盾构法隧道施工管片破损原因分析
盾构管片破损修补方案技术交底
盾构管片破损修补方案技术交底
一、破损原因分析
盾构施工发现管片出现裂缝、破损等质量问题时，需要对其进行修补。
破损原因可能有以下几个方面：
1. 施工原因：盾构施工时操作不规范、工艺不合理、设备损坏等因素导致管片破损。
2. 地质原因：隧道穿过复杂地质条件，如岩石、软土、水位高等，在施工过程中容易引起管片的破损。
3. 管片质量原因：管片生产制造过程中技术不过关、材料选用不当等因素，或者管片运输、堆放等环节不当导致管片损坏。
二、破损修补方案
针对盾构管片出现不同形式的破损，可采用以下不同的修补方案：
1. 缝隙破损
缝隙破损一般是由于管片接口处的螺栓松动或者接口处间隙填充不足造成。
当发现管片接口处出现空隙时，可采用注浆修补的方法：
（1）用钻头在管片的破损处钻孔，间隔30~50cm为好。
（2）将注浆设备的注浆针头沿着钻孔放入破损处，进行注浆。
（3）等待注浆固化后，将注浆部位打磨平整即可。
盾构法隧道施工管片破损原因分析
一、工程概况象秀区间上行线于2014.9.13日贯通，本段施工范围为象峰站～秀山站盾构区间工程，由象峰始发，上行线SK0+576.167～SK1+647.000共1070.833m、892环，象峰站～秀山站区间自秀峰路上的象峰站始发，沿着秀峰路过无名河桥、无名箱涵一直到达蓝山四季门口的秀山站。
本区间线间距从13.5m变化到18.9m；纵断面为单面坡，最大纵坡10.5‰，最小纵坡4.98‰，区间隧道覆土最大厚度10.2m，最小厚度4.4m。
在SK1+112.2设1座联络通道，位于直线段，线间距为13.5m，联络通道上覆土层厚度约9.9m。
盾构掘进地层主要为⒀a残积土、⒁全风化岩层，二.管片破损情况管片破损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、封顶块居多，内侧一般发生在管片的角部、隧道底部，隧道清洗后发现隧道底部破损较多，尤其是200-500环，共破损116处，破损率达38.6%.三、破损原因分析1、盾构机在姿态微调的过程中管片千斤顶与管片环之间存在一定夹角，造成应力集中导致砼块破裂，如图1.拼装质量不好造成管片错台，管片间应力集中使管片破损，如图2.盾尾泥沙太多，拼装前没有清理干净，底部管片拼装后下面全是泥沙，管片间夹有沙粒，管片易破损。
盾尾清泥照片3.上行线推进过程中，有时测量系统发生故障，盲推会使盾构姿态有较大变化，管片容易破损4.管片螺栓没有及时复紧，推进过程中管片稳位造成管片破损四、管片修复目前上行线已基本完成修补，现在正组织修补人员对修补部位进行打磨。
五、经验总结1、应及时对盾尾进行清理，保证盾尾清洁。
2、管片拼装应遵循先下后上，左右交叉、最后封顶块的安装原则，拼装手应灵活运用管片安装微调器，待安装的管片块与已安装管片块的内弧面应平顺，螺栓孔对正。
3、盾构掘进时严格控制盾构机的姿态，特别在曲线段，盾构机应缓慢掘进、勤纠、少纠以控制盾构机的每环纠偏量，防止盾构机轴线与隧道管片轴线间的夹角过大和管片四周盾尾间隙不均匀。
盾构管片破损原因分析及处理措施
２ ． ３ ． １ 盾 构机 姿 态 与设 计 轴 线偏 差
施 Ｔ过程 中 ， 盾构机 姿态控 制与线 路 曲线 偏差是 造 成管 片破损 的最 主要原 因 。 盾构掘进过 程 中的理想 状态
河 桥一 一经 路 站 、机 场大 道一 奥 体 中心 站 区 间施 工过
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丁纠 偏 ， 会 敛 纠 偏 量偏 大 ， 形 成 尾挤 压 管 片 ， 受 力
针刈 ’ 述问题， 采取 以下措施 防 【 卜 管 片破损
