盾构施工中常见问题分析及防治措施

《盾构施工中常见问题分析及防治措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、.盾构施工中常见问题分析及防治措施盾构施工过程中，管片上浮、管片错台、管片渗水三类问题是严重影响成型管片的质量与美观。本文结合施工过程中，对管片错台、管片上浮、管片渗水产生原因加以分析，并提出相应防治措施，以提高盾构隧道的使用效果和延长隧道使用寿命。一、管片上浮管片上浮是指管片脱离盾尾后,在受到集中应力后产生向上运动的现象。《规范》规定盾构掘进中线平面位置和高程允许偏差为±50mm。管片拼装偏差控制为±50mm。隧道建成后，中线允许偏差为高程和平面为±100mm，且衬砌结构不得侵入建筑限界。由此推算管片上浮允许

2、值与盾构姿态、管片姿态密切相关，因此均应限制在±30mm以内才能保证不侵限，并使管片外侧得到均匀的注浆回填。1、上浮的原因及分析结合在合肥轨道交通一号线望湖城至葛大店盾构区间的施工经验，可从以下四个方面来分析管片上浮的原因。（1）同步注浆不饱满，从而存在上浮空间盾构区间圆形隧道（管片）外径6.0m，内径5.4m，管片厚度300mm，管片宽度1.5m，分块数为6块（管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成）。盾构机与管片之间存在着150㎜的建筑空隙，如果同步注浆不饱满，使管片外侧与土层之间的间隙没有及时有效地

3、充填，就必然出现管片上浮的空间。...其次，在同步注浆不饱满时，地层土软硬不同，产生的管片上浮情况也不同。一般情况下，软地层不容易上浮，而硬地层却有空间导致管片上浮。这是因为在掘进过程中，对于软地层，上部松软地层土的自稳性差，会因为自重、存在空隙而有相对的下沉，从而使因注浆不饱满造成的管片和土层之间的剩余空隙基本消失。硬地层由于自稳能力强，完整性好，能很好的控制自身沉降。使管片有足够的上浮空间和时间，且地层越硬，管片上浮的情况越严重。（2）过量超挖盾构机在掘进过程中的隧道轴线与理论轴线有一定的差值，在掘进过程中

4、时时在调整盾构机的姿态，盾构机走的线形是“蛇形”。当盾构机刀盘处于几种地层交错界面时，盾构机很容易产生“爬坡”和“栽头”现象。同时，掘进过程中遇到下部地层硬，刀盘受到的阻力大于上部，刀盘转动切削土体过程中，极易造成上部相对软弱的土层过量切削甚至坍方，也会扩大管片与围岩间的建筑空间。这些过量蛇形和过量超挖形成的空间为管片位移提供了又一可能的条件。（3）同步浆液凝结时间较长同步注浆凝结时间较长，使管片有足够的上浮空间和时间。管片自重：G=γ×Vc=25×8.05=201.3KN 砂浆浮力：F=ρ×g×V=1.825

5、×9.8×42.4=758.3KN 式中：管片混凝土比重为：25KN/m³,方量为：8.05m³，一环管片所占空间体积42.4m³。一环管片在脱出盾尾后受到的力还包括： ...相临管环连接螺栓的约束力、推进油缸撑靴提供的竖向摩擦力。实践表明这两个力不会超过400KN。由此可以看出，在建筑空隙填充不饱满或浆液还处于液体状态的情况下，管片自重及另外的两个力无法克服砂浆的浮力，这就解释了在管片拼装初期隧道上浮位移发展较快的原因。另外，盾构机的重量主要集中在前面的盾体，管片脱出盾尾后失去了约束，同时还受到周围围岩的作用

6、，很容易引起管片的上浮。若浆液凝结时间过长，必然造成管片的连续上浮，使累计上浮量偏大。（4）盾构机的施工参数控制①掘进速度掘进速度的控制也直接影响到管片上浮的程度。一般情况下在粘土层等较软的地层中掘进时，推进速度很快，同步注浆浆液就跟不上推进的步伐，造成管片外的建筑空隙充填不密实。浆液也不能及时的提供一定的强度限制管片位移。②各区千斤顶的油压盾构机在掘进过程中，特别是下坡段时，下部千斤顶推力大于上部千斤顶推力时，会出现向上的分力，该分力对管片上浮有很大的影响。2、上浮的控制措施（1）及时优化同步注浆及二次注浆①

7、浆体的要求a、具有能充分填满间隙的流动性；...b、注入后必须在规定的时间内硬化，一般在硬土地层凝固时间控制在3～4小时内为好；c、保证管片与周围土体的共同作用，减少地层扰动；d、具有一定的强度，浆体28天抗压强度在2～2.5Mpa以上；②注浆一定要及时、足量。③及时二次注浆。双液浆的凝固时间小于30～40s最佳。（2）合理控制好盾构姿态①各区油压的控制：在上坡段掘进时，适当增大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时，适当增大盾构机上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，适当增大盾构机右部油缸的推力；在右转弯曲线段

8、掘进时，适当增大盾构机左部油缸的推力；在直线段掘进时，尽量消除各组千斤顶的推力差。②掘进速度:一般以缓慢推进为宜，推进速度不大于50mm/min。以确保管片在脱出盾尾后不会因浆液的问题而产生不稳定的位移。③高程:通过和隧道设计轴线的比较，发现管片上浮较严重时及时的将盾构掘进高程降至设计轴线以下50mm，以此来抵消后续掘进的管片上浮值，使隧道轴线最大程度的接近设计轴线。（3）螺栓及时进行