盾构管片破损原因分析及处理措施

第２７卷第６期　２０１７年ｌ２月　天津建设科技　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣＂　市政公用建设　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　ａｎｄ　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　盾构管片破损原因分析及处理措施　口文／李美群　【摘　要】：地铁区间盾构法施工中，管片是隧道结构最重要的单元。盾构管片破损影响　隧道的防水性、耐久性及安全性。文章以天津地铁１号线东延伸工程中三个　盾构区间．Ｙ－程为依托，对工程中管片在生产、运输、管片施３－拼装过程中产生　开裂及破损的原因进行分析并探讨其预防措施，提出已破损管片的修补措施　建议。　【关键词】：管片；开裂；破损；盾构；修补　地铁区间广泛采用盾构法施Ｔ，盾构管片是该］一　法最重要的结构构件，承担抵抗水土压力及其他荷载　作用Ｉ”。盾构管片开裂及破损直接影响隧道的防水性、　耐久性及安全陛，影响隧道使用寿命［２１。　本文以天津地铁１号线东延０２标段三区间盾构　隧道出现的管片开裂及破损为研究对象，对管片开裂　及破损成因进行总结分析，针对成因选择合理的预防　措施及补救方法。　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。　管片的裂缝及破损会引起管片渗漏水。图２为机　机场大道一奥体中心站区间管片在出厂后，吊装　时现场发现个别管片产生微细裂缝且无规律，后期施　丁时受集中力作用，裂缝会扩大。　１＿２成因及措施建议　场大道一奥体中心站区间已拼装好的管片由于管片开　裂而产生大面积的渗漏水现象。故抑制管片开裂及破　损是保证隧道安全及防水的重要途径。　盾构管片在最开始产生裂缝，比如预制过程、运送　及起吊过程，原因一般是在管片制作过程中混凝土配　合比、养护等不完善。建议管片制作过程根据环境气候　调整混凝土材料配合比，改善振捣及养护工艺。　２施工过程中的管片破损　２．１管片开裂及破损情况　图２管片渗漏水现象　２．３破损因素总结及预防　在施Ｔ过程中，盾构管片受到的荷载有千斤顶推　力、注浆压力、上浮力、拼装荷载等Ｉ　３Ｉ。在管片质量有保　证的前提下，盾构施Ｔ过程中常见的为管片破损。洪泥　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　程中均有部分管片破损，破损的主要位置位于区间隧　道拱顶及巾部，多处位于拱顶，见图１。　是管片环中线轴线与盾构机中心轴线重合，若在曲线段　两轴线在实际掘进过程中不可避免存在偏差［４１。实际施　工时表现为盾构机轴线发生偏移，管片产生错位等。　６９　天津建设科技　、　１盾构姿念与设计轴线　较大偏差时，　是急　丁纠偏，会　敛纠偏量偏大，形成　尾挤压管片，受力　均．从…　造成破损．　．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　‘先确定是禽为盾　构姿态的Ｍ题，阿号虑纠偏。纠偏ＩＩ、』，纠偏角须小于已　偏移　一般４－：　ｒＪ　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　ＪＪ［１强管片拼装控制　，保证管片环面平挚，减少纵向错台。