盾构施工质量通病防治手册

目录第一节盾构始发、到达质量通病防治 (1)1、端头加固质量差 (1)2、盾构托架变形 (2)3、盾构反力架变形 (3)4、盾构进洞时姿态突变 (4)5、盾构出洞段轴线偏离设计 (5)6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失 (6)第二节盾构掘进质量通病防治 (7)1、盾构掘进轴线偏差 (7)2、盾构施工过程中隧道上浮 (8)3、运输过程中管片受损 (9)4、浆液质量不符合要求 (10)5、注浆浆管堵塞 (11)6、盾构过量地自转 (11)7、盾构后退 (12)8、盾尾密封装置泄漏 (13)9、盾构施工过程中地面冒浆 (14)10、盾构切口前方地层过量变形 (15)第三节管片拼装质量通病防治 (15)1、圆环管片环面不平整 (16)2、管片环面与隧道设计轴线不垂直 (17)3、纵缝质量不符合要求 (18)4、圆环整环旋转 (19)5、连接螺栓拧紧程度没达到标准要求 (20)6、管片碎裂 (21)7、错缝拼装管片碎裂 (23)8、管片环高差过大 (24)9、管片椭圆度过大 (25)第四节盾构隧道防水施工质量通病防治 (26)1、管片结构渗漏水 (26)2、管片接缝（环缝、纵缝）渗漏水 (27)3、管片注浆孔渗漏水，压浆孔周围混凝土有钙化斑点 (29)4、接缝螺栓孔渗漏水 (30)5、洞门渗漏水 (31)盾构篇第一节盾构始发、到达质量通病防治盾构始发是关系到洞门防水及隧道施工质量的重要工序，必须严格控制，确保精度以保证后续盾构掘进的施工质量。

盾构始发常见质量通病及防治措施如下:1、端头加固质量差现象：端头加固区域地面出现裂纹或裂缝；洞门加固区域严重渗漏水；起重设备在端头加固区域作业时地面出现不同程度塌陷等。

原因分析：（1）桩身垂直度不够、加固体不连续；（2）不同地层中加固的施工参数选择不合理；（3）端头周边降水施工不到位；（4）抽芯后未灌砂浆密实；预防措施：（1）充分考虑端头加固的时间，盾构始发前要预留检测后的补充加固时间，如果是连续墙或挖孔桩、钻孔桩，端头加固最好和围护结构一起施工；（2）加固方案的审查、加固工艺的确定，要根据地质条件、周边环境影响、盾构机型式等因素综合评价方案和工艺的经济性、安全性；（3）加固过程的检查，确保加固过程工艺参数的合理性和桩身的垂直度；（4）抽芯检验，竖直抽芯和水平抽芯对孔位、深度、连续性、抗渗性等检验；（5）抽芯检验后及时灌浆回填，对检验不合格的加固区域进行补充加固处理；治理方法：对于存在质量缺陷的端头，及时采取补充加固处理，以保证满足盾构始发或者到达要求。

2、盾构托架变形现象：在盾构进出洞过程中，盾构托架发生位移、变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线。

原因分析：（1）盾构托架的安装精度不够，中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行，盾构在上纠偏产生了过大的侧向力；（2）盾构托架的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；（3）盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与托架轴线产生较大夹角，致使盾构托架受力不均匀；（4）对盾构托架的固定方式考虑不周，固定不牢靠；预防措施：（1）盾构托架安装时中心夹角轴线要与隧道设计轴线方向一致，当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时，考虑盾构托架沿隧道设计曲线的割线方向放置，割点取洞口内侧面处；（2）托架安装完成后要校验托架的标高等，确保安装精度；（3）托架整体的强度和刚度要能克服进出洞段盾构机穿越加固土体所产生的作用力；（4）合理控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与盾构托架中心夹角轴线保持一致。

（5）盾构托架的底面与始发井（到达井）的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求；盾构托架的侧面要与始发井（到达井）的侧墙固定牢固。

治理方法：（1）先停止推进，对已发生变形破坏的构件分析破坏原因，进行相应的加固。

对需要调换的部件，先将盾构支撑加固牢靠，再调换被破坏构件；（2）盾构托架变形严重，盾构在其上又无法修复和加固时，只能采取措施使盾构脱离托架，创造工作条件后对托架作修复加固。

3、盾构反力架变形现象：在盾构进洞过程中，盾构反力架发生位移、变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线，负环管片及后续管片拼装点位偏差较大、管片环向发生扭转。

原因分析：（1）盾构反力架的安装精度不够，反力架钢环面与隧道设计轴线不垂直，盾构在掘进产生了过大的压力；（2）盾构反力架的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；（3）盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与反力架垂直度不够，与其轴线产生较大夹角，致使盾构反力架受力不均匀；（4）对盾构反力架的固定方式考虑不周，固定不牢靠；预防措施：（1）盾构反力架安装时反力架钢环环面与盾构掘进方向垂直，环面中心轴线与隧道设计轴线保持一致，确保反力架安装精度；（2）反力架整体的强度和刚度要能克服进洞时盾构机穿越加固体所产生的作用力；（3）在推进过程中合理控制盾构的总推力，且尽量使千斤顶合理编组，使反力架均匀受力；（4）对反力架的各构件进行强度、刚度校验，对受压支撑件一定要作稳定性验算。

各连接点采用合理的连接方式保证连接牢靠，各构件安装要定位精确，并确保电焊质量以及螺栓连接的强度。

治理方法：先停止推进，对已发生变形破坏的构件分析破坏原因，进行相应的加固。

4、盾构进洞时姿态突变现象：盾构进洞后，最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差，影响了隧道的有效净尺寸。

