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时间:2018-11-06
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1、地铁盾构隧道管片破碎分析及防治韩顺超(广州轨道交通建设监理有限公司,广东,广州,510030)【摘要】在城市地下铁道施工中,盾构管片破碎是一个常见的现象,也是困扰所有在建单位的一个难题。木文主要从某个城市地铁盾构施工为出发点,对几种常见的管片破碎现象进行分析,并提出相应的针对性措施。【关键词】地铁盾构;隧道施工;管片破碎;原因分析;防治引言:随着城市的日益发展和扩大,城市交通拥挤问题也越来越突出。为了缓解交通拥挤的状况,城市交通纷纷向地下发展。地铁隧道建设一般采用盾构法施工为主。盾构法施工过程中往往因管片拼装操作、
2、盾构机姿态与管片姿态不符、管片壁后二次注浆等原因,造成隧道出现破碎、开裂,而管片破碎、开裂不但会引起隧道渗水、漏浆,而且会影响到隧道的使用性能,因此管片的破碎、幵裂控制是隧道施工过程中必须妥善处理的问题之一。木文主要通过某个城市的地铁盾构区间管片破损、开裂问题进行分析。1.工程概况某个城市的地铁盾构区间位于非机动车道下,总长度为4079.76m,衬砌管片总环数为3383环。隧道覆土厚度8.4m〜24m,最大纵坡为25.325‰,最小纵坡为2‰o区间最小平曲线为R=350m。2.常见管片破
3、碎发生部位管片破碎现象一般在隧道衬砌的内外两侧均有发生。衬砌外侧,一般发生在管片与盾构机外壳的接触部位(以拱底块、标准块与邻接块接缝处、封顶块居多);内侧一般发生在管片的角部(以标准块、邻接块和封顶块居多),管片中部少有发生。1.管片破碎原因分析造成管片破碎有多种原因,根据某区间施工中的实际情况,本监理部分析下来主要有以下几种:3.1搬运和堆放时造成的破碎:在搬运、堆放过程中的碰磕,经常导致在碰磕位置处产生小块破裂。3.2管片拼装操作3.2.1拼装吋,由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态,使得
4、衬砌角部先受力而产生应力集中,导致管片角部破碎。3.2.2封顶块安装吋,由于先行安装的5块管片圆度不够,两邻接块间的间隙太小,把封顶块强行顶入,导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。冇吋未按设计要求在其两侧涂刷润滑剂,亦会导致管片破碎,破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧。3.2.3前一环环面不平整,块与块间冇错位,导致下一环管片拼装吋易产生破碎。3.2.4拼装吋为抢进度,管片就位速度过快而产生碰磕,以及存在管片错缝时,易引起管片边角的破碎。3.2.5管片横鸭蛋隧道衬砌共有六块管片组成,拼装成环后,衬砌的横向、竖向直径
5、均有不冋程度的偏差。一般衬砌拼装成环后,横向直径增大、竖向直径减小,俗称横鸭蛋。当管片拼装成环后其直径为设计直径吋,管片纵缝各槽U疲完全吻合。衬砌横鸭蛋,造成衬砌纵缝略有张开,部分槽口己吻合,而其他槽U仍存在空隙,由于受力不均匀应力集中,容易导致管片破碎。3.3盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致3.3.1在隧道施工过程中,为控制好隧道轴线,必须逐环测量盾构姿态和管片姿态,根据测量资料及吋调整各项推进参数。当管片与盾构机相对关系一致,即管片与盾构机基本保持同心,管片法面与盾构机推进方向基本垂直时,管片破碎较少。在实际
6、施工过程中,管片与盾构机的相对关系常常不能保持理想状态,当管片的环面与盾构推进方向存在夹角吋,其合力作用方向部位的管片容易破碎。3.3.2盾构机轴线与管片环向轴线间交角偏人盾构推进过程也是不断纠偏过程。盾构机与管片衬砌环间的相对关系不可能总是保持理想状态,特别是转弯、竖曲线段和纠偏量大吋,管片外弧与盾尾内壁间的距离沿环向分布不均匀,造成一侧间距很小,而另一侧间距较大,这吋易产生“卡壳”现象,即两者碰在一起。盾构机推进就会造成管片一定部位破碎。3.3.3衬砌环面不佳造成衬砌环面不佳有多种原因,如纠偏、拼装质量差、环缝
7、夹泥等。管片环面不佳,引起管片受力不均匀,从而导致应力集中部位的管片破碎。3.4推进时管片受力不均匀盾构推进吋推进力通过油泵衬垫传递到管片上,油泵衬垫与管片接触部位是应力集中区。如果衬垫面不平整或者衬垫面与管片环面存在夹角,就会造成管片破碎。1.管片破碎的防治措施:管片破碎常常是以上一种或一种以上因素综合作用的结果,经过仔细分析再采取针对性措施进行处理,可以减少管片破碎现象的发生:4.1搬运堆放时的针对性措施4.1.1在搬运过程中轻吊慢放,着地吋要平稳;堆放吋不宜超过3层,并正确摆放垫木。4.1.2吊放管片的钢丝绳
8、上缠橡胶条等,在起吊吋,能起到缓冲作用,或者选用尼龙绳来代替钢丝绳。4.1.3选、摆放好垫木,在管片车上管片搁置部位设置橡胶条,以起到缓冲作用。4.2管片拼装吋的针对性措施4.2.1按要求贴好角部止水橡胶条、传力衬垫。4.2.2拼装前,先测量前一环各管片之间的相互高差(错台高度),包括环向和径向4.2.3拼装前清理前一环管片上的泥块及浆液,保证环面清洁、无夹
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