地铁盾构隧道管片破损修复技术研究

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1、第４６卷第２４期人民长江Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２４２０１５年１２月ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＤｅｃ．，２０１５文章编号：１００１－４１７９（２０１５）２４－００５９－０４地铁盾构隧道管片破损修复技术研究罗昭明，董志超（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉４３００１０）摘要：某地铁区间隧道挖掘贯通后，受后续施工的影响，产生了较大变形与位移，并导致管片错台、破损与局部开裂。为避免隧道的进一步损坏以及确保盾构隧道的运营安全，需对隧道管片进行修复处理。在分析该区域地质条件的基础上，经多方案比较，决定采用钢板内衬加固的方式对破损管片进行修复。对钢板内衬加固所涉及

2、的净空复核、管片受力复核、裂缝处理及环片加固等技术问题展开了详细论述。工程实践表明，钢板内衬加固的方式效果良好，可供类似工程修复问题借鉴。关键词：盾构隧道；管片修复；钢板内衬；地铁工程中图法分类号：Ｕ４５５．４３文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１５．２４．０１５随着城市地铁及相关市政工程的大规模建设，盾构隧道在国内的应用也越来越多。绝大多数的盾构隧道采用单层衬砌结构，因此一旦盾构隧道管片发生变形、破损，修复较为困难。某工程盾构隧道掘进后，管片受后续施工的影响，发生明显位移与变形，导致管片破损严重而需进行修复。

3、本文以该工程实例为基础，对管片修复的相关技术问题展开较为详细的阐述，为类似工程施工提供参考。１工程概况某地铁区间右线隧道于２０１２年７月７日贯通，２０１２年１２月２８日准备进行车站端头的后浇洞门环梁施工时，在拆除０环管片后发生漏水涌砂现象（约３８０ｍ），进而导致该区间的６０９～６１４环共６环盾构管片出现较大变形及错台。管片破损位置见图１，其中左线隧道已于先期施工完毕，左右线隧道中心距１４ｍ，净距８．０ｍ。管片破损区域紧邻端头加固区，该区域地势较为平坦，地表为鱼塘。隧道断面为单线圆形隧道，管片外径６．０ｍ，内径５．４ｍ，全环由１块封顶块、２块邻接块、３块标

4、准块共６块管片组成。管片厚度为０．３ｍ，环宽１．５ｍ，管图１管片破损位置示意（单位：ｍｍ）片的环与环、块与块间均以Ｍ２７（机械性能为８．８级）隧道穿越地层主要为（３－５）粉质黏土、粉土、粉弯螺栓连接，采用错缝拼装。砂互层、（４－１）粉细砂。（３－５）粉质黏土、粉土、粉砂收稿日期：２０１５－１１－２０作者简介：罗昭明，男，工程师，主要从事工程管理工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｏｚｍ１９６１＠１６３．ｃｏｍ６０人民长江２０１５年互层为灰～灰褐色，粉质黏土呈软～可塑状，粉土呈中３修复方案比选密状，粉砂呈松散状，各单层厚度约０．５～１．０ｍ。该层物理力学性质各向异性明

5、显，强度一般，压缩性中根据盾构隧道管片的损坏情况，提出了以下３种等，含有过渡型孔隙承压水，对施工不利。（４－１）粉修补方法：第一种是在管片内侧设置钢环片来对管片细砂为灰色，含石英、云母，局部夹薄层粉土或粉质黏进行加固（钢片内衬）；第二种方法是对地层加固后采土，呈饱和、稍密状态，强度尚可，压缩性中～低，该层用暗挖法对已破损管片进行替换（暗挖法）；第三种方中赋存的孔隙承压水对盾构隧道修复施工不利。法是从地面采用明挖，对破损管片区进行重新施工（明挖法）。这３种方法的优劣对比如表２所示。２盾构管片受损情况表２隧道修复方法优劣比较现场检查发现，管片接头处边角混凝土

6、有挤碎现方案施工可行性施工安全性工期象，主要出现在６０８，６０９，６１４和６１５环管片的各螺栓方案１较容易安全３个月孔位置，缺损块尺寸平均约３００ｍｍ×８０ｍｍ×５０ｍｍ，方案２较困难风险较高４个月且局部螺栓屈服、拉出，如图２所示。方案３较困难较安全８个月方案１需要对隧道净空进行详细计算与复核，并且钢环片施工需要保证精度，后期地铁运营过程中如再发生变形则易造成净空不足，影响行车安全；方案２需先对已破损隧道周边地层进行加固，其加固施工易对左线隧道产生不利影响，且暗挖施工风险较大；方案３工艺成熟、风险小，且后期施工隧道衬砌质量好，但造价高、工期长，不满足年底

7、通车的要求。经综合考图２螺栓屈服、拉出虑，决定采用方案１对破损管片进行修复。发现变形后，立即对隧道拱顶、仰拱、水平直径方４钢环片内衬修复方法介绍向左右两点的坐标与高程以及管片间的错台进行了测量，管片变形后的椭圆度与错台量如表１所示。根据现场检查结果可知，该工程中管片加固范围为６００～６２０环，其中６０８，６０９，６１４与６１５环为错台严表１管片椭圆度及错台量重区，６１０～６１３环为变形严重区，６００～６０７环、６１６～横向直径／竖向直径／椭圆度／错台量／ｍｍ环数６２０环为轻微影响区。ｍｍｍｍ％顶部底部６０８５４５７５３６４２１３１７０钢环片内衬修复主要按

8、净空复核、管片受力复核、６０９小里程５５８１小里程５３０７４管片破损与裂缝处理、