结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文（精选10篇）

篇1：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

结合广州地铁谈盾构隧道施工

摘要：结合广州市轨道交通三号线[天~华]区间盾构工程为实例，阐述了海瑞克土压平衡盾构机在地铁盾构隧道施工中的主要内容，并针对施工中遇到的一些具体问题提出了解决办法。

关键词：地铁盾构隧道

1、工程概况广州市轨道交通三号线[天~华]区间盾构工程分为两个区间（天河客运站~五山站区间以及五山站~华师站区间），主要由两条圆形盾构隧道为主组成，双线长6259.615m。隧道标称内径为5400mm；埋深为11~28m；平面最小曲线半径为350m；最小竖曲线半径为3000m；最大坡度为19‰；最小坡度为3‰。天~五区间隧道主要是在残积层和全风化层中穿过，顶底板差异不大，在中部偶见夹有球状微风化岩石。近五山段顶板出现少量砂层。隧道洞身天然单轴抗压强度最大值为153.40MPa。五~华区间隧道主要是在强风化层中穿过，顶底板岩土分层有一定差异，存在上软下硬或有夹层现象。中部为瘦狗岭断层破碎带，以北均为花岗岩、花岗片麻岩带或风化层，以南为白垩系红层岩系。靠近华师站段隧道全断面在微风化层中穿过。地表地形地貌变化也比较大。白垩系红层隧道上方发育有较长段含水砂层。

2、盾构掘进2.1刀具配臵地质情况对刀具配臵起决

定作用，隧道围岩为I、II类(按《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》中隧道围岩分类)时，一般采用刮刀(俗称羊角刀)，而对于III~VI类围岩则使用盘形滚刀效果较好。盘形滚刀又有单刃和双刃之分，单刃滚刀适合较硬岩或强度不均匀的围岩，而双刃滚刀适合一般硬岩及强度均匀的围岩。针对本工程的地质情况，均配臵单刃盘形滚刀。2.2掘进参数控制(1)、控制刀盘扭矩。根据保护刀具、降低刀具磨损的要求，必须将刀盘扭矩控制在某一容许范围内，而控制扭矩的主要依靠以下方法：◆减小推力：这是最简单、有效的方法，但同时也会降低掘进速度。◆减小刀具的贯入度：即在保持掘进速度基本不变的情况下，提高刀盘转速，一般达2.5~3r/m左右。当开挖面为全断面硬岩时，减小刀具贯入度，能显著降低刀盘扭矩。但刀盘高转速不适用有孤石的围岩，因为孤石很容易造成刀具崩裂。◆向开挖面、土仓内加入土质改良剂：常见的土质改良剂及适用地层膨润土适用砂~砂砾地层发泡剂适用粘土~粗砂地层高吸水性树脂适用固结粘土~砂砾地层其中发泡剂较为常用。另外，在全断面硬岩或孤石地层，可以向开挖面、土仓内加入冷却水，以降低刀盘、刀具的温度来保护刀具。(2)、保持适当的土压。若隧道围岩能够自立，则可以采取空仓掘进的模式；若隧道围岩无法自立，为了保持开挖面的稳定，则必须保持适当的土压以稳定开挖面，控制地面沉降。土压过低，则可能出现超挖；土压过高，则有

效推力降低，掘进速度降低，且地面可能隆起，造成后期沉降较大。土压的确定与隧道埋深、地质情况、地面建筑物情况有很大关系，可以采用库仑或朗肯等理论估算。在实际施工中，也可以根据出土量的情况来确定适当的土压。在本工程掘进过程中一般保持1.5~2.0bar的土压。(3)、在刀盘扭矩、土压、出土量满足要求的情况下，尽可能加大推力，以提高掘进速度(80mm/min以上)，加快工程进度。而在掘进速度较快的情况下，则要注意控制好盾构机的姿态、保持土压稳定、同步注浆量。2.3同步注浆及二次注浆由于刀盘的直径为Φ6280mm，而管片外径Φ6000mm，所以在管片离开盾尾后，理论上管片与围岩之间将会有宽度为140mm的空隙，为控制地面沉降，必须用砂浆将空隙填满。(1)、盾尾同步注浆。出现的主要问题：◆堵管出现堵管的情况，其原因主要是以下几方面：①砂浆配比不好，以致砂浆初凝时间太短、砂浆易沉淀离析、砂浆流动性差②原材料不好，如砂太粗③盾尾浆管回砂④长时间停注前未注射膨润土液洗管◆漏浆主要原因及处理办法：①盾尾间隙过大。控制好盾构机姿态，选择适当的管片，以保持良好的盾尾间隙②尾刷损坏。在管片迎水面垫厚约15cm左右的海绵或者更换尾刷。③盾尾油脂注入量不够。加大油脂注入量。(2)、二次注浆。当地面沉降较大或隧道下坡且地下水丰富时，可以进行管片背后二次注浆来稳定地面或堵水。注浆材料可以用纯水泥浆、砂浆或双液浆。

注浆设备可以采用注浆机或盾构机台车上的同步注浆泵。注浆时应注意监控注浆压力，如果压力过大可能造成管片错台或纵裂。2.4常见问题及处理办法(1)、若螺旋输送机被卡住(即扭矩超限)，无法正常出渣，可反复伸、缩螺杆并同时正、反转，如低速正转同时伸、缩螺杆，若超限则反转同时伸、缩螺杆，如此反复，基本上都可以脱困。(2)、若启动刀盘时刀盘被卡住，则将部分推进千斤顶收缩，使土压力、刀具贯入度减小即可以转动刀盘。(3)、在非粘性地层，如砂层，若铰接千斤顶拉力较大，说明刀盘的扩孔能力较差，则要检查刀盘的边缘刀是否磨损过量而应该更换。

3、管片拼装3.1管片型号的选择一般主要根据盾尾间隙、线路特点、推进千斤顶行程来确定管片型号。选择适当的管片可以有效地调节盾尾间隙，保证盾尾间隙和千斤顶行程比较均匀，有利于管片的受力。若盾尾间隙过小，则可能造成管片难以安装、管片迎水面被盾尾压崩、盾尾尾刷损坏、千斤顶撑靴与管片严重错台导致管片止水条损坏和管片崩缺等问题。3.2常见质量问题(1)、管片在拼装前一般要先检查管片是否完好、型号是否正确、缓冲垫和止水条是否贴牢。在拼装过程中一定要注意对止水条的保护，若止水条损坏严重则很可能出现渗漏水的质量问题。(2)、千斤顶撑靴正常情况下应该不会同时顶在两块管片的角上，但如果隧道管片发生扭转，则可能会出现这种情况，那么要特别注意拼管片或掘进时会管片发生崩裂。

(3)、管片扭转：如果拼装管片时，盾构机的滚动角较大而且一直朝同一个方向，则可能会发生隧道管片扭转的情况。因此应该通过调整刀盘的旋转方向来减小盾构机在拼装时的滚动角。(4)、管片错台：在小半径曲线(本工程最小曲线半径R=350m)线路施工时，因推进千斤顶对管片有环向分力而造成管片环向错台。解决办法是在推进后及时复紧管片连接螺栓约束管片的环向位移，或者在拼装时人为地将管片拼成与转弯方向一致的错台。

4、专题4.1压气换刀主要作业步骤：(1)、准备换刀工具、材料并检查压气时要用的相关设备常用的换刀工具有：刀具磨损量具、手拉葫芦、液压千斤顶、螺杆千斤顶、分离式千斤顶、撬棒、扳手(开仓门及拆、装刀具时用)、气动打磨机、铁锤准备的材料有：刀具及其配件(拉紧块、U型块、螺丝等)、吊耳要检查的设备有：空压机（包括备用空压机）、管路(水管、气管)及接口、照明设施、人闸及土仓的压力表、人闸与指挥室的通讯(2)、排出土仓内的渣土，当土压降至较低时(0.5bar以下)，向土仓加入压缩气体，同时土仓内加入膨润土，转动刀盘，继续出渣。一段时间后停止加入膨润土。当螺旋机后闸门有较连续且较大压力的气体喷出即可停止出土，然后等待半个小时左右看土仓内的气压是否能够保持稳定，即气压上下浮动不能超过0.1bar。如果土仓内的气压，无法上升到预定值，且空压机排压较低，或者气压上下浮动过大都说明土仓漏气。检查地面、铰接、盾尾是

