由于管片错缝拼装的结构特点，纵向管片的横向贯通缝呈现隔环相同部位管片出现，横向隔块出现的特点，以某施工项目为例，统计开裂管片21环，开裂较严重的管片5环，主要贯通裂缝均呈现纵向隔环横向隔块出现的特点，表明盾构管片接缝处的弯矩传递符合铰的特点，其管片内开裂裂缝分布类似纯弯简直梁。
论文盾构工法管片常见问题及原因分析
盾构工法管片常见问题分析摘要：本文就土压平衡时盾构工法中存在的管片问题及其产生的原因进行了分析，并相应地提出了一些措施。
关键词：管片错台管片渗漏管片上浮管片下沉1、前言盾构工法隧道掘进过程中，管片的问题直接影响着成型隧道的外观和质量。
本文结合了合肥市TJ11标工程实例，就盾构工法中常见的管片问题进行了分析，并提出一些相应的防治措施。
2、工程概况合肥市轨道交通2号线土建TJ11标段包含2站2区间：石莲北路站、创新大道站、石莲北路站～创新大道站区间、创新大道站～振兴路站区间。
石莲北路站、创新大道站与其附属基坑采用明挖顺作法施工；石莲北路站～创新大道站区间、创新大道站～振兴路站区间均采用盾构法进行施工。
TJ11标区间线路总平面图2-12.1区间工程概况（1）石莲北路站～创新大道站区间石莲北路站～创新大道站区间自长江西路石莲北路路口，沿长江西路向东敷设，在长江西路创新大道站路口进入创新大道站。
本工程位于合肥市主干道长江西路，两侧以七层以下多层建筑为主，本区间内无高层建筑。
长江西路为双向八车道，宽度约45m，是合肥市东西方向主要通道之一，车流量大。
路两侧有各类管线，埋深一般小于4m。
区间起讫里程：右线YSK14+548.641～YSK15+199.947，全长651.306m；左线ZSK14+548.641～ZSK15+199.947，全长651.306m。
本段共计有2段平面曲线，曲线半径均为2500m，线间距12m～15m。
区间内无间断。
区间在YSK14+874设联络通道。
区间线路由不同坡率的单面上坡组成，线路随里程增加方向上升。
从石莲北路站东站线分界起，由西向东线路纵断面组成为21.4m长2‰上坡，280m长7.951‰上坡，320m长15‰上坡，30m长2‰上坡。
区间埋深：隧道顶部埋深9.5～11.1m。
（2）创新大道站～振兴路站区间创新大道站～振兴路站区间主要沿长江西路敷设。
区间起讫里程：右线YSK15+477.447～YSK16+727.776，全长1250.329m；左线ZSK15+477.447～ZSK16+727.776，长链0.231m，全长1250.560m。
盾构法隧道施工管片破损原因分析
一、工程概况象秀区间上行线于2014.9.13日贯通，本段施工范围为象峰站～秀山站盾构区间工程，由象峰始发，上行线SK0+576.167～SK1+647.000共1070.833m、892环，象峰站～秀山站区间自秀峰路上的象峰站始发，沿着秀峰路过无名河桥、无名箱涵一直到达蓝山四季门口的秀山站。
本区间线间距从13.5m变化到18.9m；纵断面为单面坡，最大纵坡10.5‰，最小纵坡4.98‰，区间隧道覆土最大厚度10.2m，最小厚度4.4m。
在SK1+112.2设1座联络通道，位于直线段，线间距为13.5m，联络通道上覆土层厚度约9.9m。
盾构掘进地层主要为⒀a残积土、⒁全风化岩层，二.管片破损情况管片破损在隧道衬砌的内外两侧均有发生，衬砌外侧一般发生在管片与盾构机外壳的接触部位，以拱底块、封顶块居多，内侧一般发生在管片的角部、隧道底部，隧道清洗后发现隧道底部破损较多，尤其是200-500环，共破损116处，破损率达38.6%.三、破损原因分析1、盾构机在姿态微调的过程中管片千斤顶与管片环之间存在一定夹角，造成应力集中导致砼块破裂，如图1.拼装质量不好造成管片错台，管片间应力集中使管片破损，如图2.盾尾泥沙太多，拼装前没有清理干净，底部管片拼装后下面全是泥沙，管片间夹有沙粒，管片易破损。
