盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施
盾构隧道管片开裂的原因及相应对策
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图５环面不平整示意图 Ｆ唔５ Ｕｎｅｖｅｎｎｅｓｓ ｏｎ ｒｉｎｇ ｓｕ出ｃｅ
是较高的。因此，为了防止这类开裂，尽可能地提高 管片的安装精度。
经长期跟踪和试验发现另外一部分的开裂是当 千斤顶与管片之间加垫一块与管片断面同尺寸的木 板后，掘进时裂缝数量明显减少。后经精确量测，更 证明了这部分开裂是因为千斤顶的撑靴推力重心与 管片中心线位置不吻合（见图６）所致，两者的偏差 是设计造成的，在更换了新的千斤顶的撑靴后，此类 开裂明显减少。
·２２·
万方数据
速度，但必须对蒸养最高温度、内外温差、升温和降 温梯度给以严格控制。目前，国内管片生产的经验 表明，蒸养时间以控制在６—８小时为宜，恒温阶段 最高温度不宜超过６０℃（有关规范为９０℃），内外温 差宜小于２０℃，升温和降温梯度宜小于２０℃／ｈ。脱 模后的养护常见有喷淋养护和蓄水养护，养护周期 为７天。南京和上海多采用蓄水养护方式，管片开 裂罕见。广州地铁一号线和二号线均采用喷淋养 护，管片开裂较多。深圳地铁既有喷淋也有蓄水养 护的管片，经过比较说明，在地质特性、管片配筋、混 凝土配合比和施工参数相类同的情况下，当总推力 达到１２ ０００—１５ ０００ ｋＮ时，喷淋养护的部分管片开 始出现裂缝，而蓄水养护的管片则是完好无损，后者 甚至在２８ ０００ ｋＮ时仍未发现裂缝。上述的实例表 明，国内目前水泥含量大多超过４００ ｋｇ／ｍ３的Ｃ５０ 混凝土管片，似乎只有通过７天以上的蓄水养护，水 化作用才进行得充分，才能增强混凝土的密实度，从 而更有效地从源头防止开裂。
Ｆｉｇ．８
Ｓｅｇｍｅｎｔ ｒｉｎｇ ｄｅｆｏ订ｎａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｃａｋｉｎｇ ａｎｄ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔａｉｌ ｂｒｕｓｈ
然管片较宽（１．５ ｍ）也是一个不利因素（对于小曲 线半径）。盾壳之所以挤压管片，还与盾尾尾刷结 块硬化、盾尾壳体椭变和隧道旋转、管片连接螺栓未 拧紧（易使管环变形）等有关。这个推断在盾构进 站后得以证实：管片开裂的位置与尾刷严重损坏、盾 尾内壳磨光的位置基本对应。相应的对策：正确控 制好转弯地段的盾构姿态，宜缓慢掘进，慎重纠编， 同时在过站时尽可能把损坏的密封刷全部更换。
盾构管片破损原因分析及处理措施
２ ． ３ ． １ 盾 构机 姿 态 与设 计 轴 线偏 差
施 Ｔ过程 中 ， 盾构机 姿态控 制与线 路 曲线 偏差是 造 成管 片破损 的最 主要原 因 。 盾构掘进过 程 中的理想 状态
河 桥一 一经 路 站 、机 场大 道一 奥 体 中心 站 区 间施 工过
’
丁纠 偏 ， 会 敛 纠 偏 量偏 大 ， 形 成 尾挤 压 管 片 ， 受 力
针刈 ’ 述问题， 采取 以下措施 防 【 卜 管 片破损
１ ） 卞 勾 掘进 姿 态 的 合理 纠偏 偏移
‘ 先确 定是 禽为盾
构 姿态 的Ｍ题 ， 阿 号虑 纠偏 。纠 偏Ｉ Ｉ 、 』 ， 纠 偏 角须 小 于 已 一般 ４ － ： ｒ Ｊ ｌ ￣ ３ ’ Ｌ ‘ 即地 凋整 好 构机 的姿 态 ， 需 要通 过 多环 僻 片循 序渐 进 修正 。施 ｌ Ｉ ｝ Ｉ Ｊ Ｊ ［ １ 强 管 片拼 装控 制
１ 管 片 在 生 产 过 程 中 的开 裂
１ ． １盾构 破坏 特 征
一
区
２ ． ２管片 开裂 及破 损引起 渗漏
二 ，
图 １ 管 片 破 损
经 路 一机 场 大 道 站 区 间 在 预制 管 片养 护 阶段 ，
管 片外 弧面 出现表 面裂 纹 ， 其 中少部分 裸露 钢筋 。
，
卜｛ ； ｆ Ｉ
图 ５ 破 损 管 片修 补 方 法
保 证管 片环 面平 挚 ， 减 少纵 向错 台 。施 １ 巾亦 可适
， Ｊ Ｊ ｌ Ｈ Ｙ ： － ｆ ＃ 讨垫 、 ｉ 大 环 向管 片接 触 面问 隙 ２ ） 逐 步释放 应 力 ． ． 施 Ｔｌ ｝ ｜ 及 时 释放 管 片 所承 受 的 颅Ｊ 、 Ｊ ， ｆ Ｊ ， Ｉ Ｌ Ｊ 咀新分 布 ， 可有效 预防管 片破损