否漏气。(3)、土仓内气压稳定后，换刀人员进入人闸，相关材料工具也要运进去。准备好后，向人闸内加压，加压程序要按照有关带压作业规范的要求。(4)、当人闸的气压与土仓的气压基本一致时，打开平衡阀，换刀人员打开土仓门进入土仓开始换刀作业。常见问题及处理办法：(1)、若换刀时刀具不慎掉入土仓内，而土仓内泥渣较多很难定位刀具及打捞时，则换刀人员进仓作业时带上铁锹和编织袋，将土仓内的渣土装袋即可。(2)、若作业过程中，发生气管爆裂、空压机故障等问题时，首先要冷静，想办法稳住气压，同时尽快通知作业人员进入人闸以便及早减压出来。(3)、要做好各项人员安全措施及灾害防治措施。对工作人员要进行全面体检，体检不合格的人员禁止入内。要注意压气作业过程中因焊接、漏电、打磨等作业可能引起火灾。各种应急设备如高压氧舱、单架等应处于准备状态。4.2盾构始发与到达(1)、到达前要做好以下工作：①校核盾构机姿态及位臵，盾构机轴线应较洞门轴线稍微高1~3cm②洞门临时挡土墙凿除③盾构机接收平台的铺设④洞门环板、压板的设臵⑤抢险物资设备的准备(2)、始发时要做好以下工作：①盾构机、始发架、反力架的安装、测量定位②洞门临时挡土墙凿除③洞门环板、压板的设臵④抢险物资设备的准备

5、施工管理5.1人员配臵以德国海瑞克土压平衡盾构机为例：(1)、技术管理人员隧道领班工程师兼盾构机操作手1人机电工程师3人(机械、电气、液压

各1人)(2)、劳务工人岗位班长兼管片拼装手配合管片拼装双轨梁操作手同步注浆出土兼千斤顶操作电工机修工合计人数1312113125.2材料、设备配臵(1)日常消耗材料主轴承密封油脂、润滑油脂、盾尾密封油脂、发泡剂、砂浆、隧道照明材料(照明灯、电线、线架)、通信材料、循环水管、轨道、轨枕、排污水管、编织(2)日常工具、设备电焊机、气割、潜水泵、千斤顶、葫芦、扳手、铁锤.7

篇2：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

摘 要:

介绍了地铁盾构隧道施工中出现的主要质量缺陷,对影响地铁盾构隧道质量缺陷的因素进行分析,提出预防和克服质量缺陷的措施,最终保证盾构隧道施工质量。

关键词:

篇3：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

关键词：盾构工法,施工质量,控制重点,措施

0 引言

盾构施工工法在国内近年流行的机械化施工作业, 由于盾构工法较传统的矿山法施工作业安全、自动化程度高、工人劳动强度低, 越来越受施工单位欢迎。盾构工法经过在国内多年的施工实践, 盾构工法逐步被人们所认识和了解, 虽然盾构工法有很多的优点, 但其缺点也不少, 如盾构施工中发生错台、管片破损等质量问题, 没法返工, 留下工程永久性的质量缺陷, 质量问题重点为预控。因此, 施工过程中的风险管理越来越受人们所重视, 不断探索施工风险预控制技术, 不但可以提供施工质量水平和企业的技术管理水平, 同时有利于避免质量、安全事故, 降低施工成本。

1 管片渗水的原因及处理措施

目前, 在建和投入运营的轨道交通隧道结构均普遍出现管片渗漏水病害。通过调查发现, 渗漏水主要集中在管片的环、纵拼接缝及手孔螺栓处。在建设过程中若出现下列施工质量问题, 则管片会出现不规则裂缝, 地下水通过止水带间隙从管片接缝及手孔处流出。

1.1 管片渗水的原因分析

1.1.1 管片自身质量缺陷

在管片生产过程中, 设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷, 管片拼装完成后, 水从绕过密封垫, 从水泡、气泡孔处渗漏进来。

1.1.2 管片止水条脱落

在拼装过程中, 管片发生了碰撞, 使止水条脱落或断裂, 使密封垫没有形成闭合的防水圈。

1.1.3 管片衬背注浆不饱满

管片衬背注浆不饱满, 若管片密封条贴合不密实, 管片顶部积水, 使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。

1.1.4 盾构与管片的姿态不好

盾构与管片的姿态不好, 影响到管片的拼装质量, 造成管片间错位, 相邻管片止水带不能正常吻合压紧, 从而引起漏水。

1.1.5 掘进过程中推力不均匀

掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水;在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。

1.1.6 管片拼装质量控制不严格

管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水;拼装K块时, K块密封条损坏, 造成渗漏水;管片螺栓紧固不到位, 造成管片防水没有压实造成渗水, 或管片螺栓紧固过早, 导致管片整体未压实。

1.2 渗水堵漏措施

1.2.1 二次补浆

对存在漏水的管片首先进行二次补浆, 二次补浆能够在根本上堵住渗水通道二次补浆首先采用单液浆, 注浆压力控制在一定范围内, 注浆量以能注入为准。观察堵漏效果, 效果不明显后注双液浆, 注浆压力可以稍微提高。

1.2.2 环纵缝注浆堵漏

1) 环纵缝漏水处理

当二次补浆后环纵缝仍然存在漏水时, 采用注浆进行封堵。注浆措施如下:对环向缝和纵向缝全部采用快干高强度砂浆 (含环氧类成分) 封闭, 为后面灌浆做准备, 封闭的时候向内凹进去1-2厘米深的弧形;再在漏水缝上垂直钻孔到止水条处, 钻孔间距每米2-3个, 同时装上专用注浆嘴, 用高压灌浆设备向接缝内灌浆, 浆料优先采用环氧树脂, 灌浆压力控制在一定范围内, 以压满整个接缝为准。

2) 管片紧固螺丝孔渗漏

清理干净螺丝孔表面的污染物, 找出渗漏的位置, 用电钻斜向钻孔, 确保钻孔和螺丝孔相通, 用快干高强砂浆封闭螺丝孔的根部, 钻孔处装上专用注浆嘴, 用高压灌浆设备向钻孔内灌浆, 浆料优先采用环氧树脂, 灌浆压力控制在一定范围内, 以压满整个螺栓孔为准。注浆起到堵漏作用的同时又对螺丝有锚固和防腐作用。

2 管片错台的原因及处理措施

管片错台是拼装好的管片同一环各片, 或者是管片与管片之间的内弧面不平整。管片的错台, 一般是由于受力不均匀造成的, 当某点的集中荷载超过了承载极限后, 必然会导致管片的相对位移。

2.1 错台产生的原因

1) 管片选型不当, 管片拼装的中心与盾构机中心不同心, 管片与盾尾相碰, 为了安装管片, 人为将管片径向偏移, 造成错台。

2) 管片安装时, 在盾尾残留的渣土未清理干净, 尤其是底部, 有时是盾尾漏泥沙, 清理困难, 在此位置的某片管片很难就位, 甚至螺栓难以插入, 造成错台。或由于采用人工操作机械安装, 安装时不按照规范要求, 未调整好管片内环面平整度, 引起错台。管片安装完毕后, 未采用保圆装置, 以及管片螺栓未按照要求复紧造成错台。

3) 注浆压力过大引起的错台。在掘进过程中, 当围岩状况或隧道轴线曲率发生改变时, 如果注浆和压力条件不及时调整, 当注浆量过大, 压力过高时将引起管片错台。

4) 盾构机姿态控制不当, 或者由于其它原因姿态不利控制时候, 引起盾构机姿态大幅度调整。管片脱离管片时, 受到盾构机壳体的挤压力而造成管片错台。有时错台甚至会延续多环。

5) 施工完成后管片的错台管片上浮或隧道围岩条件发生变化也会造成管片错台。

2.2 错台防止措施

1) 优化线路曲线设计, 尽量避免小直径的曲线段。根据设计线路确定管片, 对于曲线半径较小的, 可以采用较小宽度的管片。

2) 合理配置各种类型的管片, 转弯管片的比例必需达到实际施工的需求, 严格控制管片螺栓的质量。

3) 在施工过程中, 依据实际施工情况, 根据不同类型的管片设计参数, 选择合理类型的管片, 保证管片轴心与盾构机轴心一致.施工时主要以千斤顶形程差, 和盾尾间隙等为依据。

4) 安装管片时, 必须严格执行操作规范。

5) 严格注浆管理, 根据不同地层, 调整不同的注浆方式, 控制注浆压力。

6) 不应对盾构机姿态过急的调整。

总之, 因为每个工程都有其自身的特点, 发生错台的原因都不完全相同。当施工中, 发现管片错台时, 应分析相应原因并及时调整施工, 一般可得到有效控制, 从而保证了隧道的质量。

