李玲：盾构隧道管片上浮原因分析
浅谈盾构施工过程中管片上浮原因分析及处理
浅谈盾构施工过程中管片上浮原因分析及处理作者：王彪来源：《城市建设理论研究》2013年第40期摘要：加强盾构隧道管片上浮控制是确保隧道线型符合设计要求和隧道建筑限界的关键，本文主要对盾构掘进过程中管片产生上浮的现象、原因进行了分析研究，并提出了控制措施。
关键词：盾构；管片上浮；原因；措施Abstract: strengthening of shield tunnel segment buoyancy control is to ensure that the tunnel line conform to the requirements of the design and the key of tunnel clearance, this paper segments in the shield tunneling process, this paper analyzes the buoyancy of the phenomenon, causes, and the control measures are put forward.Key words: shield; Segments floating; The reason; measures中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)盾构隧道施工过程管片上浮是比较普遍的现象，因此，控制管片上浮、确保隧道线型符合设计要求，是盾构隧道施工的重要环节。
对于管片上浮，国内外进行了广泛的分析与研究，引起管片上浮的原因包括：地质条件、壁后注浆、管片接头形式、盾构姿态、隧道坡度、盾构直径、隧道覆土厚度等。
但多是根据具体工程经验，分析管片上浮的具体原因或单一原因。
管片上浮是多种因素作用的结果，本文主要从以下几个方面分析了管片上浮的原因。
一、管片上浮的因素分析1、管片上浮的外部条件1.1衬背环形建筑空间盾构机的切削刀盘直径D与隧道衬砌管片的外径d有一定的差值，即△D = D-d 。
浅谈盾构隧道施工管片上浮的控制
浅谈盾构隧道施工管片上浮的控制摘要：盾构隧道管片出现连续上浮的问题，进行了原理分析和技术讨论，并针对成都地铁一号线三期南段土建2标地铁隧道施工过程所出现的管片上浮范例展开讨论，其中着重以区间地层全断面中风化砂岩地质作为特例，实际施工过程，区间地下水量丰富，并普遍受地下裂隙水制约影响。
关键词：盾构施工；富水地层；管片上浮；掘进参数控制；同步注浆：预防措施1隧道工程概况广州路站～兴隆湖站区间位于成都市天府新区蜀州路西侧,线路出广州路站后向南行进,下穿货运外绕线、鹿溪河泄洪通道及蜀州路下穿隧道后接入兴隆湖站。
区间主要位于中风化砂岩层及中风化泥岩层。
区间隧道采用单层管片衬砌，材料为钢筋混凝土。
管片内径5400mm、外径6000mm，厚度为300mm。
采用六分块方案：三块标准块，两块邻接块，一块封顶块。
封顶块拼装时，径向先搭接2/3再纵向推入1/3。
管片组合方式为直线环+左右转弯环，拼装方式为错缝拼装。
管片接头采用弯螺栓。
1.1地质概况区间主要位于中等风化泥岩、砂岩，偶夹砾岩：紫红色、灰白色、灰红色夹青灰色、灰黄色，中～厚层状，砂岩呈砂状结构，部分地段泥质成份略重，泥岩呈泥质结构，钙质胶结，砾岩呈碎屑结构，钙质胶结，节理裂隙较发育，岩芯呈柱状、短柱状，砂岩、砾岩质地硬，锤击声脆。
泥岩普遍含钙质团块及灰绿色粉砂质条带。
部分地段差异风化明显，本次钻探未揭穿。
根据室内试验，天然极限抗压强度4.81～58.50MPa，标准值16.56MPa。
其中，砾岩岩质坚硬，天然极限抗压强度最大值达58.50 MPa，天然饱和极限抗压强度最大值达33.67 MPa。
1.2水文地质（1）地表水本段工程线路主要穿越的河流有鹿溪河、人工湖、堰塘、沟。