１ ） 卞 勾 掘进 姿 态 的 合理 纠偏 偏移
‘ 先确 定是 禽为盾
构 姿态 的Ｍ题 ， 阿 号虑 纠偏 。纠 偏Ｉ Ｉ 、 』 ， 纠 偏 角须 小 于 已 一般 ４ － ： ｒ Ｊ ｌ ￣ ３ ’ Ｌ ‘ 即地 凋整 好 构机 的姿 态 ， 需 要通 过 多环 僻 片循 序渐 进 修正 。施 ｌ Ｉ ｝ Ｉ Ｊ Ｊ ［ １ 强 管 片拼 装控 制
１ 管 片 在 生 产 过 程 中 的开 裂
１ ． １盾构 破坏 特 征
一
区
２ ． ２管片 开裂 及破 损引起 渗漏
二 ，
图 １ 管 片 破 损
经 路 一机 场 大 道 站 区 间 在 预制 管 片养 护 阶段 ，
管 片外 弧面 出现表 面裂 纹 ， 其 中少部分 裸露 钢筋 。
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卜｛ ； ｆ Ｉ
图 ５ 破 损 管 片修 补 方 法
保 证管 片环 面平 挚 ， 减 少纵 向错 台 。施 １ 巾亦 可适
， Ｊ Ｊ ｌ Ｈ Ｙ ： － ｆ ＃ 讨垫 、 ｉ 大 环 向管 片接 触 面问 隙 ２ ） 逐 步释放 应 力 ． ． 施 Ｔｌ ｝ ｜ 及 时 释放 管 片 所承 受 的 颅Ｊ 、 Ｊ ， ｆ Ｊ ， Ｉ Ｌ Ｊ 咀新分 布 ， 可有效 预防管 片破损
盾构管片破损修补方案技术交底
盾构管片破损修补方案技术交底刚坐下，泡了杯茶，看着眼前这堆图纸，心里就有个数。
十年的方案写作经验告诉我，这次盾构管片破损修补方案技术交底，可得好好梳理一番。
一、项目概述先来个项目概述吧。
这次项目是在某地铁区间隧道施工过程中，发现部分盾构管片存在破损现象。
为了确保隧道结构安全，防止破损扩大，需要对其进行修补。
这可是个大工程，咱们得认真对待。
二、破损原因分析1.盾构施工过程中，管片受到外部压力，导致破损。
2.管片生产过程中，质量把控不严，存在先天缺陷。
3.隧道地质条件复杂，管片在运输、安装过程中受到损伤。
三、修补方案1.准备阶段：成立修补小组，明确责任分工，对破损管片进行详细检查，确定修补范围。
2.材料选择：选用高性能修补材料，确保修补效果与原管片性能相当。
（1）清理破损部位，确保修补材料与管片紧密结合。
（2）涂抹修补材料，按照设计要求进行施工。
（3）养护阶段：修补完成后，对修补部位进行养护，确保修补效果。
4.施工质量控制：对修补过程进行严格监控，确保施工质量。
四、施工组织设计施工组织设计可是个大头，得好好规划一番。
1.施工顺序：先对破损较严重的管片进行修补，再逐步推进。
2.施工人员：选拔经验丰富的施工人员，进行培训，确保施工质量。
3.施工设备：选用先进的施工设备，提高施工效率。
4.施工安全：加强施工现场安全管理，确保施工人员安全。
五、施工进度计划施工进度计划得合理，不能拖沓。
1.准备阶段：1个月。
2.修补阶段：2个月。
3.养护阶段：1个月。
4.工程验收：1个月。
总共需要5个月时间，确保项目按时完成。
六、项目成本预算项目成本预算可得好好算算，不能让老板心疼。
1.材料费用：100万元。
2.施工费用：80万元。
3.人工费用：50万元。
4.设备租赁费用：30万元。
总计260万元，控制在预算范围内。
七、项目风险分析项目风险分析不能少，得提前预防。
1.施工过程中，可能出现的质量问题。
2.施工进度可能受到影响，导致项目延期。
盾构管片破裂原因分析及对策措施
根 据破 损 的位置 主要分 为 ： 外 弧 面破裂 、 边 角 破裂 、 螺 栓孑 Ｌ 处破 裂 。
３ 破 裂原 因分析 及对 策措 施 ３ ． １ 外弧 面破 裂 ３ ． １ ． １ 原 因分析
（ ３ ）盾 构纠偏 要做 到及 时 、 连续 ， 严格控