盾尾清泥照片3.上行线推进过程中，有时测量系统发生故障，盲推会使盾构姿态有较大变化，管片容易破损4.管片螺栓没有及时复紧，推进过程中管片稳位造成管片破损四、管片修复目前上行线已基本完成修补，现在正组织修补人员对修补部位进行打磨。
五、经验总结1、应及时对盾尾进行清理，保证盾尾清洁。
2、管片拼装应遵循先下后上，左右交叉、最后封顶块的安装原则，拼装手应灵活运用管片安装微调器，待安装的管片块与已安装管片块的内弧面应平顺，螺栓孔对正。
3、盾构掘进时严格控制盾构机的姿态，特别在曲线段，盾构机应缓慢掘进、勤纠、少纠以控制盾构机的每环纠偏量，防止盾构机轴线与隧道管片轴线间的夹角过大和管片四周盾尾间隙不均匀。
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盾构隧道管片开裂、上浮、错台原因论文
【摘要】盾构施工中，管片的开裂通常是由于受力不均、螺栓连接不当、曲线掘进时的“卡壳”现象等引起，一般通过采用盾构姿态控制、注浆浆液配比与注浆工艺、千斤顶撑靴重心偏位控制等方式来控制管片开裂。
引言
在盾构施工中，盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。
盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
盾构管片的受力分析是盾构隧道设计和施工的技术难题。
在盾构施工中，常常会遇到盾构管片结构开裂、上浮、错台等问题，给拼装带来困难并对防水构成隐患，直接影响盾构工程的正常施工及安全运营。
由于盾构隧道的管片开裂、上浮、错台问题在很长一段时间内，没有得到足够的重视。
随着盾构法隧道施工技术和技术标准的发展，管片上浮对施工质量和运营的问题以及错台引起的管片开裂、拼装困难和防患等问题对施工和运营的影响开始凸现出来，甚至管片的开裂和接头的渗水问题，不仅增大了施工和维护的困难，而且影响了工程质量和隧道安全合理的管片计算模型能有助于更好的研究管片的结构受力。
本文将分析管片开裂、上浮、错台等问题的原因并提出相应的处理措施，为以后的盾构施工提供参考。
1.管片开裂原因及处理措施
1.1管片开裂原因
1）管片受力不均
当纠偏、管片拼装质量差、环缝夹泥时，管片环面不佳，引起管片受力不均，从而导致应力集中部位的管片破碎。
盾构推进时推进力通过油泵衬垫传递到管片上，油泵衬垫与管片接触部位是应力集中区，如果衬垫面不平整或者衬垫面与管片环面存在夹角，就会造成管片破碎。
2）管片螺栓连接不当
在盾尾脱出管片，管片螺栓连接的过程中也会由于操作不当造成管片的破损，开裂。
3）曲线掘进时的“卡壳”现象
在曲线段的掘进过程中，管片环心与盾构无法保持同心，当管片环面与盾构推进方向存在夹角时，其合力作用方向部位的管片容易破碎。
盾构推进过程也是不断纠偏过程。
该区间隧道进入曲线段后，管片外弧与盾尾内壁间的距离沿环向分布不均匀，造成一侧间距很小，而另一侧间距较大，这时易产生“卡壳”现象，即两者碰在一起。
盾构机一推进，就会造成管片一定部位破碎。
1.2处理措施
1）盾构姿态控制
盾构掘进过程中，盾构姿态与曲线段不匹配，致使盾壳挤压管片开裂、整圆器顶压管片开裂。
与此同时，推进千斤顶在管片端面作用不均匀顶力，盾壳通过盾尾刷对管片产生挤压，从而使整环总体变
形；过量的蛇形运动造成频繁的纠偏，纠偏的过程就是管片环面受力不均的过程。
因此，必须控制好转弯地段的盾构姿态，宜缓慢掘进，慎重纠偏。
2）注浆浆液配比与注浆工艺
注浆液的配比、初凝时间、注浆量的多少等都会影响管片安装后的稳定性。
管片在约束条件不好的情况下，易发生变形，会出现管片开裂。
所以，应根据管片上浮规律和盾构推进姿态合理选择注浆孔位、注浆量和注浆压力。
3）千斤顶撑靴重心偏位控制