地表河流均属川西平原岷江水系，具丰富的地表径流，是本地区地下水与地表水之间相互转换的主要途径和渠道。
（2）地下水根据成都地区区域水文地质资料和已建工程水文地质勘察资料，按照各段不同的地下水赋存条件，沿线地下水主要有三种类型：一是赋存于粘土层之上的上层滞水，二是第四系孔隙水，三是基岩裂隙水。
盾构管片错台及上浮处理
盾构管片错台及上浮处理8月31日在下行线盾构掘进第32环完成时，隧道从25环到32环共计8环管片突然全部发生不同程度的错台。
经过测量确认最大错台量接近2.5cm（27mm），此8环管片相对于原拼装位置均发生了不同程度的上浮其最大上浮量为7cm（27环）。
1原因分析（1）我部对现场管片拼装质量每环都有专门的值班人员进行现场检查，当时25至31环在拼装完成后检查结果均满足规范要求，且螺栓均进行了2次复紧。
局部出现突然性的错台，而且主要集中在隧道底部，可以确定隧道管片在底部应该受到较大的外力作用，造成管片上浮错动，初步分析可能在此区段存在岩层裂隙（中山西路站底板施工过程中就出现过岩层突水的情况），地下水通过裂隙及水头压力进入隧道底部，从而造成较大的浮力，造成管片错台。
因为当盾构向前掘进出该区段后，后续管片就再未出现错台超限的情况，另外原来错台的管片发生了回弹，错台情况有回落的趋势，可能是盾构向前掘进后地层内的空间变大该区段的应力集中得到了释放。
2管片浮力计算选取下行线26环管片附近的地层作为计算的对象。
该段掘进区域内的地层主要有细砂、圆粒、强风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩。
地下潜水位表面局隧道顶部距离约为5.85m左右。
图2-1 下行线第26环附近地层剖面图对于盾构隧道拼装的管片， 主要受到浮力及其自重的影响。
对单位长度管片进行计算，盾构隧道管片所受浮力按照隧道排出的水的体积计算：2-1管片自重：2-2可见，管片混凝土自重小于其所受浮力，当管片处于地下水中时会出现上浮的现象。
同时，隧道同步注浆浆液采用单浆液，初凝时间需8~10小时，低强度浆液不仅无法对管片提供约束， 相反管片可视为浸泡在液体之中而提供了上浮力。
（2）部分管片壁后注浆量不够，富水砂砾层稳定性较差，且水=228.9F gV kN 浮22()F=134.2354D d kN混压较高，盾尾壁后注浆腔口容易被外界砂砾石给堵塞，给注浆带来一定的难度，所以在下行线掘进期间，同步注浆系统常出现堵管等问题，使得浆液不能及时充填管片间隙。
关于盾构管片上浮、中线偏差、管片破裂问题分析及解决方法简介
关于盾构管片高程偏差、管片破裂原因及解决方法简介2012年9月11日作者：风流无情在盾构隧道过程中，最容易出现的问题是盾构姿态问题。
中线偏差，以及高程偏差。
我自己认为中线偏差一般不会出现什么过大的偏差，这个以后再论。
从8月16日大连地铁某区间左线始发到现在80环处，前后两次出现高程偏差较大，而且伴随着管片破裂。
通过这两次管片姿态测量和对管片破损程度的观察，认为造成这种现象的根本原因是管片拼装问题。
从根本上来说，管片破裂其实就是力学问题，管片之所以会破裂，是因为他所受的力超过了其最大强度，从而导致管片破裂。
此次破裂有几个特点，一、管片破裂主要沿左侧连续破裂；二、左侧管片错台严重，错台现象为管片中间凸起而两边平整；三、管片破裂伴随着管片上浮；四、中线偏差基本正常首先，我从力学方面分析。
管片受力破坏有如下几个原因；一、因液压千斤顶推力过大而导致破裂；二、液压千斤顶两侧推力差较大，导致管片偏心受压，从而导致推力小的管片内侧因挤压而破坏；三、由于盾尾间隙过小，管片脱离盾尾时，由于盾尾刷的挤压而破坏；四、管片拼装成为鸡蛋形状，管片左侧受拉，右侧受压。
当盾构机掘进时，根据单轴抗压分析，受拉的管片极易破碎，从而导致管片边角以及边崩裂。