区 间隧 道 采用 土 压平 衡 盾 构 进 行施 工 ， 宽 １ ． ２ ｍ 的钢 筋 混凝 土管 片衬 砌 。管 片外 径
（ １ ）管 片生 产 过 程 中 ， 由于 生产 工 艺 的 原因． 管片外 弧 面 的浮 浆厚 度过 大 ． 造 成管 片 外弧 面成 为一个 薄弱 点 ： （ ２ ）盾 构机 千 斤 顶 总 推力 较 大 ， 养 护 不 到位 ， 且配 筋小 的管 片易 开裂 ； （ ３ ）盾 构 纠偏 不 及 时 ， 使 得 累 计偏 差 较 大． 导 致管 片环 面与 隧道设 计轴 线不 垂直 ， 后 续拼 上 的管片受 力不 均匀 ，管 片 的表面会 出
盾构管片破裂原 因分析及对 策措施
三航 南京分 公 司 周 晓鹏
［ 摘
卢 生 才
要 ］ 盾 构 管 片 在 盾构 施 工 时经 多 次 倒 运 、 翻转 、 拼装 等 过 程 中难 免 会 出 现一 些 破 损 。 本 文 主要 根 据 厦
门地 铁 １ 号 线 高 集 区间 盾 构 施 工 过 程 ， 对 管 片破 裂 的 原 因进 行 分 析 ， 并 总结 出 施 工 过 程 中针 对 管 片破 裂 的 对 策
① 盾 构纵坡 最大 纠偏 量
ｊ ＝ （ ｊ 一 ｉ Ｈ ） ≤…
式中： ｊ 一 盾构 与管 片相对 坡度 ： ｊ ， ＾ 一 盾构 推进 后实 际纵坡 ； ｊ ”一 已成 隧道 管片纵 坡 ； 【 ｊ 】 一 允许坡 度差 值 、
盾构施工中管片损坏的常见原因及预防措施
盾构施工中管片损坏的常见原因及预防措施前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。
为缓和交通拥挤的状况，城市交通纷纷向空中和地下发展。
地下铁道具有快速、便利、运输量大、无污染、无噪声及不占用地面空间等优点，正迅速成为缓解交通拥挤的首选方案。
我国的广州、深圳等许多城市也在近几年开始地铁建设。
在地铁隧道施工过程中，经常会发生管片破碎、隧道渗水、漏浆、轴线偏差超标、地面沉降等一系列问题。
管片破损现象是施工中常见的现象。
由于管片破损，不仅会引起隧道渗水、漏浆，而且会影响隧道的使用性能，因此是隧道施工过程中较棘手并且也是必须妥善处理的问题之一。
1 管片破损发生的部位管片破损现象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。
2 管片破损的几种常见原因①搬运和堆放时造成的破损：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。
②管片选型不当引起的管片破损。
③管片拼装操作时造成的损坏：油缸撑靴顶在两个相邻的管片上时，由于管片环面之间及相邻两块管片间的接触面达不到理想的平行状态，使得撑靴角部先受力而产生应力集中，导致管片角部破碎。
④盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致造成的破损。
⑤推进时管片受力不均匀造成的破损。
⑤同步注浆浆量分布不合理造成的破损。
⑥管片本身质量问题造成的破损。
3 管片损坏的防治措施管片损坏常常是以上一种或几种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，可以减少管片损坏现象的发生。
3.1搬运堆放时的针对性措施①按要求贴好防水橡胶条、软木衬垫。
②在搬运过程中轻吊慢放，着地时要平稳；堆放时不宜超过3层，并正确摆放垫木。
③选、摆放好垫木，在管片车上管片搁置部位摆放垫木，以起到缓冲作用。
见图1管片堆放布置图。
图1管片堆放布置图3.2管片选型3.2.1管片选型的重要性及考虑因素①管片选型错误会导致以下问题。