3 管片破损的原因及处理措施

大多数管片的破损, 都伤及钢筋, 即使修复也将容易受到再次的损坏, 管片的损坏对永久结构的使用寿命有一定的影响。

3.1 管片破损产生的原因

1) 吊运和拼装过程中的碰撞, 边缘部分混凝土的脱落。

2) 千斤顶撑靴顶在管片上不正 (盾尾间隙不均匀时) 会使管片内侧或外侧的混凝土破损。

3) 盾构机姿态调整时, 急于纠偏造成受力不均匀、千斤顶行程差过大而导致受力不均出现管片损坏。

3.2 管片破损防治措施

1) 在吊装、运输、安装过程中应做好防护措施, 做好保护工作。

2) 盾构机姿态调整不宜过急, 适当安排千斤顶形成差。

4 结束语

盾构法隧道工程是一项综合性施工技术 (如包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、盾构施工安全技术等) , 通过多年不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术, 在地铁建设中得到了广泛的应用。盾构法施工技术也在原有的基础上不断发展 (单元、小直径逐步向多元、大直径) , 国内盾构施工技术也取得了可喜的成绩。这对施工人员素质提出了更高的要求, 更需施工人员通过不断学习和实践, 熟悉这些相关的施工技术, 掌握盾构法隧道施工质量监控重点及相应对策, 才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的保证。

参考文献

[1]李鸿威, 刘树亚.地铁工程中盾构法隧道的质量缺陷和改进办法[J].西部探矿工程, 2003 (12) :88-86.

[2]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].中国建筑工业出版社, 2004, 11.

[3]洪开荣.关于地铁盾构隧道几个问题的探讨[J].隧道建设, 2003 (1) :4-6.

[4]敖日汗.地铁隧道盾构施工中的几个问题[D].天津大学, 2011.

篇4：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

关键词：地铁隧道;盾构法;施工质量

一、盾构技术概述

盾构法施工，就是利用有特定形状的盾构掘进机钢制构件，按照设计的隧道轴线通过挖掘土体向前掘进，完成隧道土体开挖和管片拼装，进而完成隧道开挖支护的施工技术。在刀盘开挖土体阶段，钢制构件用来维持土体稳定、保护作业人员安全施工。当使用盾构机修建地下隧道时，盾构法施工基本原理是根据隧道埋深和地质情况，在土仓建立一定的土仓压力，利用土舱压力或者泥水压力来平衡掌子面的水土压力，以此保证掌子面稳定;选取合理的掘进参数，进行隧道开挖，确保刀盘开挖土体和推进施工时掌子面稳固，力求把对岩体的扰动降到最低，尽最大可能降低对地面建构筑物和地下管线等设施的影响。盾构施工过程中，通过同步注浆和二次注浆，填充施工空隙，控制沉降，确保施工安全和质量。

随着盾构施工技术发展，盾构机的种类和开挖直径呈现多样化，如盾构有土压平衡式、泥水平衡式、双护盾、矩形盾构机等。在城市地下隧道施工中，目前主要使用土压平衡和泥水加压平衡盾构，在一些地质情况复杂的地层中，也能够很好地满足施工技术规范要求。

二、地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施

1、管片渗水的原因及处理措施

目前，在建和已投入运营的轨道交通隧道结构均普遍出现管片渗漏水病害。通过调查发现，渗漏水主要集中在管片的环、纵拼接缝处，手孔螺栓处，以及管片贯穿裂纹处。在建设过程中若出现下列问题，则管片会出现不规则裂缝和止水带破坏，地下水通过止水带间隙从管片拼接缝、螺栓手孔及裂纹处渗出。

1.1 管片渗水的原因分析

①管片自身质量缺陷

在管片生产过程中，设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有蜂窝、气泡等缺陷，管片拼装完成后，地下水绕过密封垫，从蜂窝、气泡孔处渗漏进来。

②管片止水条脱落

在拼装过程中，管片发生了碰撞，使止水条脱落或断裂，使密封垫没有形成闭合的防水密封圈。

③ 管片背衬注浆不饱满

盾构掘进中盾尾同步注浆量不足或注浆不及时，会造成管片背衬空隙填充不密实，管片与地层间隙积水，若管片密封条贴合不紧密，水压使密封垫压实较薄弱的位置出现渗漏现象。

④盾构与管片的姿态不好

盾构与管片的姿态不好，与轴线偏差大，会影响管片拼装质量，造成管片错台，止水带错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水。

⑤掘进过程中推力控制不当

掘进过程中姿态纠偏过快，推进油缸液压千斤顶推力差过大，易造成管片受力不均匀、局部受压过大，导致管片产生破损、裂纹、贯穿性裂缝等，以致产生渗漏水。

⑥ 管片拼装质量控制不严格

管片拼装时，盾尾积水积渣未清理干净，管片止水条区域存在破损，管片止水带错位、断裂及遇水膨胀止水条失效等，均会导致拼装出现空隙形成漏水;管片螺栓紧固不到位，管片防水圈没有压实，或过早紧固管片螺栓，都会导致管片整体出现空隙，也会造成渗水。

1.2 渗水质量缺陷预防及渗水堵漏措施

1.2.1 掘進和管片拼装过程严格把控

盾构掘进过程中，选取合理的推力等掘进参数，控制姿态与隧道轴线拟合，做好同步注浆压力和注浆量满足要求，严格把关管片生产质量和拼装过程，能够有效的防止管片拼装完成后产生渗漏水。

1.2.2 二次补浆

对存在漏水的管片首先进行二次补浆，二次补浆能够在根本上堵住渗水通道。二次补浆首先采用单液浆，注浆压力控制在一定范围内，观察堵漏效果;效果不明显后注双液浆，注浆压力可以稍微提高。

1.2.3 环纵缝注浆堵漏

当二次补浆后环纵缝仍然存在漏水时，采用注浆进行封堵。注浆措施如下：对环向缝和纵向缝全部采用快干高强度砂浆（含环氧树脂类成分）封闭，为后面灌浆做准备，封闭的时候向内凹进去1-2厘米深的弧形;再在漏水缝上垂直钻孔到止水条处，钻孔间距每米2-3个，同时装上专用注浆嘴，用高压灌浆设备向接缝内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，灌浆压力控制在一定范围内，以压满整个接缝为准。

2、管片错台的原因及处理措施

管片错台是拼装好的管片同一环各片，或者是相邻环管片之间的内弧面不平整。人为操作控制不当和管片受力不均匀等都会产生管片错台。

2.1 错台产生的原因

管片错台产生的原因主要有以下几个方面：管片拼装手在拼装过程中未按照标准流程操作，未控制好平整度;管片点位选取不当，选择的管片型号不合理;管片拼装的中心不与盾构机轴心一致;在安装管片时，人为的偏移管片的径向，出现错台;盾尾底部积水积渣清理的不干净，造成此处的管片安装难以就位、不能插入螺栓;在管片完成安装后，未对管片螺栓进行规定的复紧工作;同步注浆时注浆量太大，注浆压力太高，也会造成错台;在掘进施工时，围岩或隧道轴线、转弯半径变化，盾构机的姿态调整不及时或控制不当，造成盾构机姿态大幅度的变化，管片的错台也会造成连锁反应，比如完工后管片的错台，由于管片上浮，也能造成错台现象。

2.2 错台防止措施

选择合理的管片类型和点位以适应设计线路，保证转弯管片的比例和管片螺栓的质量可以满足施工的要求。在工程施工的过程中，选择管片的类型要以设计参数为依据，确保管片中心与盾构机的轴心同心。施工过程中主要依据的是千斤顶形程差，和盾尾间隙等。管片安装的过程必须要以规定的施工规范为标准，严格执行。同时也要管理好注浆过程，根据实际地层的情况，选用最合理的注浆方式，并控制好注浆的压力。

3、管片破损的原因及处理措施

3.1 管片破损产生的原因

①吊运和拼装过程中的碰撞，边缘部分混凝土的脱落。②千斤顶撑靴顶在管片上不正（盾尾间隙不均匀时）会使管片内侧或外侧的混凝土破损。③盾构机姿态调整时，急于纠偏造成受力不均匀、千斤顶行程差过大而导致管片损坏。

3.2 管片破损防治措施

①在吊装、运输、安装过程中应做好防护措施，做好保护工作。②盾构机姿态调整不宜过急，适当调整千斤顶压力差和行程差。③根据隧道曲线走向、盾构姿态和盾尾间隙，选择最恰当的管片类型和拼装点位。