盾构隧道管片裂缝产生原因分析及处理措施
道 拱顶位 置 ， 且径 向 为贯 通裂 缝 ， 一 般 伴 随有 渗 漏 水 故
出现 。
（） 开裂 ： 缝从 管片后 端开 裂并 向前延伸 ， 在 ２后 裂 但 管 片宽度方 向并不 贯 通 。此类 裂 缝 主要 出现 在 隧道 的 两腰部 位及腰 部偏 上位 置 ， 径 向 为贯 通 裂缝 ， 且 故一 般 伴 随有 渗漏水 出现 。
力不 均或受 力过 大所造 成 。盾构 隧道施 工过 程 中， 管片 承受 着千斤 顶顶 力 、 尾 密 封 刷 的作 用 力 、 盾 衬砌 背后 的
遍关 注 ， 掘进过 程 中预 制混凝 土管 片 出现 裂缝 的现象 即 为其 中之一 ， 尤其 是在 地 铁盾 构 区 间 ， 种 现象 尤 为 明 这 显 。管 片开 裂对盾 构 隧道 的整 体 防水 性 能影响 较大 ， 并 最终 可 能影 响隧道 的 耐久 性 和 安全 性 ， 引 起施 工 、 需 设
计单 位 的重 视 。本 文对 盾 构 掘进 施 工 过程 中管 片 开裂
类型 及其原 因进行 了探讨 ， 并结合 南京 地铁 二号线 盾构 区间施 工 的工 程实例 ， 管片开裂 的具 体原 因和应对 措 对 施进行 了详 细 阐述 。
１ 管 片开裂 类型
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 片可能会 出 现裂 缝 ， 据裂 缝 出现 的部 位 及 方 向不 根 同 ， 以分 为如下三 个 大 类 ： 、 部局 部 裂 缝 ； 可 边 角 隧道 环
２１ ０ ０年第 ３ 期
西 部探矿 工程
１１ ５
盾构 隧道 管 片 裂缝 产 生 原 因分 析 及 处 ， 宁 辽 阳 １ １０ ） 辽 １ ０４
盾构管片破裂原因分析及对策措施
根 据破 损 的位置 主要分 为 ： 外 弧 面破裂 、 边 角 破裂 、 螺 栓孑 Ｌ 处破 裂 。
３ 破 裂原 因分析 及对 策措 施 ３ ． １ 外弧 面破 裂 ３ ． １ ． １ 原 因分析
（ ３ ）盾 构纠偏 要做 到及 时 、 连续 ， 严格控
区 间隧 道 采用 土 压平 衡 盾 构 进 行施 工 ， 宽 １ ． ２ ｍ 的钢 筋 混凝 土管 片衬 砌 。管 片外 径
（ １ ）管 片生 产 过 程 中 ， 由于 生产 工 艺 的 原因． 管片外 弧 面 的浮 浆厚 度过 大 ． 造 成管 片 外弧 面成 为一个 薄弱 点 ： （ ２ ）盾 构机 千 斤 顶 总 推力 较 大 ， 养 护 不 到位 ， 且配 筋小 的管 片易 开裂 ； （ ３ ）盾 构 纠偏 不 及 时 ， 使 得 累 计偏 差 较 大． 导 致管 片环 面与 隧道设 计轴 线不 垂直 ， 后 续拼 上 的管片受 力不 均匀 ，管 片 的表面会 出
盾构管片破裂原 因分析及对 策措施
三航 南京分 公 司 周 晓鹏
［ 摘
卢 生 才
要 ］ 盾 构 管 片 在 盾构 施 工 时经 多 次 倒 运 、 翻转 、 拼装 等 过 程 中难 免 会 出 现一 些 破 损 。 本 文 主要 根 据 厦
门地 铁 １ 号 线 高 集 区间 盾 构 施 工 过 程 ， 对 管 片破 裂 的 原 因进 行 分 析 ， 并 总结 出 施 工 过 程 中针 对 管 片破 裂 的 对 策
① 盾 构纵坡 最大 纠偏 量
ｊ ＝ （ ｊ 一 ｉ Ｈ ） ≤…
式中： ｊ 一 盾构 与管 片相对 坡度 ： ｊ ， ＾ 一 盾构 推进 后实 际纵坡 ； ｊ ”一 已成 隧道 管片纵 坡 ； 【 ｊ 】 一 允许坡 度差 值 、
盾构施工时管片产生裂缝处理的原因及对策
盾构施工时管片产生裂缝处理的原因及对策
盾构施工中，管片可能会产生裂缝的原因有很多：
1. 土壤结构不均匀或力学性质变化导致应力集中。
2. 盾构机刀盘调整不当或故障，切削块大小不一。
3. 管片的制造工艺问题，如裂纹、缺陷等。
4. 管片质量问题，如强度不足，材料不均匀等。
为了解决管片裂缝问题，需要采取以下措施：
1. 掌握地质情况，准确定位风险区域，加强监测和预警，及时采取措施。
2. 加强管片的制造工艺和质量控制，确保管片的完好性。
3. 增强管片的抗裂强度，采用高强度材料和良好的设计结构。
4. 适当控制盾构机的机械性能，合理设置切削厚度和速度。
5. 监测和记录裂缝的发展情况，及时采取修缮措施。