第一第二两种情况可以从盾构机推进参数上直接得出，无需多讲，而第三种情况也可通过每一环掘进完后用钢尺量出气盾尾间隙。
关键是第四种情况的分析，管片为何能拼装成如此形状。
第一种情况通过量测盾尾间隙基本排除，因为盾尾间隙左侧大而右侧小，随着管片拼装左侧有增大局势，右侧有减少局势，而管片连续破碎是在左侧。
且管片两侧盾尾间隙之和在减小，这种情况只能说明一点管片拼装成了椭圆形。
要是椭圆形，那么管片不会只有一侧破裂，而且是盾尾间隙较大的一侧，且是连续破裂。
所以，还有另一种可能，就是拼装成了如图1.我自己认为拼成这种图形的起因是右侧某一块标准块朝外有个角度，也就是右侧在人为因素下拼装成外八字，而左侧管片在右侧拼装成外八字前提下被动的被一环一环的拉长，从而造成管片左侧的连续错台，而且是管片两侧必须压低中心凸出，管片左侧整体受拉的情况。
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施发表时间：2019-04-11T11:41:16.627Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：肖政伟[导读] 摘要：主要依托大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间富水硬岩地层施工，结合其他盾构隧道施工经验，通过对地质特性、盾构掘进姿态、浆液性能及注浆工艺等造成管片的上浮原因进行了详细的分析并给出了相应的过程控制方法与事后处理措施，成功地控制管片上浮，确保了成型隧道质量。
中国水利水电第五工程局有限公司四川成都 610000摘要：主要依托大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间富水硬岩地层施工，结合其他盾构隧道施工经验，通过对地质特性、盾构掘进姿态、浆液性能及注浆工艺等造成管片的上浮原因进行了详细的分析并给出了相应的过程控制方法与事后处理措施，成功地控制管片上浮，确保了成型隧道质量。
关键词：盾构隧道，富水硬岩，管片上浮，应对措施1前言管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题，管片上浮会直接导致管片破裂、管片拼装困难及防水隐患等工程质量问题，因此，管片上浮控制是确保隧道线型符合设计要求、满足隧道建筑界限及保障成型隧道质量的关键。
以大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间富水硬岩地层施工为背景，对盾构掘进过程中管片产生的上浮现象、原因及施工对策进行了分析研究，并从多方面提出了针对性措施，为制定控制管片上浮的措施提供参考和依据。
2工程概述大连地铁2号线工程西安路站～交通大学站盾构区间工程右线长1648.262m，左线长1707.939 m。
盾构区间平面线路出西安路站后沿南北向向南，通过半径为300m的曲线转入偏东西方向，再通过半径450m曲线接入黄河路，到达交通大学站。
右线隧道从始发井至中间风井均穿越中风化钙质板岩，中间风井至交通大学主要穿越强、中风化辉绿岩，局部为中风化钙质板岩。
左右线隧道全隧顶板均在水位线以下，全隧穿越地层节理裂隙发育，地下水类型主要为基岩裂隙水，主要赋存于中风化岩层中，略具承压性，水量丰富。
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施
8 8 丨工程机械与维修
及 时 填 充 空 隙 ，就 会 出现管片上浮现象。 2 . 3 衬砌背后注浆质量
