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。
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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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