总之，管片裂缝对管道工程的影响很大，需要采取合理的预防和处理措施。
盾构隧道管片破损修复及渗水堵漏处理
盾构隧道管片破损修复及渗水堵漏处理盾构隧道是一种应用广泛的地下隧道施工方法，通过盾构机将土壤挖掘并同时支撑开挖面，然后在开挖面上安装预制好的隧道管片，最后形成一条完整的隧道。
在隧道使用过程中，管片可能会出现破损和渗水的问题，这就需要进行修复和堵漏处理。
本文将针对盾构隧道管片破损修复及渗水堵漏处理进行详细介绍。
一、盾构隧道管片破损修复1. 破损原因分析盾构隧道管片的破损通常是由于以下原因导致的：地下水压力、地质条件、管片材质和制作质量等因素。
地下水压力是导致管片破损的主要原因之一，地下水的渗透会给隧道管片带来巨大的压力，长期挤压会导致管片的破裂；地质条件也会对管片造成一定影响，例如遇到特殊地质条件或地震等自然灾害，都可能导致管片的破损；管片材质和制作质量直接影响管片的强度和耐久性，如果管片材质不合格或者制作质量不良，也容易导致管片破损。
2. 修复方法盾构隧道管片破损后，需要进行及时的修复，以确保隧道的安全使用。
修复方法主要包括以下几种：补丁修复、喷浆修复和更换修复。
（1）补丁修复：对于小面积的管片破损，可以采用补丁修复的方法，即在破损处进行表面处理后，粘贴补丁材料，并进行加固，使其恢复到正常使用状态。
（2）喷浆修复：对于大面积的管片破损和渗水较为严重的情况，可以选择喷浆修复的方法。
首先在破损处进行清洗和处理，然后进行预埋钢筋并进行模板固定，最后进行喷浆充填，以加固和修复破损的管片。
（3）更换修复：如果管片破损严重，无法通过补丁修复和喷浆修复来解决，就需要进行更换修复。
更换修复的方法是将破损的管片拆除，并使用新的管片进行更换，然后再进行固定和密封处理。
二、盾构隧道管片渗水堵漏处理盾构隧道管片渗水是指地下水或者地面附近的水渗透到隧道管片内部，造成隧道的渗水问题。
管片渗水的原因主要包括地下水位上升、地下水质量变化、管片接缝渗漏和管片破损等情况。
地下水位上升是造成管片渗水的主要原因之一，随着地下水位上升，地下水通过管片的接缝部分渗透到管片内部，造成渗水问题；地下水质量变化也会影响管片的渗水情况，如地下水中含有硫酸盐等腐蚀物质，就会对管片造成腐蚀而导致渗水；管片接缝渗漏和管片破损也是导致管片渗水的重要原因。
盾构隧道施工过程中管片破碎原因分析及防治
工程技术盾构隧道施工过程中管片破碎原因分析及防治李文秋(铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司，湖北武汉430063)嘲i要]在盾构隧道施工工程中，经常会发生管片破碎现象。
管片破碎不仅套引起隧道渗水、漏蓑，而珏会影响到隧道的使用性能，因此隧道施工过程中管片破碎原因分析及防治是个比较重要的事情。
【关键词]隧道施工；管片破碎；原因分析；防治1常见管片破碎发生部位管片破碎现象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；内侧_般发生在管片的角部，管片中部少有发生。
2管片破碎原因分析，’造成管片破碎有多种原因，分析下来主要有以下几种：2．1搬运和堆放时造成的破碎在搬运、堆放过程中的碰磕，常导致在碰磕位置处产生，J、块破裂。
22管片拼装操作1)拼装时，由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态，使得衬砌角部先受力而产生应力集中，导致管片角部破碎。
2)封顶块安装时，由于先行安装的5块管片真圆度不够，两邻接块间的间隙太小，把封顶块强行顶^，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。
有时未按设计要求在其两侧涂刷润滑剂，亦会导致管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧。
3)前一环环面不平整，块与块间有错位，导致下—环管片拼装时易产生破碎。
4)拼装时为抢进度，管片就位速度过快而产生碰磕，以及存在管片错缝时，易引起管片边角的破碎o23管片椭圆度管片椭圆度主要造成两个方面的影响：1)导致衬砌与盾构机内壳之间的净距减少，特别是盾构姿态与管片姿态不一致时，易造成推进时盾构机壳擦伤管片，破碎部位一般发生在管片外弧面，以标准块与邻接块接缝处最为普遍。
2)当管片拼装成环后其直径为诵十直径时，管片纵缝各槽口应完全吻合。