千斤顶撑靴重心与管片中心线位置不吻合时，管片由于受力不均造成管片开裂。
造成千斤顶撑靴重心偏位的因素有：管片没有居中拼装、盾尾刷结块硬化以及盾构姿态控制不好等。
其相应对策有：更换千斤顶撑靴，使新撑靴的推力重心始终与管片中心线保持一致，同时争取做到居中拼装。
2.管片上浮原因及处理措施
2.1管片上浮原因
（l）单液浆的初凝时间太长。
一般都超过10H，特别是当掘进距离较长时，这一段隧道有充足的时间上浮；（2）浆液的稠度不能有效的抑制和约束隧道上浮；（3）超挖空间大；（4）同步注浆不充分。
能够及时填充管片与地层间环形空隙、控制地层变形、稳定管片结构、控制盾构掘进方向，加强隧道结构自防水能力，对建筑空隙采用盾尾内置的注浆管进行同步注浆；（5）围岩地层中水量丰富，地下动水携
带着浆液流到前方的密封土舱，隧道上浮的空间没有被有效填充；（6）盾构机主体、后配套设备和电瓶车的动（震动）静荷载不仅造成浆液离析，而且是盾构机主体和后配套设备之间的过渡段，同时存在垂直受力和水平分力作用的工况；（7）隧道坡度的转换。
2.2处理措施
1）改变注浆稠度
对同步注浆进行多配比试验，尽可能地提高注浆液的稠度及固体物质的含量，增加泥水的含量等，以提高浆液与隧道之间的粘结力，从而抵御隧道管片上浮。
2）控制盾构机的轴线
在施工过程中，实现降低盾构机的轴线到一适当限度，当管片退出盾壳后，尽管隧道整体上浮了，但仍然保证对到中线不至于侵入限界。
3）双液垂直同步注浆
为了避免管片上浮发生，在调整注浆液无效的情况下，采用双液垂直同步注浆是一种比较好的选择。
由于加快注浆液的初凝时间，基本上在管片一出盾尾，技能将管片约束住，从而达到防止管片上浮的目的。
通过二次注浆，在管片背后又形成一个止水环，将隧道背后的积水与工作面和密封土舱隔开来，达到缓解螺旋输送器喷涌的目的。
当然，在采用隧道上部垂直同步双液注浆的同时，仍可继续使用水平同步注浆系统进行注浆。
3.管片错台原因及处理措施
3.1管片错台原因
1）盾构姿态控制不当
在掘进过程中，由于盾构姿态控制不当，造成的错台在数量上所占的比例较大，特别是在线路的小曲线半径部位更容易出现此类问题。
有时候，由于盾尾刷被注浆液给固结了，造成盾构间隙缩小，也容易使管片出现错台和破损。
2）管片上浮
隧道管片上浮特别容易发生在围岩很稳定的地层中，当盾构掘进速度比较快的时候，如果没有立即采取防止隧道管片上浮的措施，那么隧道管片的上部也会发生连续的“叠瓦式”错台。
3）注浆压力控制
在管片安装过程中，由于操作不当，如相互接触，也易造成管片的错台和破损。
错台可以由水平同步注浆引起，也可以由垂直二次注浆造成。
3.2处理措施
通过大量的实际施工经验和大量的研究，主要从以下几个方面总结防止管片破损错台的措施：（l）无论出现什么问题，对盾构姿态都不应“急纠”，要逐步校正；（2）要防止管片施工过程中的排列错误。
避免隧道轴线由于人为造成偏离设计轴线；（3）要按照相关规范进行操作，包括管片进去隧道前的检查、注浆、盾构机推力和扭矩等参数的设定，管片的吊运和安装等；（4）应采取由于隧道围岩应力环境的地下水突然变化造成的隧道变形。
结语
1）盾构施工中，管片的开裂通常是由于受力不均、螺栓连接不当、曲线掘进时的“卡壳”现象等引起，一般通过采用盾构姿态控制、注浆浆液配比与注浆工艺、千斤顶撑靴重心偏位控制等方式来控制管片开裂。
2）管片上浮是由浆液稠度不合理、初凝时间长、超挖空间大、盾构主机本身配置不当所引起，一般采用改变注浆稠度、控制盾构机的轴线、双液垂直同步注浆等方法来控制管片上浮。
3）管片错台是由于盾构姿态控制不当、管片上浮、注浆压力不合理等因素所致，一般采用逐步纠偏、减少排列错误等方法来控制管片错台。
参考文献
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