4、盾构法施工精度控制及纠偏

盾构机自身的导向测量系统就可以进行掘进工作中盾构机的定位、管片定位和管片安装顺序的测算工作。但导向系统自身也会出现问题，造成施工误差，所以就需要在盾构机零位测量时设置人工测量标志，便于对系统进行定期或不定期的检查，以确保系统的准确性。一旦出现盾构机操作失误或地质条件突变，造成线路偏移时，要及时纠正。

盾构机纠偏工作中要注意以下几点：在进行刀盘转向变更时，按照一定的间隔进行切换，并且不宜太快;结合掌子面地层情况对掘进参数进行调整，以免再出现偏差;蛇形修正速度不宜太快，要长距离的慢慢修正;测量转站时，确保精度;在进行直线推进时要选择新的基准即当前位置与设计线远方位置上任一点所成的线，以此为据进行线形管理。而对于曲线推进，则要求盾构机的位置点与远点之间的连线与设计曲线相切。

结束语

城市地铁隧道盾构法以其地层适应强、速度快、施工质量有保证等显著的优点被广泛地应用，是一种具备安全性和高速度的城市地铁施工方法，文章对盾构法施工技术及质量控制措施的分析，目的在于提高城市地铁盾构法施工的技术应用质量，促进城市地铁建设的快速发展。

参考文献：

[1]李鸿威.地铁工程中盾构法隧道的质量缺陷和改进办法[J].西部探矿工程，2003（12）：88-86.

篇5：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

【摘 要】 以南京地铁区间盾构隧道为研究背景，通过大比例模型试验，对盾构隧道管片三种拼装方式的受力特征进行了深入研究。研究结果表明，拼装方式对管片受力特征有很大的影响，并提出了合理的管片拼装方式。

【关键词】 盾构隧道模型试验 管片拼装 通缝错缝

1前言

盾构法隧道衬砌结构是由若干弧形的管片拼装成环，然后每环之间逐一连接而成的，管片与管片、环与环之间通过螺栓或其他方式连接。管片的拼装力式有通缝和错缝两种。所有衬砌环的纵缝呈一直线的情况称之为通缝拼装;相邻两环间纵缝相互错开的情况称之为错缝拼装。不同的拼装方式必将对管片的受力特征有重大的影响。为探明在南京地区特定的地质条件下，不同管片拼装方式对管片受力特征的影响以及合理的管片拼装方式等问题，作者以南京地铁区间盾构隧道为研究背景，进行了考虑隧道与土体相互作用性的大比例尺模型试验研究。

2试验概况

2.1试验原型

隧道采用单层装配式钢筋混凝土管片衬砌，隧道内径5 500mm，管片厚350mm，宽1 200mm。

衬砌环分为6块，下部三块标准块的圆心角为67.5度，两邻接块的`圆心角为68.0度，割顶块的圆心角为

11.5度。纵向接头16处，按22.5度等角度布置。分块图见图1。

图1 原型管片衬砌分块图

2.2相似材料

试验以几何相似比Cl=12和容重相似比Cr=1为基础相似比，其他物理力学参数根据相似理论推围岩均采用特定比例的重晶石粉、石英砂、松香和凡士林的热融混合物模拟。这些混合材料在化学反应结束后，基本不受温度和湿度的影响，以高压方法加压成型，围岩模型和原型物理力学参数见1表管片混凝土采用水膏比为1：1.50的特种石膏材料，通过预制加工现场安装的方法模拟，力学指标以石膏终凝时的实验值为准，管片混凝土原型与模型的力学参数见表2;管片混凝土环向主筋的相似材料采用直径1.2miil的铁质材料通过原型与模型的等效抗弯日渡EA模拟。

表1 围岩模型和原型物理力学参数

全部试验在专门制作的台架式钢板试验模型槽内进行。试验模型槽用两组180工字钢对模型槽前后进行约束，其尺寸为2.8mxl.2mx0.2m，试体尺寸为0.517mx0.517mx0.200m，试验装置见图

2。试验时，将预先拼装好的模型管片埋人横向宽度为2.8m的地层相似材料中，管片的上部覆土深度为20Cm，下部深度为95cm，然后在相似材料的上面加上底部宽度为20cm的承载梁。在承载梁的上面用加载系统分级加载。加载至管片结构完全破坏。

2.4试验量测项目及方法

(1)管片内力

以11.25度为单位在管片周边典型位置布置测点，采用在管片内、外侧对称布设环向电阻应变片方式测读内外侧应变值，以此获得内外侧的应变后计算出管片的截面内力。一环管片总共布置了32个测点。

(2)管片环周边径向位移

以45度为单位在管片周边典型位置布置测点，用千分之一精度的差动变压器式位移计进行量测。一环管片总共布置了8个测点。

(3)围岩与管片间接触压力

以45度为单位在管片周边典型位置布置测点，用精密土压力盒量测围岩与管片间的接触压力。一环管片总共布置了8个测点。

(4)测点布置

各次试验的测点布置见图3。

2.5 试验系列

根据试验要求和试验的具体条件，在相同条件下按三种不同拼装方式进行试验。试验拼装方式见表4

3 试验结果整理与分析

试验结果包括管片内力、管片环周边径向位移和围岩与管片间的接触压力。所有结果都是试验值通过相似关系换算得到的原型值。将部分结果列于图4-图9。

根据试验结果可以得出如下分析：错缝拼装结构的轴力分布与通缝拼装大致相似，但有突变点出现，局部位置轴力有所降低：错缝45度管片最大轴力大于错缝22.5度管片最大轴力;错缝拼装结构中弯矩分布与通缝拼装大致相似，但也有突变点出现，局部位置弯矩略大于通缝拼装结构，45度大弯矩大于错缝22.5度管片的最大弯矩;通缝拼装结构位移量要稍大于错缝拼装结构，但增幅不大，45度错缝管片位移量小于22.5度错缝管片位移量;通缝拼装管片与周围土体压力呈对称分布，最大土压力小于错缝拼装，45度错缝拼装最大土压力最大，22.5度错缝错缝拼装时，所受土压力变化大。

4 结论

(1)在相同条件下，错缝式拼装结构中的内力分布总体规律与通缝式拼装结构大致相似，但有突变点出现，局部位置的弯矩略大于通缝式拼装结构，而相应轴力有所降低。

(2)在相同条件下，通缝式拼装结构的位移量值要稍大于错缝式拼装结构，但绝对值增幅不大。

篇6：地铁隧道盾构施工质量监控(下)

根据盾构法施工工艺的特点，盾构安全出洞后需通过前100环试推进寻求最佳施工参数，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段，监理可以通过观察盾构机控制室内仪器仪表显示的数据、审查承包单位上报的盾构掘进施工报表、通过监测数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，及时掌握和分析施工技术参数变化，检查盾构掘进中的姿态、管片拼装的质量、注浆作业的效果等，督促承包单位采取相应的措施确保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。

2.1 盾构施工参数管理

由于土压平衡式盾构采用电子计算机控制系统，能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向，并及时反映掘进中的施工参数。这些施工参数的确定是根据地质条件情况、环境监测情况，进行反复量测、调整和优化的过程，若发现异常需及时调整。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。监理在监督过程中可通过审查承包方施工报表，观察盾构机控制室内监控设备等手段，及时收集和分析有关施工参数的信息，通过信息反馈，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多(如土压力、刀盘油压和转速、盾构掘进速度等)，对于这些施工参数的管理监理在工作中应重点关注以下几项。

2.1.1 土压力

土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。在盾构掘进不同阶段，盾构工况是从非土压平衡通过在初始出洞阶段逐步过渡到土压平衡，再到进洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡，即土压力设定是变化的(在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关)，施工中需要通过不同的土质、覆土厚度、结合环境监测的数据不断进行调整。因此，平衡土压值的设定是土压平衡式盾构施工关键，监理应予以重点关注，并通过计算理论土压力与实际设定土压力进行比较，判断实际设定土压力是否满足施工的需要。

2.1.2 出土量

土压平衡式盾构是以切口环作为密闭土仓，盾构推进中切削后土体进入密闭土仓，随着进土量增加建立一定的土压力，再通过螺旋输送机完成排土，而土仓压力值是通过出土量来控制的。因此，出土量的多少、快慢与设定的土压力值密切相关，监理人员可通过计算每环理论出土量与实际每环出土量相比较，判断出土量是否正常。