管片椭圆度造成衬砌纵缝略有张开，部分槽口已吻合，而其他槽口仍存在空隙，由于受力不均匀应力集中，容易导致管片破碎。
这种情况下，破碎一般集中在管片内弧面的角部而目破碎时间发生在管片脱出盾尾后。
隧道工程施工：盾构管片碎裂怎么处理.doc
隧道工程施工：盾构管片碎裂怎么处理1、现象拼装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。
2、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。
（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。
3、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。
4、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。
盾构法施工中隧道管片开裂原因分析及应对措施
上一 环管 片 的环 面平整 度 。
破损。
２ 千斤 顶 撑靴 重 心 与管 片 中心 线 位 置不 吻 合 时 ， ）
３ 在 曲线 掘 进段 ， ） 由于过 量 的蛇 形运 动 造 成 频繁
管 片 由于受 力 不均 造成 管 片 开裂 。造成 千 斤顶 撑 靴重 的 纠偏 ， 要控 制 好 转弯 地 段 的盾 构 姿 态 ， 宜缓 慢 掘 进 ， 心偏 位 的因素 有 ： 管片 没有 居 中拼装 、 尾 刷结块 硬化 慎重 纠偏 。 盾 以及盾 构姿 态控 制不好 等 。 其相 应对 策有 ： 更换 千 斤顶 致， 同时争 取做 到 居 中拼装 【， 图 ３所 示 。 ３如 Ｊ
Ｃａ ｅ ｕｓ ｓＡｎａ ｙ ｉ ｎｄ Ｃｏ ｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ｏｒＬｉ ｎｇＳｅ ｍ ｅ ａ ｋ ｎｇｉ ｌ ｓｓａ ｕｎ ｅ ｍ ａ ｕｒ ｓｆ ｎｉ ｇ ｎｔＣｒ ｃ ｉ ｎ Ｓｈ ｅｄ ｎｎｅｉ ｉｌ Ｔｕ ｌｎｇ
Ｗ ｕ Ｋｕｎ． ａ ｅ ｗｅ Ｌｕ ｎ Ｗ ｎ ｉ
接关 系 到 隧道 的整 体质 量 和 安全 ， 响隧 道 的防水 性 影 能及 耐 久 性 能 。在 盾构 施 工 中 ， 常会 遇 到 盾 构 管 片 常 结构 上 浮 、 道轴 线偏 移 和管 片错 台等 问题 【 隧 １ ｌ 。此类 问
题 除 了会 影 响 隧道 走 向 、 空 外 ， 会 引 起 管 片 破 裂 净 还 型 隧道 管 片 的上 浮 和错 台 以及 由其 引 起 的管 片 破 裂
摘 要 ： 筋混 凝 土 管 片 作 为 盾 构 隧道 最 基 本 的 结 构 单 元 ， 片 的 质 量 关 系 到 隧 道 的整 体 质 量 和 安全 ， 响 隧 道 的防 水 钢 管 影 及 耐 久性 能 。 管 片 生产 中 ， 工 工 艺 的 选 取 对 管 片 的 质量 尤 为重 要 ； 道 施 工 中 由于 管 片 运输 、 装 不 当 ， 片 结 构 受 力 施 隧 拼 管 不 均 以 及 管 片 上 浮 、 台等 均 可 能 引 起 管 片 缺 陷 的产 生 。 析 了盾 构 法 施 工 中隧 道 管 片 破 损 、 裂 产 生 的原 因 ， 讨 了其 错 分 开 探 应对 措施 。 关 键 词 ： 构 隧 道 ； 片 开裂 ； 片 上 浮 ； 片错 台 盾 管 管 管 中 图 分 类 号 ： ５ ．３ Ｕ ４ ５４ 文献标志码 ： Ｂ 文章 编号 ： ０ ９ ７ ６ （ ０ １ ０ — ０ ３ ０ １０ — ７ ７２ １ ）２ ０ ９ — ３
盾构隧道管片破损原因及对策分析
盾构隧道管片破损原因及对策分析摘要：管片质量关系到隧道的质量和安全。
隧道施工中由于拼装不当、管片上浮及受力不均，容易引起管片破损。
结合天津地铁某区间盾构隧道左线出现的管片破损问题，分析了盾构法施工隧道产生管片破损的原因，探讨了应对措施，并提出了管片修补方案，有效解决了管片破损问题。
关键词：盾构隧道；管片破损；修补目前，我国城市轨道交通尤其是地铁建设正面临史无前例的高潮。
盾构法施工具有掘进速度快、对周边环境影响小、施工安全性相对较高等优点，被广泛利用于地铁建设工作中。
管片作为盾构开挖后的一次衬砌，它支撑作用于隧道上的土压和水压，防止隧道土体坍塌、变形及渗漏水，是隧道永久性结构物。
