地铁隧道管片拼装质量控制

长春地铁一号线卫星广场～南环路站区间线路整体呈南北走向，区间采用盾构法施工，不采用减震措施，左、右线设计起止里程范围均为K24+～K25+，设计左线全长、右线全长（区间存在短、长链）。区间纵向基本呈V 形坡，最大坡度为25‰。

盾构隧道衬砌采用C50预制钢筋混凝土管片，衬砌环外径，内径，管片厚度，环宽。管片衬砌每环由6块管片组成，采用错缝拼装方式，隧道转弯时采用左、右转弯楔形衬砌环，盾构机选用土压平衡盾构机。

管片拼装质量一直是地铁工程盾构法施工中的一项难题。盾构施工的成果是也只是一环环相连接的管片，如果这些管片拼装质量不高，会在外观反映出来。这将直接影响隧道的验收，间接的会对施工

方有很多负面影响，因为管片拼装质量代表施工单位的施工水平，所以对其一定要非常重视。

本小组成立于2014年3月，为现场攻关型QC小组。小组成员11人，均受过高等教育，有较强的实际操作能力和丰富的理论知识。平均每人接受QC知识教育时间为30课时。具体如下

管片拼装质量一直是地铁工程盾构法施工中的一项难题。盾构施工的成果是也只是一环环相连接的管片，如果这些管片拼装质量不高，会在外观反映出来。这将直接影响隧道的验收，间接的会对施工方有很多负面影响，因为管片拼装质量代表施工单位的施工水平，所以对其一定要非常重视。

从2013年11月3日盾构机始发开始，到掘进200环，管片拼装质量存在一系列的问题，集中表现在以下五点：

1、管片破碎

管片内侧破碎集中在管片的棱角处，主要为封顶块与邻接块的两个后角、标准块与邻接块的前后角；外侧破碎主要为标准块与邻接块的外侧，即整环管片的左右侧。

2、错台错缝

拼装完成的两环管片间内弧面不平，环高差过大，称之为错台；环纵缝不保持在同一直线称之为错缝。

错台集中在A块与B块的交界处，最大错台量达10mm；错缝现象较多，包括环缝和纵缝。

3、张角

管片张角最明显的现象为成环管片前后圆面大小不等，张角出现频率较多的为左右侧标准块与邻接块的纵缝处

4 管片渗漏水

管片渗漏水体现在沿管片环纵缝出现的湿渍、滴水情况，主要存在于整环管片的上半部分。

5、管片变形

管片呈明显的类椭圆形，即横鸭蛋形状，管片直径偏差最大达16mm。

上述现象只是前200环管片外观的一小部分，如此质量很难通过隧道验收，并且照此下去，将对公司的声誉带来很大的负面影响，及时整治已经到了不容滞缓的地步了。

小组按照规范确定目标：直径偏差控制在12mm内，环纵缝张开在2mm内，错台不得大于4mm，管片无明显张角，无破碎和滴水现象，允许偶见湿渍。

1、人员方面

项目部在职人员中有一半参与过北京地铁6号线的掘进工作，对盾构施工主体相当了解。管片拼装手由分包劳务派出，个别拼装手对本台盾构机管片拼装机操作遥控器不太熟练，之前也没有太多此方面的经历。

2、机械方面

对管片拼装造成影响的主要是管片拼装机，本区间采用的铁建重工集团生产的盾构机，机器是新采购，设备还处于磨合阶段，管片拼装机压力过大，动作速度过快，拼装手拼装时很难精确控制，很容造成管片错台和管片碎裂。

3、材料方面

主要是管片本身的质量问题。此次管片由业主指定荣昌管片厂生产。与北京6号线相比，这一批管片的质量不高。出厂时，部分管片表面存在气泡、麻面、掉皮、起砂情况，且大部分都有明显修补过的痕迹，管片水灰比过大，成脆性，易掉角。这对管片拼装而言，有先天性的制约。

4、方法方面

工法方面小组总结出了以下几点：

⑴一般情况下，盾构机的千斤顶面与管片环面保持统一，这样一是容易控制盾构机姿态，二是不容易挤烂管片。

而实际情况是：因为过急的纠正姿态，盾构机区压差过大，使得其与管片法面产生大的夹角，这样管片环面角部受力方向发生改变，产生应力集中，导致管片破碎。示意图如下：

应力集中区域

⑵恶性循环：前一环管片环面不平整，块与块之间有错台错缝，如没有及时地纠正，下一环就会很难拼装并容易破碎，并将带来更大的错台错缝。

⑶管片环面不在同一平面，封顶块未拼装时，两邻接块上端间距已经不满足拼装要求，呈前大后小形状，使得封顶块拼装时，两后角挤碎，两前角处缝隙过大，纵缝呈明显的八字缝，封顶块下落。

F块拼装时插入方

封顶块

邻接块

邻接块

从示意图来看，邻接块后端的间距明显小于封顶块需要的最小距离，所以这种情况往往是拼一块碎一块。

5、环境影响

本区间采用可惰性水泥浆液进行同步注浆，浆液凝固慢，管片在浆液还未凝固时就发生了上浮和下沉，对管片错台影响相当大。

片拼装质量低

人员

机械

材料

自身经验不足

灵活性低

可操作性差管片质量差

方法盾构机区压差太大盾尾失圆

恶性循环

邻接块后端间距未放开纠偏意见不统一

环境

影响较小

协作队伍比较年轻

保养不到位

小组总结了上述五项因素，并在确定要因方面展开了讨论，认为：

人是施工的主导，个人的专业素质及经验会对整个工程起到决定性的作用，如我方人员在管片拼装方面有独到的见解，则不会出现这些问题；

另外，机械也是限制管片拼装质量的一方面，但小组充分认识到，过去没有这些现代化的机械及设备，也成功完成了很宏伟的工程，施工者的现场经验可以弥补机械方面的不足，而这则更说明我们经验的欠缺，所以，机械不能够决定工程的成败，谋事在人，成事也在人； 从管片质量来看，虽然不高，但相同的管片其他施工单位却能够拼装的很好，这说明

我们确实有不及他人的地方需要改进。所以，材料只是一个小的方面，绝对不能够作为一个主要原因。

综上所述，各原因归结如下表：

原因分析表

目标对策表