2.1.3 掘进速度

盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制，若进出土速度不协调，极易出现正面土体失稳和地表沉降等不良现象。因此，监理应重点督促承包方均衡连续组织掘进作业，当出现异常情况时(如遇到阻碍、遇到不良地质、盾构姿态偏离较大等)，应及时停止掘进，封闭正面土体，查明原因后采取相应的措施处理。

2.1.4 千斤顶推力

盾构是依靠安装在支撑环周围的千斤顶推力向前推进的，推力的大小与盾构掘进所遇到的阻力有关，正确的使用千斤顶是盾构是否能沿设计轴线(标高)方向准确前进的关键。因此，在每环推进前，监理应根据前面几环承包方申报的盾构推进的现状报表，分析盾构趋势，督促承包方正确的选择千斤顶的编组，合理地进行纠偏。

2.2 盾构掘进姿态控制

所谓盾构姿态具体是指盾构掘进中的空间位置。盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在与设计允许偏差范围内。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构轴线是否能在已定的空间内在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续工序管片拼装的质量(只有盾构掘进姿态控制在允许误差之内，才能确保管片拼装能在理想的位置)。因此，在盾构掘进阶段对盾构姿态的控制始终应作为监理人员监督的重中之重。根据《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)8.4.4条(2003版)规定“盾构掘进中应严格控制中线平面位置和高程，其允许偏差均为±50mm，发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调”。监理在实施对盾构姿态控制时，应严格以规范要求为控制准则。监理在工作中针对盾构姿态的控制，首先应熟悉和掌握设计线型要求，即隧道平面曲线和竖曲线的线型情况(包括里程、长度、坡度、半径等)，其次还应重点监控以下内容。

2.2.1 盾构姿态测量数据

盾构姿态测量数据包括自动测量数据和人工测量复核数据(对自动测量数据正确性进行检测和校正)，监理人员可对两类数据综合分析、比较，动态掌握数据变化情况，正确指导盾构正确、安全地推进。

2.2.2 盾构纠偏量

盾构在推进过程中不可能一直处于理想状况(尤其是在曲线段)，会产生不同程度的偏向。影响盾构的偏向的因素很多，也很复杂(如地质条件的因素、机械设备的因素、施工操作的因素等等)，施工中一般可通过调整千斤顶编组或纠偏材料(粘贴在管片上)进行纠偏。监理工程师不仅应做到及时根据盾构姿态测量数据，分析盾构姿态，督促承包商控制好掘进方向，平稳地控制盾构推进的轴线。而且在每环管片拼装前对盾构姿态进行复查，发现偏差，督促承包方及时采取纠偏措施，避免误差累积。

2.3 管片拼装控制

根据盾构法施工工艺管片成环的特点：管片是盾壳的保护下在盾尾拼装成环形成隧道的。

它是盾构法施工的关键工序，管片拼装的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。因此，为确保管片拼装的质量满足设计和规范的要求，监理应重点抓好以下环节。

2.3.1 管片制作监控

管片制作质量好坏是确保管片拼装质量的首要环节，一般管片制作均由预制构件厂提前生产，以满足现场盾构掘进施工的需要。《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)8.11条对管片制作质量提出明确的要求。监理对管片制作监理人员在监督管片制作过程中应严把质量关，在满足以下条件的前提下才能允许管片出厂。

1)制作管片模具的精度符合规范要求。

2)制作管片类型、管片脱模后成品外观质量及尺寸偏差满足设计和规范要求。

3)管片的砼抗压强度及抗渗指标满足设计要求。

4)管片的检漏检测和三环试拼装检验符合规范要求。

2.3.2 管片进场检查

管片制作合格后需根据现场施工需要分批由预制厂运输至现场。监理对进场管片的检查是对管片制作质量的第二次复查。检查的重点包括：

1)根据管片排序图核对进场管片规格是否满足施工需要;

2)审查进场管片出厂质量合格证明文件;

3)复查进场管片外观质量，若发现缺陷应及时督促承包单位进行修补。

2.3.3 管片拼装前检查

根据管片接缝防水设计要求一般需粘贴防水密封垫，监理工程师应在管片拼装前对密封垫粘贴位置和粘贴质量逐块检查。

2.3.4 管片成环后检查

管片成环后的质量是衡量和判断盾构法隧道质量合格与否的主要依据。(《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)8.6.5条对管片拼装质量提出了具体的要求(本工程以20环为一个检验批进行验收)。监理在进行检查中应重点检查以下内容：(1)高程和平面偏差。(2)纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度。(3)纵、环向相邻管片螺栓连接。

2.4 注浆作业监控

盾构法工艺施工隧道，由于盾构壳体与拼装管片之间存在“建筑空隙”，如不及时填充，势必产生土层扰动变形，造成地面变形(严重的危及到地面建筑和地下管线的安全使用)或隧道结构变形。注浆作业是盾构法隧道施工控制地面和隧道结构变形主要技术措施之一，通过压浆填充“建筑空隙”控制变形量。施工中的注浆工艺分为同步注浆、衬砌后补注浆，无论采用哪种工艺，监理在监督过程中应通过分析监测资料(以控制地面和隧道结构变形为原则)、审查拌制和注浆施工记录、对每作业班拌制注浆液试块制作见证送检等手段来综合分析注浆作业的效果，判断注浆作业是否达到控制变形的成效，并重点监督浆液配合比、注浆量、注浆压力等主要技术指标。

3 盾构接收阶段

盾构接收(进洞)阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节。盾构能否顺利进洞关系到整个隧道掘进施工的成败。在盾构进洞前应做好充分的盾构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿态进洞，就位在盾构接收基座上。

3.1 盾构进洞土体加固

盾构进洞区域土体加固一般与出洞区域土体加固是同时进行，对盾构进洞土体加固效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。

3.2 盾构接收基座设置

盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收(进洞)前监理仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置(一般以低于洞圈面为原则)，确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。

3.3 进洞前盾构姿态监控

在盾构进洞前100环监理对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，是准确评估盾构进洞前的姿态和拟定进洞段掘进轴线的重要依据。监理复核数据应通过与承包方复核数据的比较，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导盾构推进的方向。

3.4 洞门围护结构凿除（进洞侧）

盾构进洞前需对接收井内围护结构背水面钢筋进行割除及砼凿除，通过打探孔实际验证盾构进洞区域土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断进洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求，否则应督促承包方采取补救措施。

3.5 盾构接收进洞

盾构接收准备工作就绪后，盾构向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收进洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：(1)观察进洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵;(2)督促承包方及时安装洞口拉紧装置，并检查其牢固性。

4 结束语

盾构法隧道工程是一项综合性施工技术(如包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、盾构施工安全技术等)，通过多年来前人的不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术，尤其是近年来在上海地铁建设中得到了广泛的应用，盾构法施工技术也在原有的基础上不断的发展(单元、小直径逐步向多元、大直径)，而且国产盾构的制造及施工技术也取得了可喜的成绩。这些都对监理人员的素质提出了更高的要求，更需监理人员通过不断学习和实践，熟悉这些相关的施工技术，掌握盾构法隧道施工质量监控重点及相应的对策，才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的监督管理。

篇7：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

关键词：地铁工程；盾构法；质量缺陷；改进措施 文献标识码：A

中图分类号：U455 文章编号：1009-2374（2015）21-0116-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.058

近年来，随着城市人口的不断发展，交通问题越来越严重，地铁工程建设在解决城市交通问题的过程中发挥了重要的作用。但是由于地铁的不完善也造成了很多交通问题。为使地铁工程中盾构法隧道的质量问题得到重视和解决，本文主要从预制管片方面、防水方面、安装成环管片等问题出发，提出相关改进措施，为人民的生活安全多提供一些保障。

1 地铁工程建设事故

从表1中可以看出，地铁的质量问题严重影响着人们的生活和生命安全。国家应重视地铁的质量安全问题，积极采取改进方案，保障人民的生命安全。同时也应完善相关法律，明确地铁事故中各方的责任，尽量的减少由于质量问题造成的经济损失和人员伤亡。

2 质量问题及改进措施

2.1 预制管片的质量问题与建议

2.1.1 管片混凝土的抗裂性。在地铁工程项目中，裂缝不仅会使工程的整体结构和受力状态发生变化，而且还会影响工程的耐久性。因此，提高管片混凝土的抗裂性在工程建设项目中显得尤为重要。尽管在施工过程中已采取了很多措施来提高混凝土的抗裂性，但是这些措施还停留在表面，没有在实践的基础上具体的检验。从其他工程的实践经验来看，建议以后在地铁工程建设过程中，可以用极限拉伸应变值ε来衡量混凝土的抗裂性能。在工程上认为，混凝土发生裂缝的条件是混凝土的拉伸形变超过了混凝土的极限拉伸值。利用这个指标，我们就可以对工程进行预测，在工程实施前就对工程的裂变性做出控制，从而避免不必要的损失。