实际施工过程中常有地铁隧道管片破损问题发生，这一直是困扰实际施工的技术问题。
笔者以天津地铁某区间盾构隧道管片破损为研究对象，对管片破损原因进行分析，并提出了管片修补方案和后续防治措施。
1 管片破损情况概述1.1破损情况破损区间为左线，设计坡度6.02‰。
25环进入缓和曲线，73环进入圆曲线（半径500m），106环出圆曲线，152环出缓和曲线。
其中35环至85环穿越河道，覆土10.4～13.5m。
管片拼装过程中无破损，脱出盾尾后第4环管片出现裂缝破损，共破损20环。
破损位置主要为L2和封顶块管片内弧面，剥落宽约15cm、深度约8cm到达凹凸槽接口处，长度为0.5m-1.5m（见图1）。
从88环后破损情况逐渐好转。
图1 管片破损处渗漏1.2 盾构机主要参数及施工参数该区间采用三菱土压平衡盾构机施工，主要参数见表1。
表1 盾构机主要参数区间盾构推进期间，施工参数如下：1）土压力过河期间（35环至85环）0.2～0.23mpa，过河后（85环）土压力控制0.24～0.26mpa。
2）推进速度：推进速度控制在0～30mm/min。
总推力约1100t，扭矩约1500kn.m。
3）同步注浆量：每环5.0～5.5方，稠度10～12cm。
盾构在推进时隧道管片产生裂缝_碎裂的原因及防治措施
实; 2)调整隧道管片排序使用曲线管片来调整管片
姿态 ,使其管片轴线与盾构轴线尽量致 ; 3)对于管片产生裂缝采用 1. 1. 3治理措施中 3) 、
1)按规范进行养护 ,尽量减少表面裂缝 ;
2)将注浆孔更换成铸铁预埋件 ; 3)在进场前 ,加强管片的质量检验 ,发现不符合 质量要求的 ,一律不得进场 。 1. 4. 3 治理措施
695
差继续加大 ; 3)始发端头井加固土体根据取芯试验显示达 1. 7
M Pa,大大超出设计加固强度 0. 85M Pa,同时盾构 4个 注浆管路设置为外凸型 ,增加了盾构与土体的摩擦力 , 因此 ,在加固体推进过程中大千斤顶推力较大 ,达到 2 300～2 400 t,超过了正常推力 1 000～1 500 t;
收稿日期 : 2009 - 07 - 21; 修回日期 : 2009 - 10 - 24 作者简介 : 姜敦灿 (1974—) ,男 ,江苏徐州人 , 2005年毕业于矿业大学土木工程系工业与民用专业 ,本科 ,工程师 ,主要从事地铁隧道施工技术工作 。
第 6期 姜敦灿 : 盾构在推进时隧道管片产生裂缝 、碎裂的原因及防治措施
为避免隧道右线盾构始发时出现同样情况 ,经研 究采取以下措施 :
1)由于盾构始发段处于竖曲线段 ,根据推算 ,盾 构出加固区时的坡度为 - 8. 8‰,盾构在加固区时按照 直线进行推进 ,因此 ,盾构始发基座放置坡度应适当低 于设计 - 6. 6‰的坡度 ,按 - 9‰坡度放置盾构基座 ;
2)盾构在始发过程中 ,如果出现抬头现象 ,则停 用下部千斤顶 ,使用腰部千斤顶进行推进 ;
盾构隧道管片破损原因分析和应对措施
盾构隧道管片破损原因分析和应对措施1.前言盾构机在直线段掘进时一般不会出现管片破损的现象，而在曲线段掘进时随着曲线半径的减小，管片破损的密度和程度都会上升。
经过理论分析和现场观察，针对盾构隧道曲线段管片破损的原因，进行探讨、总结，为提高盾构隧道施工质量提供一定的借鉴。
2.管片破损的类型盾构施工中由于管片受到千斤顶推力、盾尾刷的挤压、注浆压力等作用，会出现管片表面混凝土剥落、崩角、开裂等质量缺陷，将这些质量缺陷统称为管片破损。
按照管片破损部位的不同，可分为三类：第一类是管片内弧面破损，既在管片的内弧面出现混凝土剥落、开裂等质量缺陷；第二类是管片外弧面破损，既在管片外弧面出现的混凝土剥落、开裂等质量缺陷，该类破损由于发生的部位特殊一般不宜观察，但该类破损对隧道的防水及质量影响更大；第三类是管片环面破损，既在管片环面出现的混凝土剥落、开裂等质量缺陷，当混凝土剥落的范围和开裂的裂缝贯穿管片止水槽时会引起隧道渗漏。
盾构在曲线段掘进时，管片的破损主要表现为内弧面破损和外弧面破损，由于管片外弧面破损不易观察故不被人们所熟知。
3.造成管片破损的原因3.1从管片受力方面分析破损原因盾构隧道管片之所以出现破损主要是受到了力的作用，施工中隧道管片主要承受的力有：盾构机千斤顶的推力、盾尾对管片的挤压力、同步注浆压力、相邻管片之间的相互作用力及周围土体的压力等，其中起主导性作用的是千斤顶的推力、相邻管片之间的相互作用力和盾尾的挤压力。