对 管 片 衬 砌 结 构 进 行 壁 后 注 浆 时 ，随着注浆压力提高上 浮 现 象 也 逐 渐 明 显 。衬 砲 背 后 注 浆 主 要 目 的 有 三 ：一是防止 地 层 变 形 ，二 是 确 保 管 片 受 力 均 匀 和 变 形 的 稳 定 ，三是提高 随道的抗渗性。及时填充管片背后环形建筑空隙是解决管片 位 移 的 关 键 。管 片 脱 出 盾 尾 后 ，管片一边受到 盾 尾 的 约 束 不 能 上 浮 ，另一边受到凝固的壁后注浆的约束也不能上浮。管 片 脱 出 盾 尾 后 ，若 同 步 注 浆 压 力 不 足 或 者 注 浆 强 度 不 能 达 标 ， 管片在浆液浮力作用下仍会产生上浮现象。 2 . 4 掘进参数及姿态控制
大 量 的 蛇 形 运 动 增 加 了 盾 构 前 进 的 “抬 头 ”及 “栽 头 ” 现 象 ，同 时 过 量 超 挖 形 成 了 一 定 空 间 。有 关 文 献 131研究表 明 ：一 般 在 软 岩 地 层 中 管 片 上 浮 较 小 ；在 黏 土 、硬质地层 中 隧 道 上 浮 较 大 。通 常 地 下 水 发 育 的 硬 质 地 层 ，下坡处的 管片上浮现象往往更加明显。 2 . 2 管片与围岩间建筑空隙
盾 构 法 隧 道 的 管 片 成 型 安 装 质 量 的 好 坏 ，直接影响到 随 道 线 型 是 否 满 足 设 计 轴 线 和 建 筑 界 限 的 要 求 m 。盾构施 工 过 程 中 会 受 地 质 、水 、同 步 浆 液 等 因 素 的 影 响 ，管片脱 出 尾 盾 后 ，经 常 会 发 生 管 片 向 上 位 移 现 象 ，即所谓的管片 上 浮 |21。管 片 上 浮 会 造 成 成 型 姿 态 超 限 ，严重时影响线路 设 计中隧道的高程、走 向 和 净 空 ，同时增加施工成本。
盾构隧道施工阶段管片上浮的力学分析
材料与设备
盾构隧道施工的主要材料包括管片、衬砌、防水材料等。其中，管片是盾构 隧道施工的关键组成部分，通常由混凝土或钢筋混凝土制成，具有较高的强度和 耐久性。在施工过程中，管片需要与盾构机配合使用，通过拼装成环来形成隧道 的主体结构。
盾构机是盾构隧道施工的核心设备，主要由刀盘、盾构壳、拼装机等组成。 在施工过程中，盾构机的刀盘切削土体，盾构壳保护开挖面，拼装机则负责将管 片拼装成环。此外，还需要通风设备、给水设备、起重设备等辅助设备来完成盾 构隧道施工。
参考内容
一、引入
盾构隧道是一种常见的地下工程建设形式，其隧道衬砌通常由一系列管片拼 接而成。管片接头作为隧道衬砌的关键部位，其抗剪力学性能直接关系到隧道的 稳定性、安全性和使用寿命。因此，研究盾构隧道管片接头抗剪力学性能具有重 要意义。
二、抗剪力学性能分析
盾构隧道管片接头抗剪力学性能主要包括抗剪承载力和剪切变形两个方面。 抗剪承载力是指管片接头在受到剪切力作用时所能承受的最大荷载，是评价接头 性能的重要指标。而剪切变形则反映了管片接头在受到剪切力作用时的变形程度， 其大小直接影响着隧道的整体稳定性。
研究方法
本次演示采用实验模拟与数值分析相结合的方法，对铁路盾构隧道管片结构 接缝的力学行为进行研究。首先，通过实验模拟获取管片接缝在不同荷载条件下 的变形、开裂、疲劳等性能数据；其次，利用数值分析方法对实验结果进行深入 分析，探讨管片接缝力学行为的规律和特点；最后，结合实际工程实践，对实验 结果进行验证和应用。
4、改进管片连接方式：采用更加可靠的连接方式，提高管片的整体性和稳 定性，降低上浮的可能性。
5、增加止水措施：在掘进过程中加强止水措施，降低地下水压力对管片的 作用。
结论
盾构隧道施工阶段管片上浮是一个常见的力学现象。为了解决这一问题，可 以通过优化掘进参数、加强地表沉降控制、增加管片配重、改进管片连接方式和 增加止水措施等手段来降低管片上浮的可能性。在施工过程中，需要综合考虑各 种因素，制订合理的施工方案，以确保工程质量。
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施
盾构隧道管片上浮原因分析及应对措施作者：张智勇来源：《价值工程》2018年第06期摘要：地铁盾构施工时的管片上浮问题非常棘手，难以处理。