2.1.2 管片混凝土的耐久性。要保证地铁工程结构的耐久性，应从两个方面进行考虑：材料的耐久性和结构工作状态的耐久性。所谓材料的耐久性就是原材料在物理、化学等作用下，其状态不易发生改变的性质。在地铁工程建设中，原材料的耐久性主要是指混凝土的耐久性。

管片C50混凝土属于高强的混凝土。现代的混凝土性能相比过去提高很多，但隐藏的最大的问题就是耐久性问题。在地铁工程中，不论是采用高强混凝土还是现行的混凝土标准，都要根据实际的地质条件和周围环境状况，采用恰当的衡量耐久性的标准来衡量，不仅要满足混凝土的抗渗指标，还要满足混凝土的抗冻性指标、耐碳化性指标以及耐侵蚀性指标。

2.1.3 预制管片的整体试验。现行的钢筋混凝土预制构件规范指出，预制构件必须进行成品构件的实际受荷实验，因为这是符合规范的要求，对管片进行整体的实验可以全面的了解管片的整体性能，对预制管片进行整体试验可以使承包商整个工序的质量有所提高。

2.2 盾构隧道的质量问题与建议

2.2.1 外防水涂层。在地铁工程建设中，外防水涂层的质量缺陷体现在以下三个方面：原材料的质量得不到控制；施工阶段的工艺质量无法控制；施工完成后，对涂层技术的指标检验无法满足。人们普遍认为外防水涂层的功能仅仅是防水而已，所以就忽略其质量的重要性。而实际上外防水涂层具有三个作用：保护管片混凝土不受环境水的污染；管片受到损害后，涂层仍然可以保护混凝土不受环境的污染；防水作用。由此可见外防水涂层的重要性。又由于涂层对空气的湿度有一定的要求，所以涂层的制作必须在有遮蔽的条件下进行。所以，建议外防水涂层的制作最好在预制场内进行。

2.2.2 止水条的检验。在盾构法隧道中，防水方式与矿山法隧道中的方法是不同的。管片间的缝隙仅为2～4mm，缝隙间的防水主要是靠水膨胀止水条，所以对止水条的质量要求就相当高。建议在施工后加强对止水条质量的检验，包括其耐久性的检验。

2.2.3 止水条的位置。止水条的位置不能离外弧太近，如果太近，当止水条与管片粘贴不牢的时候，止水条就容易被管片挤到外面。所以建议止水条的位置向内移动20～30mm，防止被挤出外面。

2.2.4 注浆孔封堵。为能够有效封堵注浆孔处流出来的水，建议在封堵处前面设置一条小水沟，在所有的工程确认结束后，安装一个遇水膨胀的止水环。止水环的材料最好与管片止水条的材料一样。

2.2.5 注浆。注浆是为了填补周围的岩石与管片间的缝隙，加强工程质量的强度，防止地层的下降。而且，当止水条的功能失效后，注浆体会对管片进行一定的保护，使得后期的维修工作难度降低。由此可见注浆工作的重要性，建议加强注浆工程质量的检验，保障后续工作的进行。

2.3 衬砌环的质量问题与建议

2.3.1 管片拼装错台的质量标准。地铁施工与验收规范允许单个环内管片间的错台误差值为5mm，环与环间的错台误差值为4mm，但是基于我们现在的技术水平，难以把误差减小到这样的范围。所以，必须确定拼装错台的标准。基于个人经验，本人认为拼装错台的标准确定应考虑以下几个方面的要素：考虑错台是否影响工程的美观性；是否影响管片间的防水方式；是否影响管片间横纵向的连接刚度。根据国外的经验，结合我国目前存在的问题，制定管片拼装错台的质量标准势在

必行。

2.3.2 裂縫、崩裂的修补。工程部门人员面对的另一个重要问题就是用什么材料对管片间的裂缝和崩裂进行修补。考虑这个问题时应从以下两个方面出发：要考虑质量引起的缺陷对管片的影响到底有多大，有多大把握控制缺陷造成的影响；用于修补的材料与原材料之间的力学性能差异，在缺口处发生一些变化时，修补用的材料能多大程度的接受新的变化。以后要加强对裂缝修补工艺的重视，不要做无用功。

3 结语

本文针对地铁工程中盾构法隧道的质量问题做出分析并提出一些建议，主要包括两个方面：（1）引入混凝土的极限拉伸应变值来衡量混凝土的抗裂性；（2）加强各项指标的检验。由于地铁工程的复杂性，施工难度的艰巨性，各方面的质量问题都需要引起相关部门的重视，政府也应该加以关注，为人民的生命负责。

参考文献

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[2] 李鸿威，刘树亚.地铁工程中盾构法隧道的质量缺陷和改进办法[J].建筑技术，2011，（11）.

[3] 李围.配合盾构法修建地铁车站的方案及实施技术问题研究[D].西南交通大学，2010.

[4] 王芳.地铁隧道盾构施工风险分析及对策研究[D].西安建筑科技大学，2012.

作者简介：李子成（1984-），男，广东大埔人，广东华隧建设股份有限公司中级工程师，研究方向：盾构施工。

篇8：地铁隧道盾构贯通测量误差的控制

1 隧道贯通测量误差的来源及控制

所谓的测量误差, 就是指地铁在盾构隧道施工的过程中, 由于地下控制、竖井联系、地面控制等各个方面测量误差的积累造成的工作面施工线的不理想连接。根据误差线路的方向投影长度, 测量误差可分为横向、纵向和高程贯通误差, 误差分别在法线、中线和高程3个方向。这3种误差中, 纵向误差的大小更多来自于中线的长度的影响, 与工程的质量无太大的关系, 且按照当前的测量水平, 高程贯通误差更易于满足。

在实践过程中, 为了确保贯通测量的精度, 最主要的是确保横向贯通的精度, 而横向贯通主要受地下、地上控制网测量以及竖井测量3个方面的影响。按照GB50308-2008中的相关文件要求, 在高架以及明、暗隧道中横向贯通误差为±50mm;根据国内的相关测量经验以及误差理论, 横向贯通误差应控制在±25mm。在施工过程中, 地面控制以及竖井的测量可设立成附合导线, 且长度较短, 因此, 在测量上容易满足精度的需求, 而地下导线受空间条件、隧道形状的影响, 不能够布设附合导线, 仅能布设支导线、多环导线或者闭合导线, 且导线的长度大都较短, 在测量精度方面难以满足施工需求。因此在地铁盾构隧道贯通施工过程中, 施工单位采取合理的措施以控制横向贯通测量精度是关键所在。

在地铁盾构隧道工程的施工过程中, 主要包含以下几个方面的工作。第一, 地面控制测量。该测量主要是在地面上建立高程控制网和平面控制网, 主要目的在于为地下的工程设计高程和中心线, 以便为地下的施工提供位置方向。第二, 联系测量。联系测量主要是将地面做标注的高程、方向等传递到地下, 为地下施工建立较为全面统一的坐标系统。该测量的建立主要为了保证施工过程中, 总的挖掘过程能够按照预先的设计进行, 以免隧道开挖超过既定的范围。第三, 地下控制测量。地下控制测量包括高程和地下平面两个部分, 该测量的主要目的是为地下设备按照提供依据, 保证安装顺利进行。第四, 隧道施工测量。该测量是根据隧道的预先设计, 对隧道开挖进行指导, 其主要目的是为了给相关的管理和设计部门提供工程相关材料。在施工过程中, 施工测量不仅要保证盾构机按照预先设计的轴线推进, 同时, 也应提供为盾构机以及操作人员的操作提供正确的参数, 只有这样, 才能保证整个工程的顺利推进。

2 贯通测量的施测

1) 中腰线的标定中腰线的确定是完成隧道贯通的重要一步, 对此, 在施工之前, 施工单位可以通过激光指示的方式开始隧道挖掘, 尤其是在采用机械设备进行隧道挖掘时, 采用位置固定的激光仪对挖掘的方向进行指示, 盾构机上配备相应的光电接收靶, 在掘进过程中, 如果出现挖掘方向与指向仪发出的光束偏离的情况, 激光的激光束就会有所显示, 相应的信息就会由光电接收靶自动传递给盾构机中控室, 这一方法, 能够有效避免掘进过程中位置的偏移。