为更好的分析管片破损的原因，在此针对管片在转弯段受到的千斤顶推力及盾尾的挤压力的特性对管片破损进行分析。
3.1.1转弯段千斤顶推力产生的水平分力会造成管片的破损盾构机在曲线段掘进中由于盾构机要拟合设计轴线，左右两侧千斤顶行程会不一致，产生千斤顶行程差，使得盾构机千斤顶与管片环面法线方向之间产生一个夹角，且该夹角随着盾构机千斤顶行程的增加而增大，一环管片掘进完成时夹角最大。
夹角的存在使千斤顶推力不是垂直作用在管片上，而是在沿着与管片环面法线方向成&角的一个力F，根据力的合成与分解原理，可将力F分解為垂直分力F1和水平分力F2，通过理论计算可以发现该水平分力F2随着左右千斤顶行程差的增大而增大。
盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施
盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施由于目前盾构隧道的衬砌普遍采用单层装配式管片衬砌,盾构隧道的质量控制主要是对拼装管片的质量控制，包括管片生产质量、拼装质量二个方面。
下面针对我单位承建的新海大道站~盾构区间隧道成型管片破损的原因及相应处理措施进行阐述。
1、管片破损情况分类已成型隧道内管片破损情况根据破损的位置主要可以分为：管片纵缝破裂、管片环缝破裂、管片边角崩裂、管片环向螺栓孔处砼崩裂等几种情况。
2 破裂原因分析2.1 管片纵缝环缝破裂在初始掘进过程中，我们发现管片在从盾尾脱离的时候，盾尾密封刷将管片弧面破裂的砼碎块带自盾构机拼装部位，碎块发现的部位大都在管片环的下部，但进一步观察发现，破裂的部位并不一定在管片环下部，而是任何一个点位，而且发生管片纵缝破裂的同时，总是在盾构机线路纠偏微调的时候，有的管片边角破裂引起了渗漏水。
经过对破裂点的统计分析，我们认为破裂的原因主要有以下几点：(1)管片纵缝环缝破裂；(2)管片间止水密封条及软木衬垫的形式，从理论上讲，管片环向止水条在管片拼装后压缩后厚度小于管片间环向软木衬垫，但实际施工中由于软木衬垫的不均匀性，管片间压力可能局部集中在止水条上，对止水槽外内侧砼形成侧压，造成管片内弧面纵缝和环缝砼沿止水槽破裂,见右图。
2.2 管片边角崩裂边角崩裂在隧道掘进中发生较少，且都发生在管片错台、拼装质量不好的管片上，见右图。
通过分析，可以确定边角破裂的原因是拼装质量不好引起的，由于管片间边角吻合不好，在下一环管片拼装千斤顶施加顶推力时，在边角应力集中，造成管片砼破碎脱落。
2.3管片环向螺栓孔处砼崩裂由于管片从盾尾脱离后进入土层，周边荷载模式改变，并随着时间逐步稳定。
在未稳定之前，管片间剪力、拉力主要由管片间螺栓承受，并传递至螺栓孔周边的砼。
在管片砼破裂统计中，管片环向螺栓孔处砼崩裂占大多数，见右图。
原因分析：⑴同步注浆量不足，管片在脱离盾尾后下沉，管片环之间剪力增大，引起螺栓孔附近砼破裂；⑵拼装质量不好造成管片错台，管片间剪应力集中至螺栓孔附近造成砼破裂；2.4其他破损原因①盾构姿态与管片姿态出现偏差，管片的环面与盾构推进方向存在夹角，其合力作用方向部位的管片发生破碎；②施工初期,由于工人经验不足,管片安装速度很慢,有时发生管片错台大、在管片边角或在螺栓孔处破裂的问题；③封顶块安装时，由于先行安装的5块管片圆度不够，两邻接块间的间隙太小，封顶块强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧；④螺栓初紧、复紧不及时或者螺栓拧的不够紧，管片受力后，环向螺栓由垂直方向变倾斜，造成管片产生错台，从而出现边角部位的破碎以及裂缝等问题；3、处理及预防措施在盾构机掘进过程中，我们针对上述问题产生的各种原因进行了分析，采取的处理及预防措施见下表。
盾构成型隧道管片开裂原因分析及处理措施
盾构成型隧道管片开裂原因分析及处理措施摘要：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，并最终影响隧道的使用寿命。
通过对隧道管片在盾构掘进施工中产生的破损、开裂进行原因分析，提出相应的处理措施，对指导施工具有重要意义。
