盾构施工质量通病防治手册

目录
第一节盾构始发、到达质量通病防治 (1)
1、端头加固质量差 (1)
2、盾构托架变形 (2)
3、盾构反力架变形 (3)
4、盾构进洞时姿态突变 (4)
5、盾构出洞段轴线偏离设计 (5)
6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失 (6)
第二节盾构掘进质量通病防治 (7)
1、盾构掘进轴线偏差 (7)
2、盾构施工过程中隧道上浮 (8)
3、运输过程中管片受损 (9)
4、浆液质量不符合要求 (10)
5、注浆浆管堵塞 (11)
6、盾构过量地自转 (11)
7、盾构后退 (12)
8、盾尾密封装置泄漏 (13)
9、盾构施工过程中地面冒浆 (14)
10、盾构切口前方地层过量变形 (15)
第三节管片拼装质量通病防治 (15)
1、圆环管片环面不平整 (16)
2、管片环面与隧道设计轴线不垂直 (17)
3、纵缝质量不符合要求 (18)
4、圆环整环旋转 (19)
5、连接螺栓拧紧程度没达到标准要求 (20)
6、管片碎裂 (21)
7、错缝拼装管片碎裂 (23)
8、管片环高差过大 (24)
9、管片椭圆度过大 (25)
第四节盾构隧道防水施工质量通病防治 (26)
1、管片结构渗漏水 (26)
2、管片接缝（环缝、纵缝）渗漏水 (27)
3、管片注浆孔渗漏水，压浆孔周围混凝土有钙化斑点 (29)
4、接缝螺栓孔渗漏水 (30)
5、洞门渗漏水 (31)
盾构篇
第一节盾构始发、到达质量通病防治
盾构始发是关系到洞门防水及隧道施工质量的重要工序，必须严格控制，确保精度以保证后续盾构掘进的施工质量。

盾构始发常见质量通病及防治措施如下:
1、端头加固质量差
现象：
端头加固区域地面出现裂纹或裂缝；洞门加固区域严重渗漏水；起重设备在端头加固区域作业时地面出现不同程度塌陷等。

原因分析：
（1）桩身垂直度不够、加固体不连续；
（2）不同地层中加固的施工参数选择不合理；
（3）端头周边降水施工不到位；
（4）抽芯后未灌砂浆密实；
预防措施：
（1）充分考虑端头加固的时间，盾构始发前要预留检测后的补充加固时间，如果是连续墙或挖孔桩、钻孔桩，端头加固最好和围护结构一起施工；
（2）加固方案的审查、加固工艺的确定，要根据地质条件、周边环境影响、盾构机型式等因素综合评价方案和工艺的经济性、安全性；
（3）加固过程的检查，确保加固过程工艺参数的合理性和桩身的垂直度；
（4）抽芯检验，竖直抽芯和水平抽芯对孔位、深度、连续性、抗渗性等检验；
（5）抽芯检验后及时灌浆回填，对检验不合格的加固区域进行补充加固处理；
治理方法：
对于存在质量缺陷的端头，及时采取补充加固处理，以保证满足盾构始发或者到达要求。

2、盾构托架变形
现象：
在盾构进出洞过程中，盾构托架发生位移、变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线。

原因分析：
（1）盾构托架的安装精度不够，中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行，盾构在上纠偏产生了过大的侧向力；
（2）盾构托架的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；
（3）盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与托架轴线产生较大夹角，致使盾构托架受力不均匀；
（4）对盾构托架的固定方式考虑不周，固定不牢靠；
预防措施：
（1）盾构托架安装时中心夹角轴线要与隧道设计轴线方向一致，当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时，考虑盾构托架沿隧道设计曲线的割线方向放置，割点取洞口内侧面处；
（2）托架安装完成后要校验托架的标高等，确保安装精度；
（3）托架整体的强度和刚度要能克服进出洞段盾构机穿越加固土体所产生的作用力；
（4）合理控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与盾构托架中心夹角轴线保持一致。

（5）盾构托架的底面与始发井（到达井）的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求；盾构托架的侧面要与始发井（到达井）的侧墙固定牢固。

治理方法：
（1）先停止推进，对已发生变形破坏的构件分析破坏原因，进行相应的加固。

对需要调换的部件，先将盾构支撑加固牢靠，再调换被破坏构件；
（2）盾构托架变形严重，盾构在其上又无法修复和加固时，只能采取措施使盾构脱离托架，创造工作条件后对托架作修复加固。