2) 盾构贯穿之后实际偏差的测定盾构贯穿之后实际偏差的测定包括3个方面。首先, 在水平面内的测定, 如图1所示, 将两端隧道的中心线延长至隧道接通接合面上, 用精密全站仪测出的两中心线的实际距离d就是贯在水平面内通隧道的实际误差。在将隧道两端导线进行联测的基础上, 将两端的导线进行联测, 所求出的坐标方位的差以及坐标闭合差, 就能够在一定程度上反映出水平面的测量精度。其次, 在竖直面内的偏差测定。贯通测量数值平面内的偏差可以通过两种方式得出:①采用最小钢尺或者水准仪等工具测量贯通接合面内两端腰线的高度差, 其数值, 直接就是竖直面内的实际偏差;②采用合理的测量方式获得两端隧道高程控制点的距离, 并采用相应的计算方式计算高程闭合差, 也能够在一定程度上反映竖直面内的精确度。最后, 中腰线的调整。施工过程中, 贯通两段隧道相遇点两侧的中点线连接方向可代替原先预设的开挖方向;连接两侧隧道中腰线, 根据实际测量数据计算隧道坡度, 若大于限制坡度6%, 则应根据实际需要做出调整, 若小于6%, 则无需对中腰线进行调整。

3) 贯通前的安全措施以及竣工测量地铁盾构在贯通过程中, 最后一次的贯通测量时应在保证两个方面工作面距离大于50m的前提下进行。更为接近的距离, 20m条件下施工时, 施工单位应预先向相关单位递交书面申请, 相关部门对工程的安全施工检查合格方能够采取独头挖掘的方式实施挖掘。在地铁隧道贯穿工程完成时, 施工单位应对中线基柱、纵断面的方面进行测绘, 并做出详细的报告, 以便相关部门对工程的设计、施工以及管理等进行审核检查。

3 结语

地铁盾构隧道贯通施工过程中, 工程的设计以及精确度是确保工程的关键所在。而施工过程中的测量误差, 隧道外的误差大多是可以避免的, 由于隧道内的误差发生的比例较大, 且避免此误差的难度较大。因此, 施工单位在施工过程中应对隧道内的测量给予足够的重视, 只有这样, 才能确保工程安全顺利地完成。

参考文献

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[2]刘鹏程, 戴建清.地铁盾构隧道贯通测量误差的控制与实施[J].城市勘测, 2015, (4) :138-140.

[3]陈昌文.地铁隧道盾构自动导向系统的测量误差分析[J].建筑机械化, 2013, (5) :81-83.

[4]高军虎.深度探讨地铁盾构隧道贯通测量技术[J].科技创新导报, 2011, (8) :83-84.

篇9：结合广州地铁谈盾构隧道质量控制论文

摘要：盾构法是现今隧道开挖中经常应用的一类技术，具有着质量高、施工时间短以及安全系数强等特点。在本文中，将就地铁盾构隧道端头加固设计与施工技术应用进行一定的研究。

关键词：地铁盾构隧道；端头加固设计；施工技术应用

1 引言

盾构施工中，端头土体加固是非常重要的施工内容，是对整个施工控制的关键工程。在部分盾构施工中，洞门塌方可以说是一类经常出现的事故，洞门加固质量的高低，将直接对盾构机能产生影响。此外，在盾构接、收时，往往需要凿除洞门，在洞门凿除时，也可能因为加固体强度不足以及加固体渗漏情况的出现导致发生事故问题，对此，就需要对该项工作引起充分的重视，通过合理加固方式的应用保障施工质量。

2 设计方式

软土地层是施工活动开展中经常出现的一类问题，在加固方案中，需要对底层的地质条件以及水文地质条件做好选取，并做好以下设计内容的考虑：第一，在设计中，要做好地下水流失情况的控制；第二，要做好隧道外土体强度的提升，以此实现对地表沉降的科学控制，避免端头出现坍塌情况；第三，盾构机始发以及到达方面，需要在充分联系现场地质情况的基础上做好土体加固方面的总结，并在盾构接收以及始发方面通过混凝土素桩以及双重管旋喷桩方式的应用进行加固；第四，在重型机械设备应用时，要做好端头位置土体承载力的提升。

3 加固确定

3.1 要密切联系横向加固尺寸。在软土地区施工中，进行横向加固的目的就是起到止水以及地层的稳定作用，即对盾构壳同加固区间的结合作用起到对周围水土压力的一种抵抗。根据我国盾构施工经验，一般需要将盾构壳体以外2至3m作为横向加固范围。纵向加固尺寸方面，由于在端头位置底层往往存在一定的水层，在受到止水性长度控制时，在盾构始发时则需要在原有纵向加固长度的基础上再加上2m左右的止水长度，即整个纵向加固长度在10m左右。在加固工作开展中，加固土体就相当于一个具有临时特征的支档系统，且在自身强度满足后没有加固时，则可以在对水土压力进行施加的同时避免土体出现滑移情况。

3.2 要通过水平探孔以及竖直抽芯两者结合的方式对隧道端头位置的加固效果进行检查。在实际检查工作开展中，需要重点做好桩位置的检查，芯样获取方面，则需要保证其连续性能够达到90%以上，且水平坍孔方面需要科学的在隧道端头的周围进行布置，保证其深度在加固体深度的1m以上。在处理完成后，如果经过检查发现实际加固效果并没有对加固要求进行满足，则需要及时采取措施对其进行处理。

4 隧道端头加固建议

在盾构机到达位置时，由于洞门会帘布橡胶材料进行密封，具有着向着端头内翻的特点，该种特点的存在，则会使盾构机在始发情况下所具有的密封效果较差，再加上盾构机在掘进时，将会对上部土体产生一定的扰动，此时，外部水土则会通过上体通道以及盾构机壳体产生一定的流失情况。砂性底层方面，水土流失以及流砂等问题不可避免的出现，并会在端头外部在形成塌陷的同时度整个施工的稳定性产生影响。对此，则可以对加固尺寸进行适当的加长，并在其后部位置对加固土体进行应用，以此实现对土体的改良。

5 加固土体防水

在加固处理中，土体防水性能指标是非常重要的一项参数，即要保证渗透系数能够控制合理范围当中。而在很多工程实际开展中，该种指标经常会出现偏高的情况，且在实际施工中很难对其进行精确的检测。同时，防水性能也是施工中的一项重要指标，通过良好防水性能的实现，则能够使端头围护结构在去除之后，如果土体还没有完成加固，地下水也不会渗出而对后部土体的稳定性产生影响、避免出现水土流失问题。对此，在实际工作开展中则需要对施工经验进行密切的结合，在对盾构机到达、始发安全角度进行保证的基础上使土体在加固完成后能够对一定的合理要求进行满足，并保证检测手段具有更为直接以及方便的特征。在始发中，要保证推进的安全性，并在推进的同时做好始发洞门探孔的观察，在经过观察、没有发现异常情况之后再进行施工，而如果经过观察发现存在问题，则需要及时联系施工人员对其进行处理，如果再此过程中探孔存在漏水以及漏泥等情况，则可以通过以下方式的应用对其进行处理：第一，如果因周围环境的影响，不能够对降水深度进行进行保证，则需要对垂直冻结法进行应用，通过该种该方式的运用在原有加固区域中对其进行加固，而如果现场情况较为严重，则需要通过液氮方式的应用对其进行冻结处理；第二，在情况需要下，可以对端头位置的降水井进行启动，并对其进行应急处理。

6 施工技术应用

在施工过程中，要做好以下方面技术的把握：第一，通常情况下，在对加固技术进行应用时其所具有的加固强度会高出1.5MPa，根据此种情况，在实际工作开展中则需要对水泥用量进行适当的控制，并做好试桩工作；第二，在对抽芯方式进行应用时，所使用的检测方式获得的强度会稍微小于实际强度，这是因为在抽芯工作开展中，其在扰动过程中不可避免的会产生一定的应力释放，在对周围环境产生微小破坏的同时会使实测强度同实际强度相比稍小。而在实测强度在3MPa情况下，盾构设备在掘进时也将存在较大的阻碍。同时，在试验工作开展汇总，单轴所获得的抗压强度以及施工三轴能力在状态方面也存在一定的不同；第三，在施工活动开展中，可以将盾构机先进行掘进的部分保持在一个较高的状态当中，而在靠后土体强度方面则需要进行适当的降低。通过该种方式的应用，则能够在对施工安全进行保证的同时更有利于盾构机掘进控制工作的开展；第四，在对加固长度进行统一后，则能够以较为准确的方式对原状土同隧道加固土体间的位置进行设置，且在施工中也能够将伸缩缝间的弹性密封垫改变为复合式。

7 结束语

在现今隧道工程大量建设的今天，盾構端头加固工作也具有着更为重要的意义。在上文中，我们对地铁盾构隧道端头加固设计与施工技术应用进行了一定的研究，需要在实际工作开展中能够联系实际、把握重点，通过科学设计以及施工技术的应用保障工程加固质量。

参考文献：

[1]杨海东.粉细砂地层地铁盾构端头井加固方法的适用性分析[J].城市轨道交通研究.2011（05）：61-64.