关键词：盾构隧道；管片裂损；处理措施Abstract: of shield tunnel segment as the main body structure, and its cracking caused by the quality of the tunnel will question, and ultimately affect the service life of the tunnel. Through the tunnel segments of shield tunneling construction in from breakage, cracking reasons are analyzed, and the corresponding treatment measures, to guide the construction to have the important meaning.Keywords: shield tunnel; Segment lining crack damage; Processing measures在盾构施工中，隧道成型的管片是重要的水泥预制品，肩负着隧道成型、止水、挡土的功能。
本文以地铁某区间盾构隧道出现管片开裂破损为研究对象，分析其原因，并就处理措施进行探讨。
1盾构成型隧道管片缺陷及原因分析1.1管片缺陷种类1)宽度小于0.2mm的非贯通性干缩裂缝；2)两相邻管片外表面混凝土毁损、掉角；3)管片棱角磕碰、翘曲不平；4)少量几处深度过密封槽且宽度大于0.2mm 的裂缝。
现场发现的管片破损、开裂的情况如图1所示。
盾构施工管片破损原因分析及防治
致 下一环 管片拼装 时 易产生破 损 。 ３ ．拼装 时为抢进度 ， ．４ ２ 管片就位速度过 快而产
生碰 磕 ， 以及 存在 管片错 缝时 ， 易引起管 片边角 的
破损 。 ３． ． ５管片 横鸭蛋 ２ 隧道衬 砌共有 六块管 片组成 ， 拼装 成环后 ， 其
３ ２管片拼 装操作 ． ３２１ 装 时， ． 拼 ． 由于管片环面之 问及 相邻两块管
片间接触 面达不 到理想 的平行状态 ， 使得衬 砌角部 先 受力而 产生应 力集 中 ， 致管片 角部破损 。 导 ３２ 封 顶块安装 时 ， ．． ２ 由于先 行安装 的 ５ 块管片 圆度不够 ， 两邻接 块 间的 问隙太小 ， 封顶块 强行 把
弧面 ， 以标 准块 与邻 接块 接缝 处最 为普 遍 。
破损 ， 但会 导 致管 片“ 卡壳 ” 而造 成破损 。同步注 浆
后， 隧道上 部 的浆液 会逐 渐 向下部 流动 ， 形成 下部
浆液 多而 上部 浆液 少 的状况 ， 引起 隧道 上浮 ， 上部
管片 （ 尤其 是封项 块 、 封顶块 与邻 接块 接缝 处） 与盾 构机 内壳 间 隙减少 ， 推进 时造 成 管片破 损 。 ３ ． ６管片质 量
顶入， 导致 封顶块 及邻接 块接 缝处管 片破碎 。有时 未 按设计 要求在其 两侧涂刷 润滑剂 ， 会导致 管片 亦
破损， 破损 部位 发生在邻 接块 上部及 封顶块 两侧 。 ３ ． 一环环 面不 平整 ， 与块 间有错位 ， ． ３前 ２ 块 导
影响到 隧道 的使 用性能 ， 损 原 因 分析
造 成管 片破 损有 多种原 因， 笔者根据 在狮子洋 越 江盾构 隧道 、 州地 铁 １ 苏 号线施工 中的实 际情 况， 分析 下来主要 有 以下几种 ： ３ １ 运和堆 放时 造成 的破 损 ．搬
盾构隧道施工期管片开裂原因和相应对策
盾构隧道施工期管片开裂原因和相应对策1 施工阶段管片受力分析盾构隧道在施工过程中管片衬砌受到的主要荷载有千斤顶推力、注浆压力、上浮力、盾壳作用力、拼装荷载等。
（1）千斤顶推力千斤顶推力是盾构隧道掘进的驱动力，它反过来作用在管片上，是施工过程中隧道衬砌在轴线方向最大的外力。
在目前国地铁盾构隧道施工中，淤泥质黏土层中总推力一般为8～12 MN，细沙土地层中总推力为12～15 MN，全断面砂土地层推力则为15～20 MN，复合地层推力有时候达到20 MN以上，大型跨江海盾构隧道千斤顶推力通常都在30MN以上。
（2）注浆压力依据盾构工法的特性：拼装好的衬砌脱离盾尾后，由于盾壳原来占据的空间、为衬砌的拼装操作所留空隙、盾构推进时带走的部分粘附于盾壳上的土体所形成的空隙等，在衬砌环背面与实际开挖洞壁间存在环形空隙，使土体暂时处于无支护状态，该空隙即为盾尾间隙。
盾尾间隙的大小是由盾构钢壳的厚度和盾尾操作空间决定的，一般为8～16 cm。
盾构工法施工中，对盾尾间隙的处理，即壁后注浆是施工的关键。