3、盾构反力架变形
现象：
在盾构进洞过程中，盾构反力架发生位移、变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线，负环管片及后续管片拼装点位偏差较大、管片环向发生扭转。

原因分析：
（1）盾构反力架的安装精度不够，反力架钢环面与隧道设计轴线不垂直，盾构在掘进产生了过大的压力；
（2）盾构反力架的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；
（3）盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与反力架垂直度不够，与其轴线产
生较大夹角，致使盾构反力架受力不均匀；
（4）对盾构反力架的固定方式考虑不周，固定不牢靠；
预防措施：
（1）盾构反力架安装时反力架钢环环面与盾构掘进方向垂直，环面中心轴线与隧道设计轴线保持一致，确保反力架安装精度；
（2）反力架整体的强度和刚度要能克服进洞时盾构机穿越加固体所产生的作用力；
（3）在推进过程中合理控制盾构的总推力，且尽量使千斤顶合理编组，使反力架均匀受力；
（4）对反力架的各构件进行强度、刚度校验，对受压支撑件一定要作稳定性验算。

各连接点采用合理的连接方式保证连接牢靠，各构件安装要定位精确，并确保电焊质量以及螺栓连接的强度。

治理方法：
先停止推进，对已发生变形破坏的构件分析破坏原因，进行相应的加固。

4、盾构进洞时姿态突变
现象：
盾构进洞后，最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差，影响了隧道的有效净尺寸。

原因分析：
（1）盾构进洞时，由于托架中心夹角轴线与推进轴线不一致，盾构姿态产生突变，盾尾使在其内的圆环管片位置产生相应的变化；
（2）盾尾进洞时管片在脱出盾尾后，与洞门处土体间的空隙未及时地填充饱满，在重力的作用下产生沉降；
预防措施：
（1）盾构始发托架要设计合理，使盾构下落的距离不超过盾尾与管片之间的空隙；
（2）将进洞段的负环与零环管片之间，在其上半圈的部位用槽钢相互连结，增加隧道刚度；
（3）在最后几环负环管片拼装时，注意对管片的拼装螺栓及时复紧，提高
抗变形的能力；
（4 ）进洞前调整好盾构姿态，使盾构标高略高于托架标高。

治理方法：
在洞门密封钢板未焊接以前，在下落的管片6点位处注浆，纠正误差。

5、盾构出洞段轴线偏离设计
现象：
盾构出洞推进段的推进轴线上浮，偏离隧道设计轴线较大，待推进一段距离后盾构推进轴线才能控制在隧道轴线的偏差范围内。

原因分析：
⑴洞口土体加固强度太高，使盾构推进的推力提高。

而盾构刚出洞时，开始几环的后盾管片是开口环，上部后盾支撑还未安装好，千斤顶无法使用，推力集中在下部，使盾构产生一个向上的力矩，盾构姿态产生向上的趋势；
⑵盾构正面平衡压力设定过高导致盾构正面土体拱起变形，引起盾构轴线上浮；
⑶未及时安装上部的后盾支撑，使上半部分的千斤顶无法使用，将导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线；
⑷盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。

预防措施：
⑴正确设计出洞口土体加固方案，设计合理的加固方法和加固强度。

施工中正确把握加固质量，保证加固土体的强度均匀，防止产生局部的硬块、障碍物等；
⑵施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压；
⑶及时安装上部后盾支撑，改变推力的分布状况，有利盾构推进轴线的控制，防止盾构上浮现象；
⑷正确操作盾构，按时保养设备，保证机械设备的完好。

治理方法：
⑴施工过程中在管片拼装时加贴楔子，调正管片环面与轴线的垂直度，便于盾构推进纠偏控制；
⑵在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏，改善
推进后座条件；
⑶用注浆的办法对隧道作少量纠偏，便于盾构推进轴线的纠偏。

6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失
现象：
进出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧地面大量
沉降。

原因分析：
⑴洞口土体加固质量不好，强度未达到设计或施工要求而产生塌方，或者加固不均匀，隔水效果差，造成漏水、漏泥现象；
⑵在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后，盾构未及时靠上土体，使正面土体失去支撑造成塌方；
⑶洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失；
⑷洞门密封装置强度不高，经不起较高的土压力，受挤压破坏而失效；
⑸盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响；
⑹进洞时未能及时安装好洞圈钢板；
⑺进洞时土压力末及时下调，致使洞门装置被顶坏，大量井外土体塌入井内。