原因分析：（1）盾构进洞时，由于托架中心夹角轴线与推进轴线不一致，盾构姿态产生突变，盾尾使在其内的圆环管片位置产生相应的变化；（2）盾尾进洞时管片在脱出盾尾后，与洞门处土体间的空隙未及时地填充饱满，在重力的作用下产生沉降；预防措施：（1）盾构始发托架要设计合理，使盾构下落的距离不超过盾尾与管片之间的空隙；（2）将进洞段的负环与零环管片之间，在其上半圈的部位用槽钢相互连结，增加隧道刚度；（3）在最后几环负环管片拼装时，注意对管片的拼装螺栓及时复紧，提高抗变形的能力；（4 ）进洞前调整好盾构姿态，使盾构标高略高于托架标高。

治理方法：在洞门密封钢板未焊接以前，在下落的管片6点位处注浆，纠正误差。

5、盾构出洞段轴线偏离设计现象：盾构出洞推进段的推进轴线上浮，偏离隧道设计轴线较大，待推进一段距离后盾构推进轴线才能控制在隧道轴线的偏差范围内。

原因分析：⑴洞口土体加固强度太高，使盾构推进的推力提高。

而盾构刚出洞时，开始几环的后盾管片是开口环，上部后盾支撑还未安装好，千斤顶无法使用，推力集中在下部，使盾构产生一个向上的力矩，盾构姿态产生向上的趋势；⑵盾构正面平衡压力设定过高导致盾构正面土体拱起变形，引起盾构轴线上浮；⑶未及时安装上部的后盾支撑，使上半部分的千斤顶无法使用，将导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线；⑷盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。

预防措施：⑴正确设计出洞口土体加固方案，设计合理的加固方法和加固强度。

施工中正确把握加固质量，保证加固土体的强度均匀，防止产生局部的硬块、障碍物等；⑵施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压；⑶及时安装上部后盾支撑，改变推力的分布状况，有利盾构推进轴线的控制，防止盾构上浮现象；⑷正确操作盾构，按时保养设备，保证机械设备的完好。

治理方法：⑴施工过程中在管片拼装时加贴楔子，调正管片环面与轴线的垂直度，便于盾构推进纠偏控制；⑵在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏，改善推进后座条件；⑶用注浆的办法对隧道作少量纠偏，便于盾构推进轴线的纠偏。

6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失现象：进出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧地面大量沉降。

原因分析：⑴洞口土体加固质量不好，强度未达到设计或施工要求而产生塌方，或者加固不均匀，隔水效果差，造成漏水、漏泥现象；⑵在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后，盾构未及时靠上土体，使正面土体失去支撑造成塌方；⑶洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失；⑷洞门密封装置强度不高，经不起较高的土压力，受挤压破坏而失效；⑸盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响；⑹进洞时未能及时安装好洞圈钢板；⑺进洞时土压力末及时下调，致使洞门装置被顶坏，大量井外土体塌入井内。

预防措施：⑴洞口土体加固提高施工质量，保证加固后土体强度和均匀性；⑵洞口封门拆除前充分做好各项进、出洞的准备工作；⑶洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈。

密封圈涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；⑷在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体，在相应位置设计可调节的构造，保证密封的性能；⑸盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置，及时地将洞口封好；⑹盾构将进入进洞口土体加固区时，要降低正面的平衡压力。

治理措施：⑴将受压变形的密封圈重新压回洞口内，恢复密封性能，及时固定弧形板，改善密封橡胶带的工作状态；⑵对洞口进行注浆堵漏，减少土体的流失。

第二节盾构掘进质量通病防治盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序，要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合，并确保管片圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形。

盾构掘进阶段常见质量通病及防治措施如下:1、盾构掘进轴线偏差现象：盾构掘进过程中，盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线，影响成环管片的轴线。

原因分析：（1）盾构超挖或欠挖，造成盾构在土体内的姿态不好，导致盾构轴线产生过量的偏移；（2）盾构测量误差，造成轴线的偏差；（3）盾构纠偏不及时，或纠偏不到位；（4）盾构处于不均匀土层中，即处于两种不同土层相交的地带时，两种土的压缩性、抗压强度、抗剪强度等力学性能不同；（5）盾构处于非常软弱的土层中时，如推进停止的间歇太长，当正面平衡压力损失时会下沉；（6）拼装管片时，拱底块部位盾壳内清理不干净，有杂质夹杂在相邻两环管片的接缝内，就使管片的下部超前，轴线产生向上的趋势，影响盾构推进轴线的控制；（7）同步注浆量不够、二次补浆不及时或浆液质量不好，泌水后引起隧道沉降，而影响推进轴线的控制；（8）浆液凝固时间过长使隧道在大的推力作用下引起变形。

预防措施：（1）正确设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，减少超挖与欠挖现象，控制好盾构的姿态；（2）盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站；（3）发现盾构姿态出现偏差时及时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进；（4）盾构处于不均匀土层中时，适当控制推进速度，多用刀盘切削土体，减少推进时的不均匀阻力。

采用向开挖面注入泡沫或膨润土的办法改善土体，使推进更加顺畅；（5）当盾构在极其软弱的土层中施工时，掌握推进速度与进土量的关系，控制正面土体的流失；（6）拼装拱底块管片前对盾壳底部的垃圾进行清理，防止杂质夹杂在管片间，影响隧道轴线；（7）在施工中按质保量做好注浆工作，保证浆液的拌合质量和注入的方量。