篇10：地铁盾构隧道施工质量缺陷浅谈

1.1 防水活动

1.1.1对于制作来讲, 要选取优秀的配比, 要确保添加的水泥等的量是充足的, 而且要保证入模的气温优秀, 掌控好浇筑的气温以及养护用时和措施等等的一些内容, 一般按照添加物质的措施来提升器自身的密实性特点, 防治因为缓慢的变化而导致收缩问题, 这样能够提升其抗裂的能力和抗渗的水平。并非是单纯的提升器标号等内容, 由于具体的情况中, 材料的标号高的话, 使用的量就少, 它导致的水化热就会非常的严重, 此时收缩就会更厉害, 所以就产生了缝隙问题了。所以, 要积极地选取标号和级别, 选取优秀的添加物质。

1.1.2确保精度优秀。结合国外的一些建设活动来讲, 使用那些有着较高的精确性的材料能够显著的提升其精度。假如管片的精度不高的话, 同时因为其拼装会出现一些失误现象, 此时就会导致接缝无法得到有效的设置, 进而发生了很多缝隙问题, 这时候假如防水物质的性能较低的话, 就容易发生渗漏问题。因此, 要想确保精确性好, 就应该设置一个有着非常高的精确性的模板。通常其品质要较之于管片自身的重量高。当制作大约四百块材料之后, 就要对模板适当的养护, 同时使用的时候要确保模具是精准的。

1.2 关于接缝处的防水活动

一般来说, 防水的方法是使用那些有着优秀的密封性的物质, 就拿欧洲来讲, 采用非膨胀合成橡胶, 借助弹性来提升表层的压力进而起到止水的功效, 此时持久性等就增加了。像是日本, 其使用的是水膨胀性的材料, 当遇到水以后就会变大进而起到止水的功效, 它的优势是能够保证材料的尺寸不是很厚, 而且减少便捷, 不过它的持续性等并不是非常清楚。通过具体情况我们得知, 密封垫实用的物质对于缝隙的防水意义来讲非常的关键。除此之外, 在设置止水条的时候, 它的安装精确性等也容易干扰到防水的意义。

1.3 壁后注浆防水

该项活动开展的是否优秀, 会关乎到隧道的品质, 这点我们在很多的建设活动中都已经明确了。虽说其关键是用到掌控下沉现象的, 不过具体情况是防水是首要的工程, 除此之外, 由于注浆量太少也会导致后续的下沉现象比较严重, 进而引发渗漏现象。

1.4 在掘进的时候没有掌控好水而导致的渗漏问题

1.4.1 如果管片等的状态不是非常优秀的话, 就会干扰到拼装的品质, 使得错位问题发生, 附近的管片处的止水带无法有效地接洽而导致渗漏问题出现。

1.4.2 在掘进的时候, 由于推力较高而使得受力性不合理进而容易引发缝隙和漏水等问题。

1.4.3 当挖掘的时候非常的苦难, 它的推力较高会导致缝隙现象出现, 进而引发渗漏问题。

1.5 管片选型

由于盾尾间隙不均匀, 管片选型不当, 造成间隙过小, 使得在掘进过程中造成管片外壁被损坏导致止水条漏水。所以管片的选型要抓住盾构机依据姿态来控制掘进, 管片依据盾构机来选择这一根本原则。

2 关于缝隙的干扰要素

2.1 制作时导致问题

这个时期的缝隙分成两个时期。第一是当管片掉落之后的养护时期, 关键是表层的缝隙, 可以用眼看到。然后是养护之后在输送等时发生的缝隙, 此时在出厂的时候察觉不到, 不过使用的时候起就会非常快的蔓延。养护活动分成两类, 自然的以及蒸汽模式的。当撤掉模板之后又分成两类, 喷淋的以及存水的。经由比对得知, 存水的不容易发生缝隙。

2.2 盾构施工过程中的管片开裂

2.2.1 拼装管片前对盾尾的清理不干净, 使得管片的环缝夹有泥砂造成整环管片的环面不平整, 掘进时就会因不均匀受力而产生裂纹。

2.2.2 在拼装过程中因拼装顺序或管片类型错误使得环面不平整导致受力不均匀产生裂纹。

2.2.3 在硬岩段或不均匀地层中因推力过大或推力不均匀导致管片出现裂纹。

2.2.4 在进行管片补浆时因压力控制过高导致管片开裂。

3 管片错台的影响因素

3.1 壁后注浆

这一点是保证管片错台与否的重要原因之一。隧道是一种管片衬砌和地层一体化的结构稳定的构造物, 管片上的作用力也是在这个假设的条件下考虑的。这意味着管片背面空隙的均匀填充是确保作用外力均匀的先决条件。所以防止管片因外力作用而引起的错台主要是靠壁后及时、充实的填充。

3.2 管片选型

因管片的选型不当导致盾尾间隙过小, 在盾尾前进的过程中会使得管片发生错台, 甚至管片外壁遭到破坏。

3.3 姿态控制

3.3.1 在不均匀地层会导致千斤顶对管片的作用力不均匀而产生的错台。

3.3.2 在转弯段因千斤顶的不对称作用力而产生的一个偏离轴线向外的分力导致错台。

3.4 操作不当

3.4.1 进行管片二次补浆的压力过大导致错台的出现。

3.4.2 拼装过程中管片的连接螺栓未拧紧或及时进行复紧。

3.4.3 在硬岩段且处于曲线段掘进时姿态调整过急过猛易导致错台现象。

3.5 隧道上浮

当管片一出盾尾由于浮力的作用, 就与在盾壳内的管片形成错台, 随着掘进的进行, 往往还能听到这种错台的声音, 有时这种错台是缓慢和逐渐的, 也会形成叠瓦式或台阶式。

4 管片破损、崩角的影响因素

4.1 操作原因

(1) 吊运和拼装过程中的碰撞。 (2) 吊装孔附近混凝土被拔脱。 (3) 管片环发生扭转时, 千斤顶顶在两块管片接缝处会导致管片端面崩角而破坏。 (4) 千斤顶撑靴顶在管片上不正会使管片内侧或外侧的混凝土破损。

4.2 姿态控制

(1) 盾构机姿态调整时, 急于纠偏造成受力不均匀。 (2) 盾构机姿态调整时, 千斤顶行程差过大而导致受力不均出现管片损坏。

4.3 管片扭转

这个问题通常出现在转弯区域之中, 通常会由于扭转而使得管片的上方的受压方位的材料出现缝隙或者是附近的连接地方的角落掉下来。除此之外还有一个不好的问题就是会导致提前设置的管线的开口地方由于扭转而导致其和通道之间出现错位问题, 进而使得它们不能够积极地连接到一起, 除此之外, 还会导致通风管之类的安装活动无法有效的开展。不过期并不会干扰到构造的品质和运行等。

通过对扭转的实测数据统计归纳得出:管片的扭转与线路转弯有很大关系。管片受扭转的作用是普遍存在的, 盾构推进千斤顶偏离管片环轴线和千斤顶对管片环不对称的作用力是使得管片环发生扭转的主要原因。在工程施工过程中, 前两点可以在施工过程中通过改变刀盘转动和拼装顺序加以克服, 另外施工过程中可以增大管片的稳定和抗扭转力来减少或消除扭转, 其中加大环缝间连接螺栓的拧紧力和减小管片背后注浆浆液的凝固时间是最基本的, 也是较好的方法。有的盾构机盾体上安装有稳定器, 来减小在硬岩段掘进时, 因刀盘扭矩过大而引起管片的扭转。

5 结束语

对于盾构隧道来讲, 它的建设品质不良问题一般是可以在建设时期合理地应对, 要设置优秀的品质管控条例, 而且要认真的落实, 这样就能够在建设的时候避免品质不良现象出现。

参考文献