预防措施：
⑴洞口土体加固提高施工质量，保证加固后土体强度和均匀性；
⑵洞口封门拆除前充分做好各项进、出洞的准备工作；
⑶洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈。

密封圈涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；
⑷在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体，在相应位置设计可调节的构造，保证密封的性能；
⑸盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置，及时地将洞口封好；
⑹盾构将进入进洞口土体加固区时，要降低正面的平衡压力。

治理措施：
⑴将受压变形的密封圈重新压回洞口内，恢复密封性能，及时固定弧形板，改善密封橡胶带的工作状态；
⑵对洞口进行注浆堵漏，减少土体的流失。

第二节盾构掘进质量通病防治
盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序，要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合，并确保管片圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形。

盾构掘进阶段常见质量通病及防治措施如下:
1、盾构掘进轴线偏差
现象：
盾构掘进过程中，盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线，影响成环管片的轴线。

原因分析：
（1）盾构超挖或欠挖，造成盾构在土体内的姿态不好，导致盾构轴线产生过量的偏移；
（2）盾构测量误差，造成轴线的偏差；
（3）盾构纠偏不及时，或纠偏不到位；
（4）盾构处于不均匀土层中，即处于两种不同土层相交的地带时，两种土的压缩性、抗压强度、抗剪强度等力学性能不同；
（5）盾构处于非常软弱的土层中时，如推进停止的间歇太长，当正面平衡压力损失时会下沉；
（6）拼装管片时，拱底块部位盾壳内清理不干净，有杂质夹杂在相邻两环
管片的接缝内，就使管片的下部超前，轴线产生向上的趋势，影响盾构推进轴线的控制；
（7）同步注浆量不够、二次补浆不及时或浆液质量不好，泌水后引起隧道沉降，而影响推进轴线的控制；
（8）浆液凝固时间过长使隧道在大的推力作用下引起变形。

预防措施：
（1）正确设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，减少超挖与欠挖现象，控制好盾构的姿态；
（2）盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站；
（3）发现盾构姿态出现偏差时及时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进；
（4）盾构处于不均匀土层中时，适当控制推进速度，多用刀盘切削土体，减少推进时的不均匀阻力。

采用向开挖面注入泡沫或膨润土的办法改善土体，使推进更加顺畅；
（5）当盾构在极其软弱的土层中施工时，掌握推进速度与进土量的关系，控制正面土体的流失；
（6）拼装拱底块管片前对盾壳底部的垃圾进行清理，防止杂质夹杂在管片间，影响隧道轴线；
（7）在施工中按质保量做好注浆工作，保证浆液的拌合质量和注入的方量。

治理方法：
（1）调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线；
（2）对开挖面作局部超挖，使盾构沿被超挖的一侧前进；
（3）盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，采用楔子环管片调整环面与隧道设计轴线的垂直度，改善盾构后座面。

2、盾构施工过程中隧道上浮
现象：
盾构施工过程中，随着盾构的不断向前推进，成环隧道呈上浮现象。

原因分析：
（1）盾构切口前方泥水后窜至盾尾后，使管片处于悬浮状态；
（2）同步注浆效果欠佳，未能有效地隔绝正面泥水；
（3）管片连接螺杆未及时复紧；
（4）盾构推进一次纠偏量过大，对地层产生了过大扰动。

预防措施：
（1）提高同步注浆质量，缩短浆液初凝时间，使其遇泥水后不产生劣化；
（2）提高注浆与盾构推进的同步性，使浆液能及时充填管片与土体间空隙，建立盾尾处的浆液压力。

同时加强隧道沉降监测，当发现隧道上浮呈增大趋势时，立即对已成环隧道进行补压浆；
（3）及时复紧已成环隧道管片的连接螺杆。

治理方法：
在盾尾后隧道外周压注双液浆形成环箍(必要时采用聚氨酯)，以隔断泥水流失路径。

3、运输过程中管片受损
现象：
在管片垂直运输与水平运输过程中，将管片边角撞坏。

原因分析：
（1）行车吊运管片时，管片由于晃动而碰撞行车支腿或其他物件，造成边角损坏；
（2）管片堆放时垫木没有放置妥当；
（3）运输管片的平板车颠簸跳动，造成管片损坏；
（4）管片叠放在隧道内时未垫枕木，造成边角损坏；
（5）在管片吊放时，动作过大，使管片损坏。