施１　巾亦可适　，ＪＪｌＨＹ：－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，ＩＬ　Ｊ咀新分布，可有效预防管片破损　’』　ｌ　讲台及ｊＬ　＿　１ｊ破损　Ｊ作』１　浆液集巾　铃片下，符片Ｉ　空问变　小，肜成　俞，　３　管片之川址螺栓刚性连接，连接　处　肜成心力集巾，导致管片破损Ｉ　Ｉ。管片的局部破　般位＿Ｊ：管片周边位置、连接螺栓的手孔处以及定　ｆ　扎边缘，大部分原因是在吊装、运输或拼装中遭受＿ｒ　撩、磕碰、挤Ｊ　引起的破损，　４。　一＿　—隧　图３错台管片　图４螺栓处局部破损　”埘ｌ　述　题，采取以下措施防止管片破损：　１）控制　浆　ｉｉ力；　２）螺俭　次顶紧，螺栓在安装好后可能松动．会产　，Ｉ　管片错　、螺拴何置漏水的情况，故对螺栓二次顶紧　仃设措施　，：　勺札总缸力过大　ｊ　问采用日本ＪＩｌ崎土压平衡盾构机进行施Ｉ　，部　分　为盾构推理大引起开裂。对应措施为盾构掘进过　ＩＩｌ　土仓内加入亲水剂，可防止土仓内积泥；另外刈　减小掘进总推力，从而减小破坏现象。　３施工时针对已开裂及破损管片修补的措施建议　１）埘较小裂缝和破损的填补一般使川水泥浆，表面　｛术平　２）埘破损管片，可按照以　步骤修补　、施Ｉ　Ｉｆｉ一般　修补措施为先凿除碎裂处混凝一１　块，再采崩钻孑Ｌ　８　ＩＩｉｌｌｌ的铺　植筋，在管片碎裂处沿约３０。角向Ｌ￣！ＰｆＬ　ｌ１Ｊ‘／ｆ　碰至混凝土内原钢筋。为保　植筋长度，钻孔深度　约为５～６（＇Ｉｌｌ。植筋钻孔孑Ｌ距约２０～２５¨ｍ　钻孔完成后　汕洗衷　及孔Ｉ～，清洗完成后放入植筋胶再进行植筋，　７０　注意植筋时铡筋　旋转荇进太，确保胶水均　附　俐　筋及混凝上　，ｆｔｆ－涂　利，绑俐筋『《ｘＪ，铡筋网　ｊ｛＝『　１人　钢筋保证连接．最后刷浆．　５　卜｛；ｆ　Ｉ　图５破损管片修补方法　对修补处进行旧弹试验，测试结　均值　求丛刊　所使用衬砌混凝土强度等级（：５０　４结论　造成管片行裂及破损的　仃很多，颅防此炎川　题要从源　开始：　１）管　过码　改善管片施ｌ　１　，增　Ｉ　－镛ｔ；ｌ　的密实度；　２）施＿　ｌ【ｌｆＩ，应根　勘察资料和实际Ｊｒ挖地　÷ｉ　ｈ　１７　选择控制注浆　力、拗监测；　３）涮　盾构姿态，　越保持盾尾　隙均　Ｊ　“　彤小曲线段掘进时．需　频繁纠偏，此时心避免纠ｎｍ　急，严格控制盾构推进速度，盾构姿态ｆＩＪ现偏差时求　勤纠、缓纠的原则，以保　僻片受力均匀；　４）ｆｆｆｊ线　＜￣４５０　Ｉ１１、　的　线线路段管”　Ｊ堕　建议采用１．２　１３１￣１：　５）适＇￣ｆ）Ｊｌｌ　Ｊｇ传　付　，ＪＪｆ１人环…管片接触　川隙，　管片拼装完成后及【ＩＩ进行螺栓复紧　、』ｌ１■　参考文献：　【ｌ】（　Ｂ　５　５７—２（）ｌ３，地铁没汁规ｆｌ”Ｚ　ｌ　，Ｉ２１何ＪＩｌ，　尔洋．』　构隧道结构没汁搜施Ｉ＿《ＩＪ‘Ｊ：４ｃ　Ｊ－￣￣的影响…ｌ＿ｌＪ　都：西南交嗵人　、　：…版　，２００７．　维彬．鞠Ｉｌｊ：缱．　地　ｔｔ的；ｔ＇ｉｔ￣ｓ，ｊ施『　技术ｌＭＩ北　；　：－ｔ－…　学技术ｆ…扳　．２００６．　＿４ｌ秦建没，米伟，陈剑．　构姿念控制ｔ』Ｉ起僻　竹ｆｆ技＂　…　题研究ＩＪｌ＿施Ｉ　技术，２００４，３３（１０）：２５—２７．　５沈　难．　构掘进过秤　茎通僻片Ｉ－．Ｔ＇ｆ－　分忻肢　；ｆｉｌ￣１　Ｉ　ｆ　隧　技术，２００４，４１（６）：５１—５６．　口中图分类号：Ｕ４５５．３　１　口文献标识码：Ｃ　口文章编号：１　００８—３１　９７（２０１　７）０６—６９—０２　口ＤＯＩ编码：１０．３９６９４．ｉｓｓｎ．１００８—３１９７．２０１７．０６．０２４　口收稿日期：２０１７—１０—０９　口作者简介：李美群ｉＸ，１９８７年出生，工程师，硕士，中铁ｌ＿淘　计院集团有限公司天津分院，从事桥梁与隧　工括　设计工作。