盾构隧道施工期管片开裂原因和相应对策
盾构隧道施工期管片开裂原因和相应对策1 施工阶段管片受力分析盾构隧道在施工过程中管片衬砌受到的主要荷载有千斤顶推力、注浆压力、上浮力、盾壳作用力、拼装荷载等。
（1）千斤顶推力千斤顶推力是盾构隧道掘进的驱动力，它反过来作用在管片上，是施工过程中隧道衬砌在轴线方向最大的外力。
在目前国内地铁盾构隧道施工中，淤泥质黏土层中总推力一般为8～12 MN，细沙土地层中总推力为12～15 MN，全断面砂土地层推力则为15～20 MN，复合地层推力有时候达到20 MN以上，大型跨江海盾构隧道千斤顶推力通常都在30MN以上。
（2）注浆压力依据盾构工法的特性：拼装好的衬砌脱离盾尾后，由于盾壳原来占据的空间、为衬砌的拼装操作所留空隙、盾构推进时带走的部分粘附于盾壳上的土体所形成的空隙等，在衬砌环背面与实际开挖洞壁间存在环形空隙，使土体暂时处于无支护状态，该空隙即为盾尾间隙。
盾尾间隙的大小是由盾构钢壳的厚度和盾尾操作空间决定的，一般为8～16 cm。
盾构工法施工中，对盾尾间隙的处理，即壁后注浆是施工的关键。
壁后注浆在填充盾尾间隙、加固土体的同时，对管片也产生了一定压力，该压力达到一定程度时，可能引起管片局部或整体上浮、错台、开裂、压碎或其他形式的破坏。
（3）上浮力盾构隧道的壁后注入的水泥浆液一般需要5～7h的初凝时间，而通常情况下这期间盾构一直在向前掘进，如果周围地层满足一定条件，一定范围内的土体未能及时握裹住管片，那么在这几个小时内有一段管片是悬浮在注浆浆液中的（或者是水、泥浆等），这就产生了管片上浮力（浆液浮力扣除管片自重）。
（4）盾壳作用力管片与盾壳之间存在着一定摩擦力，盾尾密封刷对管片环也存在一较为均匀的环向压力，一般情况下这些荷载不会对管片结构造成影响。
但是，当盾构在曲线段掘进、纠偏，或者因其他原因造成盾构长时间停止掘进（造成盾构机“栽头”发生）时，盾壳对管片造成的荷载尤其是挤压荷载就变得不可忽视，如图1所示。
盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施
盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施由于目前盾构隧道的衬砌普遍采用单层装配式管片衬砌,盾构隧道的质量控制主要是对拼装管片的质量控制，包括管片生产质量、拼装质量二个方面。
下面针对我单位承建的新海大道站~盾构区间隧道成型管片破损的原因及相应处理措施进行阐述。
1、管片破损情况分类已成型隧道内管片破损情况根据破损的位置主要可以分为：管片纵缝破裂、管片环缝破裂、管片边角崩裂、管片环向螺栓孔处砼崩裂等几种情况。
2 破裂原因分析2.1 管片纵缝环缝破裂在初始掘进过程中，我们发现管片在从盾尾脱离的时候，盾尾密封刷将管片弧面破裂的砼碎块带自盾构机拼装部位，碎块发现的部位大都在管片环的下部，但进一步观察发现，破裂的部位并不一定在管片环下部，而是任何一个点位，而且发生管片纵缝破裂的同时，总是在盾构机线路纠偏微调的时候，有的管片边角破裂引起了渗漏水。
经过对破裂点的统计分析，我们认为破裂的原因主要有以下几点：(1)管片纵缝环缝破裂；(2)管片间止水密封条及软木衬垫的形式，见右图。
2.2 管片边角崩裂边角崩裂在隧道掘进中发生较少，且都发生在管片错台、拼装质量不好的管片上，见右图。
通过分析，可以确定边角破裂的原因是拼装质量不好引起的，由于管片间边角吻合不好，在下一环管片拼装千斤顶施加顶推力时，在边角应力集中，造成管片砼破碎脱落。
2.3管片环向螺栓孔处砼崩裂由于管片从盾尾脱离后进入土层，周边荷载模式改变，并随着时间逐步稳定。
在未稳定之前，管片间剪力、拉力主要由管片间螺栓承受，并传递至螺栓孔周边的砼。