本文依托长沙地铁盾构区间管片上浮的问题，从水文地质情况、盾构作业影响、管片后压浆等方面进行原因分析及研究，并针对性地提出了控制管片上浮的处理措施及施工对策。
Abstract： The problem of the pipe float-up during subway shield construction is very tricky and difficult to handle. Based on this problem of Changsha Metro， the reasons are analyzed and studied from the aspects of hydrogeology， the influence of shield operation and grouting after the segment of the shield， and some treatment and construction measures are put forward.关键词：地铁；盾构施工；管片上浮；原因研究；控制措施Key words： metro；shield construction；pipe float-up；cause study；control measures中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）06-0143-030 引言地铁盾构掘进施工过程中，管片上浮问题比较突出，部分项目甚至严重到需设置调坡以适合线路设计，造成了较大的工期及经济损失。
为了确保地铁隧洞线型满足设计及保证工程质量，需将管片上浮位移量控制在规定的合理范围内。
盾构掘进时管片的上浮主要是因为管片抗浮能力不足所引起，管片上浮问题受到多种复杂因素的影响，包括水文地质、工程地质、掘进工法及工艺措施、管片构造、管片后压浆等。
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１３ ６
２３
６８～０９１ ０
缓和曲线
１３ ７
２４
６２～０８７ ０
缓和曲线
１３ ８
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５７～０９０ ０
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１４ ０
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１４ ４
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１６ ４
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７０～０９００ 缓和曲线
１７９
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１８９
１０２ ６０～０７５０ 缓和曲线
１９０
１０３ ６０～０７５０ 缓和曲线
从上表的数据可以分析总结出如下：（忽略人为因素和其他影响）
在直线段，管片上浮最大值为 １２㎜１，最小值为 ２１㎜，综合稳定范围为 ６０
１１７
６５
５７～０８９０ 直线
１１８
６６
６５～０９００ 直线
１１９
６５
６０～０８７０ 直线
１２０
６３
４８～０７８０ 直线
１２１
６０
４５～０８００ 直线
１２２
６０
５０～０７００ 直线
（７）（８）１２６ １２７
３７ ２１
５８～０８１０ 直线 ５６～０８７０ 直线
７５～０８５０ 缓和曲线
１６１
７
７５～０８５０ 缓和曲线
１６２
２
６０～０８００ 缓和曲线
对上表三种地层下管片上浮的情况进行比较：在〈７〉岩石强风化带和〈８〉
岩石中等风化带地层交接处，管片上浮的情况最严重，平均上浮值为 ３８．㎜９＞