预防措施：
（1）管片进场卸车吊运时操作要平稳，防止过大的晃动导致的碰撞；
（2）地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上垫木；
（3）采用运输管片的专用平板车，加设避振设施，同时对隧道内电瓶车行车轨道进行维护，确保行车平稳；叠放的管片之间垫好垫木；
（4）盾构机内管片的吊放，动作不要过大，合理放置管片，其与隧道不产生碰撞。

治理方法：
已碰撞损坏的管片及时进行修补，损坏较重的管片运回厂家进行整修或更换新的管片。

4、浆液质量不符合要求
现象：
在盾构推进过程中，由于注浆浆液质量不好，使注浆效果不佳，引起地面和隧道上浮或者沉降。

原因分析：
（1）注浆浆液配合比不当，与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应；
（2）拌浆计量不准，导致配合比误差，使浆液质量不符合要求；
（3）原材料质量不合格；
（4）运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。

预防措施：
（1）根据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经济效益正确设计浆液配比，并通过试验，使其符合施工要求；
（2）在满足合理的精度前提下，考虑使用简单可靠的计量器具，同时保养好计量器具，定时作标定，发现计量器具精度误差超标，及时校正或换新；
（3）对拌浆材料的质量进行有效的管理。

保证各种材料采购的渠道，并附有相应的质量保证单，按规定对材料进行质量抽检。

（4）拌浆设备的工作环境差，使用中要注意定期维修保养，经常清洗拌浆机。

如在使用中机械发生故障及时修复，不能让设备带病作业。

（5）浆液的输送视浆液的性能而定，选择合理的输送方法。

用管路输送时，管子的直径要适当；用拌浆车输送时，拌浆车上的拌浆机要有充分的搅拌能力；
（6）加强对拌制后浆液的检测，要确保浆液的质量符合施工所需。

治理方法：
（1）不符合要求的浆液重新进行拌浆；
（2）不符合质量要求的原材料不使用；
（3）如浆液经使用确认配合比设计不合理，及时作配合比的设计和试验，最后决定出实际使用的配合比。

5、注浆浆管堵塞
现象：
采用单液浆或双液浆注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。

原因分析：
（1）停止注浆的时间太长，浆管没有清洗，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞；
（2）单液浆浆液中的砂含量太高，沉淀在浆管中，使浆管通径逐渐减小，引起堵塞；
（3）双液浆两种浆液的注浆泵压力不匹配，B液浆的压力太高而进入A液的管路中，引起A液管内浆液结硬，堵塞管子；
（4）浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存，时间长了就沉淀凝固。

预防措施：
（1）每次注浆结束都将浆管清洗干净，使管路中的浆液不产生沉淀。

（2）拌浆时注意配比准确，搅拌充分；
（3）经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活。

（4）注双液浆时，注意调整注浆泵的压力，对于已发生泄漏、压力不足的泵及时更换，保证两种浆液压力和流量的平衡；
治理方法：
将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理干净后重新接好管路恢复压浆。

6、盾构过量地自转
现象：
盾构推进中盾构发生过量的旋转，造成盾构与车架连接不好，设备运行不稳定，增加测量、封顶块拼装等困难。

原因分析：
（1）盾构内设备布置重量不平衡，盾构的重心不在竖直中心线上而产生了旋转力矩；
（2）盾构所处的土层不均匀，两侧的阻力不一致，造成推进过程中受到附加的旋转力矩；
（3）在施工过程中刀盘或旋转设备连续同一转向，导致盾构在推进运动中旋转；
（4）在纠偏时左右千斤顶推力不同及盾构安装时千斤顶轴线与盾构轴线不平行。

预防措施：
（1）安装于盾构内的设备要合理布置，并对各设备的重量和位置进行验算，使盾构重心位于中线上或配置配重调整重心位置于中心线上；
（2）经常纠正盾构转角，使盾构自转在允许范围内；
（3）根据盾构的自转角，经常改变旋转设备的工作转向。

治理方法：
（1）通过改变刀盘或旋转设备的转向或改变管片拼装顺序来调节盾构的自转角度；
（2）盾构自转量较大时，采用单侧压重的方法纠正盾构转角。

7、盾构后退
现象：
盾构停止推进，尤其是拼装管片的时候，产生后退的现象，使开挖面压力下降，地面产生下沉变形。

原因分析：
（1）盾构千斤顶自锁性能不好，千斤顶回缩；
（2）千斤顶大腔的安全溢流阀压力设定过低，使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力；
（3）盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多，并且没有控制好最小应有的防后退顶力。