壁后注浆在填充盾尾间隙、加固土体的同时，对管片也产生了一定压力，该压力达到一定程度时，可能引起管片局部或整体上浮、错台、开裂、压碎或其他形式的破坏。
（3）上浮力盾构隧道的壁后注入的水泥浆液一般需要5～7h的初凝时间，而通常情况下这期间盾构一直在向前掘进，如果周围地层满足一定条件，一定围的土体未能及时握裹住管片，那么在这几个小时有一段管片是悬浮在注浆浆液中的（或者是水、泥浆等），这就产生了管片上浮力（浆液浮力扣除管片自重）。
（4）盾壳作用力管片与盾壳之间存在着一定摩擦力，盾尾密封刷对管片环也存在一较为均匀的环向压力，一般情况下这些荷载不会对管片结构造成影响。
但是，当盾构在曲线段掘进、纠偏，或者因其他原因造成盾构长时间停止掘进（造成盾构机“栽头”发生）时，盾壳对管片造成的荷载尤其是挤压荷载就变得不可忽视，如图1所示。
图1 盾壳作用力（5）拼装荷载拼装荷载主要是管片拼装过程中作用在管片上的装配器荷载。
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盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施由于目前盾构隧道的衬砌普遍采用单层装配式管片衬砌,盾构隧道的质量控制主要是对拼装管片的质量控制，包括管片生产质量、拼装质量二个方面。
下面针对我单位承建的新海大道站~盾构区间隧道成型管片破损的原因及相应处理措施进行阐述。
1、管片破损情况分类
已成型隧道内管片破损情况根据破损的位置主要可以分为：管片纵缝破裂、管片环缝破裂、管片边角崩裂、管片环向螺栓孔处砼崩裂等几种情况。
2 破裂原因分析
2.1 管片纵缝环缝破裂
在初始掘进过程中，我们发现管片在从盾尾脱离的时候，盾尾密封刷将管片弧面破裂的砼碎块带自盾构机拼装部位，碎块发现的部位大都在管片环的下部，但进一步观察发现，破裂的部位并不一定在管片环下部，而是任何一个点位，而且发生管片纵缝破裂的同时，总是在盾构机线路纠偏微调的时候，有的管片边角破裂引起了渗漏水。
经过对破裂点的统计分析，我们认为破裂的原因主要有以下几点：
(1)
管片纵缝环缝破裂；
(2)管片间止水密封条及软木衬垫的形式，从理论上讲，管片环向止
水条在管片拼装后压缩后厚度小于管片间环向软木衬垫，但实际施工中
由于软木衬垫的不均匀性，管片间压力可能局部集中在止水条上，对止
水槽外内侧砼形成侧压，造成管片内弧面纵缝和环缝砼沿止水槽破裂,
见右图。
2.2 管片边角崩裂
边角崩裂在隧道掘进中发生较少，且都发生在管片错台、拼
装质量不好的管片上，见右图。
通过分析，可以确定边角破裂的
原因是拼装质量不好引起的，由于管片间边角吻合不好，在下一
环管片拼装千斤顶施加顶推力时，在边角应力集中，造成管片砼
破碎脱落。
2.3管片环向螺栓孔处砼崩裂
由于管片从盾尾脱离后进入土层，周边荷载模式改变，并
随着时间逐步稳定。
在未稳定之前，管片间剪力、拉力主要由管
片间螺栓承受，并传递至螺栓孔周边的砼。
在管片砼破裂统计中，管片环向螺栓孔处砼崩裂占大多数，见右图。
原因分析：
⑴同步注浆量不足，管片在脱离盾尾后下沉，管片环之间剪力增大，引起螺栓孔附近砼破裂；
⑵拼装质量不好造成管片错台，管片间剪应力集中至螺栓孔附近造成砼破裂；
2.4其他破损原因
①盾构姿态与管片姿态出现偏差，管片的环面与盾构推进方向存在夹角，其合力作用方向部位
的管片发生破碎；
②施工初期,由于工人经验不足,管片安装速度很慢,有时发生管片错台大、在管片边角或在螺
栓孔处破裂的问题；
③封顶块安装时，由于先行安装的5块管片圆度不够，两邻接块间的间隙太小，封顶块强行顶
入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧；
④螺栓初紧、复紧不及时或者螺栓拧的不够紧，管片受力后，环向螺栓由垂直方向变倾斜，造
成管片产生错台，从而出现边角部位的破碎以及裂缝等问题；
3、处理及预防措施
在盾构机掘进过程中，我们针对上述问题产生的各种原因进行了分析，采取的处理及预防措施见下表。
4、质量整改措施
①根据设计给出的管片修补方案时间进行修补。
②严格执行每日班前质量交底制度，提高作业班组质量意识。
③加强对关键岗位人员技术培训，提高其技能。
④制定质量奖罚制度，并认真执行。
⑤定期进行质量检查，必要时安排技术人员全程跟踪监控。
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