在管片砼破裂统计中，管片环向螺栓孔处砼崩裂占大多数，见右图。
原因分析：⑴同步注浆量不足，管片在脱离盾尾后下沉，管片环之间剪力增大，引起螺栓孔附近砼破裂；⑵拼装质量不好造成管片错台，管片间剪应力集中至螺栓孔附近造成砼破裂；2.4其他破损原因①盾构姿态与管片姿态出现偏差，管片的环面与盾构推进方向存在夹角，其合力作用方向部位的管片发生破碎；②施工初期,由于工人经验不足,管片安装速度很慢,有时发生管片错台大、在管片边角或在螺栓孔处破裂的问题；③封顶块安装时，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，封顶块强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧；④螺栓初紧、复紧不及时或者螺栓拧的不够紧，管片受力后，环向螺栓由垂直方向变倾斜，造成管片产生错台，从而出现边角部位的破碎以及裂缝等问题；3、处理及预防措施在盾构机掘进过程中，我们针对上述问题产生的各种原因进行了分析，采取的处理及预防措施见下表。
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一、工程概况
象秀区间上行线于2014.9.13日贯通，本段施工范围为象峰站～秀山站盾
构区间工程，由象峰始发，上行线SK0+576.167～SK1+647.000共1070.833m、892环，象峰站～秀山站区间自秀峰路上的象峰站始发，沿着秀峰路过无名河桥、无名箱涵一直到达蓝山四季门口的秀山站。
本区间线间距从13.5m变化到18.9m；纵断面为单面坡，最大纵坡10.5‰，最小纵坡4.98‰，区间隧道覆土
最大厚度10.2m，最小厚度4.4m。
在SK1+112.2设1座联络通道，位于直线段，线间距为13.5m，联络通道上覆土层厚度约9.9m。
盾构掘进地层主要为⒀a残
积土、⒁全风化岩层，
二.管片破损情况
管片破损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、封顶块居多，内侧一般发生在管片的角部、
隧道底部，隧道清洗后发现隧道底部破损较多，尤其是200-500环，共破损
116处，破损率达38.6%.
三、破损原因分析
1、盾构机在姿态微调的过程中管片千斤顶与管片环之间存在一定夹角，造成应力集中导致砼块破裂，如图
1.拼装质量不好造成管片错台，管片间应力集中使管片破损，如图
2.盾尾泥沙太多，拼装前没有清理干净，底部管片拼装后下面全是泥
沙，管片间夹有沙粒，管片易破损。
盾尾清泥照片
3.上行线推进过程中，有时测量系统发生故障，盲推会使盾构姿态有
较大变化，管片容易破损
4.管片螺栓没有及时复紧，推进过程中管片稳位造成管片破损
四、管片修复
目前上行线已基本完成修补，现在正组织修补人员对修补部位进行打磨。
五、经验总结
1、应及时对盾尾进行清理，保证盾尾清洁。
2、管片拼装应遵循先下后上，左右交叉、最后封顶块的安装原则，拼装手应灵活运用管片安装微调器，待安装的管片块与已安装管片块的
内弧面应平顺，螺栓孔对正。
3、盾构掘进时严格控制盾构机的姿态，特别在曲线段，盾构机应
缓慢掘进、勤纠、少纠以控制盾构机的每环纠偏量，防止盾构机轴线与
隧道管片轴线间的夹角过大和管片四周盾尾间隙不均匀。
4、封顶块安装前，实测并确保两邻接块的间距，应遵循先径向插入，调整位置后缓慢纵向推入，推入应缓慢并适时微调，禁止强行顶
入。
5、推进过程中，应及时进行螺栓复拧。
6、严格控制同步浆液的浆液拌和质量、初凝时间、早期强度及其
填充性。
管片上浮时，要控制掘进速度，及时进行二次注浆，保证盾尾
后倒数10环管片得到稳定。
7、掘进过程中，要定期安排测量人员进行管片姿态测量。