预防措施：
（1）加强盾构千斤顶的维修保养工作，防止产生内泄漏；
（2）安全溢流阀的压力调定到规定值；
（3）拼装时不多缩千斤顶，管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。

治理方法：
盾构发生后退，及时采取预防措施防止后退的情况进一步加剧，如因盾构后退而无法拼装，进行二次推进。

8、盾尾密封装置泄漏
现象：
地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾壳和隧道内，严重影响工程进度和施工质量，甚至对工程安全带来灾难。

原因分析：
（1）管片与盾尾不同心，使盾尾和管片间的空隙局部过大，超过密封装置的密封功能界限；
（2）密封装置受偏心的管片过度挤压后，产生塑性变形，失去弹性，密封性能下降；
（3）盾尾密封油脂压注不充分，盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结，盾尾刷的弹性丧失，密封性能下降；
（4）盾构后退，造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动，使刷毛反卷，盾尾刷变形而密封性能下降；
（5）盾尾密封油脂的质量不好，对盾尾钢丝刷起不到保护的作用，或因油脂中含有杂质堵塞泵，使油脂压注量达不到要求。

预防措施：
（1）严格控制盾构推进的纠偏量，尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致，减少管片对盾尾密封刷的挤压程度；
（2）及时、保量、均匀地压注盾尾油脂；
（3）控制盾构姿态，避免盾构产生后退现象；
（4）采用优质的盾尾油脂，要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能。

治理方法：
（1）对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂，恢复密封的性能；
（2）管片拼装时在管片背面塞入海绵，将泄漏部位堵住；
（3）有多道盾尾钢丝刷的盾构，将最里面的一道盾尾刷更换，以保证盾尾刷的密封性；
（4）从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。

9、盾构施工过程中地面冒浆
现象：
在盾构施工过程中，盾构切口前方地表出现冒浆。

原因分析：
（1）盾构穿越土体发生突变(处于两层土断层中)，或盾构覆土厚度过浅；
（2）开挖面泥水压力设定值过高；
（3）同步注浆压力过高；
（4）泥水指标不符合规定要求。

预防措施：
（1）在冒浆区适当加“被”，即用粘土覆盖；
（2）严格控制开挖面泥水压力，在推进过程中要求手动控制开挖面泥水压力；
（3）严格控制同步注浆压力，并在注浆管路中安装安全阀，以免注浆压力过高；
（4）适当提高泥水各项质量指标。

治理方法：
（1）如轻微冒浆，在不降低开挖面泥水压力的情况下继续推进，同时，适当加快推进速度，提高管片拼装效率，使盾构尽早穿越冒浆区；
（2）当冒浆严重，停止推进，并采取如下措施：提高泥水密度和粘度；掘进一段距离以后，进行充分的壁后注浆；地面采用覆盖粘土的措施。

10、盾构切口前方地层过量变形
现象：
在盾构推进过程中，切口前方地面出现超量沉降或隆起。

原因分析：
（1）地质状况发生突变；
（2）施工参数设定不当，如平衡土压力设定值偏低或偏高，推进速度过快或过慢；
（3）盾构切削土体时超挖或欠挖。

预防措施：
（1）详细了解地质状况，及时调整施工参数；
（2）尽快摸索出施工参数的设定规律，严格控制平衡压力及推进速度设定值，避免其波动范围过大；
（3）按理论出土量和施工实际工况定出合理出土量。

治理方法：
根据地面监测情况，及时调整盾构施工参数，如推进速度、平衡压力、出土量等。

第三节管片拼装质量通病防治
管片拼装是关系到隧道成型质量及防水的关键的工序，必须严格控制，确保拼装质量满足设计和规范要求。

管片拼装常见质量通病及防治措施如下:
1、圆环管片环面不平整
现象：
同一环管片在拼装完成后迎千斤顶一侧环面不在同一平面上，不同块之间有凹凸现象存在，给下一环的拼装带来影响。

导致环向螺栓穿进困难，并造成管片碎裂等问题。

原因分析：
（1）管片制作误差尺寸累积；
（2）拼装时前后两环管片间夹有杂物；
（3）千斤顶的顶力不均匀，使环缝间的止水条压缩量不相同；
（4）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；
（5）止水条粘贴不牢，拼装时翻到槽外，与前一环的环面不密贴，引起该块管片凸出；
（6）成环管片的环、纵向螺栓没有及时拧紧和复紧。

预防措施：。