３０ｍ；ｍ在〈７〉地层中，管片上浮值最小，平均上浮值为 １２㎜＜３０ｍ；ｍ且在〈７〉
6
段掘进时，尽量消除各组千斤顶的推力差。在均匀的地质条件时，保持所有油缸 推力一致，在软硬不均匀的地层掘进时，根据不同地层在断面的具体分布情况， 遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧推进油缸的推力适 当减小的原则。
⑵、当发现管片上浮速率偏大时，应停止推进，减小推力亦即减小上浮的分 力 Ｆ１，使之小于管片的自重力，并利用管片的自重力使管片下沉，可作为控制 管片上浮的首选措施。
上软下 硬地层
１２８ １６４ １７１
３１ ４０ ３５
５７～０９１０ 直线 ５１～０７８０ 缓和曲线 ５３～０８１０ 缓和曲线
１７２
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５７～０８２０ 缓和曲线
１７３
４０
５５～０８７０ 缓和曲线
１７４
４５
７５～０９００ 缓和曲线
１７６
４０
７０～０９００ 缓和曲线
2
等都能影响管片的上浮。尤其在上软下硬地层中，管片上浮情况最为严重。由于
存在相对的软硬情况，容易引起前一管片的上浮！具体情况可见下表的数据：（下
列表格数据来源于广州市地铁三号线客大盾构区间左线隧道的第 93～206 环管
片的施工记录）
地质
〈８〉
〈７〉 〈８〉 〈７〉
环号 管片上浮（㎜） 盾构机推力（ｔ） 线路特征
的反作用力导致后一管片相对下沉（与后面的变坡点计算类似）。
⑶、隧道的线路特征
隧道的线路特征在一定的程度上也会影响管片上浮。具体影响程度如下表
数据：
地质
环号 管片上浮（㎜） 推力（ｔ） 线路特征
９３
１２１ ５４～０８６０ 直线
９４
１１７ ５４～０８３０ 直线
１０２
１１４ ５５～０８３０ 直线
⑶、及时同步注浆及二次注浆。 ①浆体的要求 ａ、具有能充分填满间隙的流动性； ｂ、注入后必须在规定的时间内硬化，一般在硬土地层凝固时间控制在 ３～４ 小时内为好； ｃ、保证管片与周围土体的共同作用，减少地层扰动； ｄ、具有一定的强度，浆体 ２８天抗压强度在 ２～２．５Ｍ以ｐ上ａ； ｅ、产生的体积收缩小； ｆ、受到地下水稀释不引起材料的离析等。 ②注浆一定要及时、足量。 ③及时二次注浆。双液浆的凝固时间＜３０～４０最ｓ佳。 ⑷、封水 ①注浆饱满，封住后方管片背后来的水。 ②分区，也就是每隔十环注一次双液浆截水。 ⑸、螺栓进行二次复紧，提高管片整体抗拉浮能力。 可通过三次紧固来实现：在盾壳内（拼装时）进行第一次紧固；脱离盾尾
地层持续掘进越久，管片上浮可完全得到控制（线路特征相同和推力相差不大的
情况下）。
⑵、管片在受力的情况下上浮
在盾构施工中，管片在克服自重的情况下才有可能上浮，也就是管片所受
力的向上分力必须大于自重。
①盾构机千斤顶的推力与管片的环向轴力不平行时，向上的分力克服重力
就引起管片的上浮。另外，当盾构机千斤顶上下推力差过大时，形成的反力偶也
地下水的浮力为 Ｆ＝１０×０９０．×８（２３－０）＝．２６．１×９１５０５Ｋ２Ｎ，管片的重力为 Ｇ＝２．５
×８×９．８＝１×．１９０５Ｋ６Ｎ。Ｆ＞Ｇ，地下水的浮力引起管片上浮。
4
③相邻管片之间的相互作用力。当从新拼管片 Ｂ传递过去的力不垂直后一
管片 Ａ的环面时（掘进方向为 Ａ→Ｂ），也可能导致管片的上浮。同时，前一管片
1
达到稳定值的 ２／３第，二天上浮值为稳定值的 １／～４１／３到，第三天、第四天管片就 不再有上升的趋势，逐步稳定下来。
⑸、从其他方面，比如注浆不饱满且水大时；上下千斤顶推力差过大时； 螺栓未拧紧时；受浆液性质的影响时；管片由于螺栓的影响而自身带有的特性等 都或多或少的会引起管片的上浮。
