盾构隧道管片裂缝产生原因分析及处理措施

《盾构隧道管片裂缝产生原因分析及处理措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第3期西部探矿工程151盾构隧道管片裂缝产生原因分析及处理措施韩士钊(中铁十九局集团有限公司，辽宁辽阳111004)摘要：主要结合南京地铁二号线盾构区间的施工，对盾构掘进施工过程中管片开裂类型及其原因进行了探讨，对管片开裂的应对措施进行了详细阐述，对同类工程有重要的借鉴意义。关键词：盾构机；管片裂缝；处理措施中图分类号：U455．43文献标识码：B文章编号：1004—5716(2O1O)03—0151一O3随着盾构在隧道建设中应用的日益广泛，盾构法施力不均或受力过大所造成。盾构隧道施工过程中，管片工过程中出现的一些问题也引起了工程技术人员的普承受着千斤顶顶力、盾尾

2、密封刷的作用力、衬砌背后的遍关注，掘进过程中预制混凝土管片出现裂缝的现象即浆液压力等多种外力的综合作用，管片的受力状态较为为其中之一，尤其是在地铁盾构区间，这种现象尤为明复杂。此外，施工中出现的很多状况与设计所考虑的并显。管片开裂对盾构隧道的整体防水性能影响较大，并不完全一致，例如局部位置的衬砌环安装精度、一次纠最终可能影响隧道的耐久性和安全性，需引起施工、设偏量以及注浆压力等可能都与设计所考虑的有差别。计单位的重视。本文对盾构掘进施工过程中管片开裂在上述因素的相互影响下，盾构管片出现了不同的类型及其原因进行了探讨，并结合南京地铁二号线盾构受力特征，如环向和纵向的轴压及偏心

3、受压、剪切和扭区间施工的工程实例，对管片开裂的具体原因和应对措曲等，这就造成不同性状的管片破损和裂缝。通过对现施进行了详细阐述。场观察了解，结合其它地铁工程中的经验，认为造成管1管片开裂类型片开裂的主要原因可能有如下几种。盾构掘进施工过程中，隧道管片在盾构机千斤顶反2．1盾构机千斤顶总推力较大作用力及同步注浆压力和周围土体的压力作用下，部分作用于管片上的力是造成管片开裂的最基本因素，管片可能会出现裂缝，根据裂缝出现的部位及方向不其中盾构推进过程中总推力过大是致使管片开裂的最同，可以分为如下三个大类：边、角部局部裂缝；隧道环直接原因。盾构机在砂层或粘土层中施工时，因土体自向裂

4、缝；隧道纵向裂缝。身的特性，进入刀盘后的土仓后，土体积压形成“泥饼”，以上三种裂缝对结构影响最为严重的是隧道的纵盾构机继续推进，“泥饼”增多造成土仓内土压变大，刀向裂缝，它又可分为前开裂、后开裂、全开裂三种。盘的扭矩增加，进而增大盾构机的总推力。(1)前开裂：裂缝从管片前端开裂并向后延伸，但在当总推力过大时，管片的环面受到的压力和剪切力管片宽度方向并不贯通。这类裂缝主要集中出现在隧相应增大，尤其在隧道的平曲线和竖曲线段的施工中，道拱顶位置，且径向为贯通裂缝，故一般伴随有渗漏水盾构机为了满足结构的曲线要求，一侧的千斤顶推力加出现。大，整个管片环面受到的推力大小不一致。推力较大

5、是(2)后开裂：裂缝从管片后端开裂并向前延伸，但在出现纵向前裂缝及后裂缝的重要因素之一。管片宽度方向并不贯通。此类裂缝主要出现在隧道的2．2管片环面不平整两腰部位及腰部偏上位置，且径向为贯通裂缝，故一般造成管片环面不平整的原因主要有：管片制作精度伴随有渗漏水出现。误差、管片纠偏时贴片不平整、盾构机推进时各区的千(3)全开裂：从隧道内部看，裂缝在管片宽度方向贯斤顶推力大小不等，管片之间的环缝压缩量不一致等。通，这类裂缝出现的较少，且出现位置的随意性较大，有因管片环面不平整，盾构机千斤顶作用于管片上将产生的径向贯通出现较为严重的渗漏水，有的径向没有贯较大的劈裂力矩造成管片开裂，

6、见图1，这种状态是引通，故没有渗漏现象。起管片出现纵向前裂缝的常见原因之一。2管片开裂原因分析2．3千斤顶撑靴损坏或重心偏位盾构隧道管片为钢筋混凝土结构，其开裂主要是受盾构机通过千斤顶作用于管片上向前掘进，在千斤152西部探矿工程2010年第3期产生明显的挤压作用。当盾尾刷使用一段时间后，注浆浆液就会充满钢丝的缝隙，浆液凝固以后，尾刷刚度将i7裂缝会大大提高，对管片的挤压作用将不断增大，使得管片II／／一局部受到很大的作用力，引起管片开裂。＼／I⋯I2．5二次注浆压力过大_J当地层损失较大或地表有建筑物需要控制地面沉I．／降时，一般需要进行二次注浆。与多点同步注浆不同，图1

7、管片环面不平整引起的开裂示意图二次注浆一般是在一环内通过每块管片的中心依次注浆，因此在注浆压力的作用下，衬砌环中被注浆管片中顶与管片接触处设置撑靴以减少接触面局部压应力，撑部的局部弯矩较大。当操作失误使得注浆压力过大时，会引起管片受弯开裂，出现纵向全裂缝，严重时可能出靴和管片之间具有较厚的特种橡胶垫层，该橡胶垫可起现螺栓破坏、管片断裂、局部压重漏水的事故。到缓冲作用，即便管片受力面不十分平整也不会产生应3预防管片开裂的措施力集中。另外，撑靴与盾构千斤顶之间通过活络头连盾构掘进施工中，造成管片开裂的原因往往不是单接，