4、管片上浮的原因 结合在广州三号线客大盾构区间的施工经验，可从以下四个方面来分析管片 上浮的原因 ⑴ 、同步注浆不饱满，从而存在上浮空间 本工程拟采用一台德国 ＨＥＲＲＥＮＫ公Ｎ司Ｅ设Ｃ计Ｈ与Ｔ制造的φ６２５０复ｍ合ｍ式 盾构机进行施工。盾构机设备总长为 ７３ ，ｍ刀盘的外径设计为 ６２８０，ｍ。ｍ盾构 区间圆形隧道（管片）外径６．０，ｍ内径 ５．４，ｍ管片厚度 ３００，ｍ管ｍ片宽度 １．５，ｍ 分块数为 ６块（管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成）。盾构机与 管片之间存在着 １４㎜０的建筑空隙，如果同步注浆不饱满，使管片外侧与土层之 间的间隙没有及时有效地充填，就必然出现管片上浮的空间。 其次，在同步注浆不饱满时，地层土软硬不同，产生的管片上浮情况也不同。 一般情况下，软地层不容易上浮，而硬地层却有空间导致管片上浮。这是因为在 掘进过程中，对于软地层，上部松软地层土的自稳性差，会因为自重、存在空隙 而有相对的下沉，从而使因注浆不饱满造成的管片和土层之间的剩余空隙基本消 失。硬地层由于自稳能力强，完整性好，能很好的控制自身沉降。再者同步注浆 采用凝结时间为 ５ｈ～７ｈ的砂浆，使管片有足够的上浮空间和时间，且地层越硬， 管片上浮的情况越严重。 另外，土层软硬不均现象，包括软硬交接面的倾斜度、长度、上覆土层情况
㎜～６５㎜＞３０ｍ，ｍ超限；缓和曲线段的管片上浮最大值为 １０㎜３，最小值为 ２２
5
㎜，综合稳定范围为 ３２㎜～４０㎜＞３０ｍ，ｍ超限。 另外，在隧道线路的变坡点、反坡点，特别是在曲线最低点，管片上浮的情
况更为严重 。从下图（以变坡点为例）可以看出：作用于 Ａ管片的总推力 Ｆ通 过传递作用于 Ｂ管片，并与 Ｂ管片的轴线成一个夹角。由 Ｆ产生的分力 Ｆ１是促 使管片上浮的主要原因。当 Ｆ１≥Ｇ时，管片就开始上浮。而且夹角越大，分力就 越大，由此而产生的上浮情况就越严重（掘进方向是从 Ａ→Ｂ）。
盾构隧道管片上浮原因分析及控制措施
1、前言 在盾构掘进中，管片上浮是一个非常棘手、非常令人头痛的问题。造就一 条外观完美、曲线圆滑的好隧道，控制管片上浮是我们地铁建设中的重中之重。 2、管片上浮的限制与危害 管片上浮是指管片脱离盾尾后,在受到集中应力后产生向上运动的现象。《规 范》规定盾构掘进中线平面位臵和高程允许偏差为±50mm。管片拼装偏差控制 为±50mm。隧道建成后，中线允许偏差为高程和平面为±100mm，且衬砌结构 不得侵入建筑限界。由此推算管片上浮允许值与盾构姿态、管片姿态密切相关， 因此均应限制在±30mm以内才能保证不侵限，并使管片外侧得到均匀的注浆回 填。 管片上浮的危害：一是造成盾构隧道的“侵限”。二是在管片的端面产生剪 切应力，造成管片的错台、开裂、破损和漏水，降低管片结构的抗压强度和抗渗 压力。 3、管片上浮的环境特征 ⑴、从地层地质情况来看，管片在硬地层 ﹤８﹥岩石中等风化带，﹤９﹥岩 石微等风化带容易上浮，且地层越硬上浮情况越严重。其次，在上软下硬地层中 引起的管片上浮也比较严重。 ⑵、从线路特征来看，在变坡点、上坡段、反坡点，尤其是在竖曲线的最 低点，管片上浮比较严重。 ⑶、从管片上浮影响范围来看，一般是 10～１５环连续出现上浮情况。 ⑷、从管片上浮的速率和快慢来考虑，在开始上浮的第一天，数值一般可以
３５
５３～０８１ ０
缓和曲线
１７ ３
４０
５５～０８７ ０
缓和曲线
１７ ４
４５
７５～０９０ ０
缓和曲线
１７ ６
４０
７０～０９０ ０
缓和曲线
１７ ７
３３
７０～０９０ ０
缓和曲线
１５８
２０
７０～０８７０ 缓和曲线
１５９
１６
７０～０８７０ 缓和曲线
１６０
１５
层中的﹤５－﹥１，﹤５－﹥２，﹤６﹥，﹤９﹥是不透水层至微透水层，岩体中基本无
水，可视为隔水层，﹤７﹥，﹤８﹥是基岩强风化、中等风化层，为弱～中等透水
层，渗透系数 ０．１～１０．２２，ｍ隧／道ｄ洞身地下水不甚丰富。