盾构施工中常见问题分析及防治措施
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1.盾构始发时怎样避免盾构机头扎头?始发推进后,在盾构抵达撑子面及脱离加固区时由于盾构下半部土体受到扰动,承载力降低容易出现盾构叩头现象。
应抬高盾构始发姿态,盾构机机头在安置时应设置一个仰角.在掘进过程中头部周期性下降产生原因:盾构机在推进过程中,由于泥土仓实际土压力值低于理论值,使盾构机头部周期性地下降。
造成盾构机“磕头”。
处理方法:实际操作中,应使泥土仓土压力值略高于理论值,并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂,改良开挖面的土体。
施工过程中要根据隧道的埋深、所在位置的土层状况和地层变形量等信息的反馈,对土压力设定值、推进速度和注浆量等施工参数及时地进行调整。
2.在盾构过程中如何解决机身滚动问题?盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的.解决方法是1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩.2)及时注浆,确保注浆量,采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。
3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。
3.盾构过程中产生泥饼问题?盾构机在粘性土层中施工时,由于粘性土具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点,使得粘性土体粘附在刀盘上。
被刀盘从开挖面上切削下来的粘土,通过刀盘渣槽进入泥土仓后,在泥土仓上压力的作用下容易被压实固结,首先将刀盘支撑臂中心充满填实,并很快地堵死了刀盘中心的渣槽,使刀盘中心正面的土体不能通过中心刀渣槽进入泥土仓,而是在刀盘挤压力的作用下从刀盘四周的渣槽进入泥土仓.逐渐地,整个泥土仓内全部被压实固结的土体充满并堵塞。
当刀盘继续旋转切削土体时,固结土体的刀盘和开挖面土体之间产生很大的摩擦力,相互摩擦产生大量的热量,刀盘温度不断升高,使刀盘和泥土仓内的土体不断地被烧结固化,最终在刀盘和整个泥土仓内形成坚硬的“泥饼”。
“泥饼”形成后,刀盘扭矩和盾构机推进阻力均迅速增大,螺旋输送机无法出土,盾构机不能往前推进。
盾构施工中常见问题分析及防治措施盾构施工过程中,管片上浮、管片错台、管片渗水三类问题是严重影响成型管片的质量与美观。
本文结合施工过程中,对管片错台、管片上浮、管片渗水产生原因加以分析,并提出相应防治措施,以提高盾构隧道的使用效果和延长隧道使用寿命。
一、管片上浮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置和高程允许偏差为±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。
1、上浮的原因及分析结合在合肥轨道交通一号线望湖城至葛大店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。
(1)同步注浆不饱满,从而存在上浮空间盾构区间圆形隧道(管片)外径6.0m,内径5.4m,管片厚度300mm,管片宽度1.5m,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150㎜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。
1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。
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。
(2)过量超挖盾构机在掘进过程中的隧道轴线与理论轴线有一定的差值,在掘进过程中时时在调整盾构机的姿态,盾构机走的线形是“蛇形”。
盾构施工过程质量通病原因及预防一、引言盾构施工是现代化隧道掘进方法之一,具有高效、快速、安全等优势。
然而,在实际施工过程中,常常会出现一些质量问题,影响施工进度和工程质量。
本文将针对盾构施工过程中常见的质量通病,分析其原因,并提出相应的预防措施。
二、质量通病及原因分析1. 土层塌方原因分析:土层塌方是盾构施工过程中常见的质量问题之一。
主要原因包括:- 地质勘察不准确:对地质条件的了解不足,未能准确预测土层的稳定性。
- 施工参数设置不当:施工过程中,盾构机的推力、刀盘转速等参数设置不合理,导致土层塌方。
- 施工操作不规范:施工人员对盾构机的操作不熟练,未能掌握正确的施工技术,导致土层塌方。
预防措施:- 加强地质勘察:在盾构施工前,进行详细的地质勘察,准确评估土层的稳定性,为施工提供可靠的地质数据。
- 合理设置施工参数:根据地质条件和盾构机的性能特点,合理设置推力、刀盘转速等施工参数,确保施工的稳定性和安全性。
- 加强施工人员培训:对施工人员进行系统培训,提高其盾构机操作技术,确保施工操作规范、准确。
2. 盾构机故障原因分析:盾构机故障是影响施工进度和质量的重要因素。
常见原因包括:- 设备老化:盾构机长时间使用,设备老化,导致故障频发。
- 设备维护不当:对盾构机的维护保养不到位,未能及时发现和解决潜在问题。
- 配件质量问题:盾构机配件质量不过关,容易出现故障。
预防措施:- 定期检修维护:对盾构机进行定期检修和维护,及时更换老化的零部件,确保设备的正常运行。
- 严格配件质量控制:选择优质的盾构机配件供应商,确保配件质量过关,减少故障发生的可能性。
- 建立完善的维修保养制度:制定维修保养计划,明确责任人和时间节点,确保设备的长期稳定运行。
3. 土层沉降原因分析:土层沉降是盾构施工过程中常见的质量问题之一。
主要原因包括:- 施工参数设置不当:盾构施工过程中,推力、刀盘转速等参数设置不合理,导致土层沉降。
- 土层变形过大:由于地下水位变化、地质构造变动等原因,土层发生较大变形,导致沉降。
盾构法施工质量通病及防治(二)第二节盾构掘进盾构掘进是盾构法隧道施工旳重要工序, 要保证隧道旳实际轴线和设计轴线相吻合, 并保证管片圆环拼装质量, 使隧道不漏水, 地面不产生大旳变形。
1、土压平衡式盾构正面阻力过大1.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难和地面隆起变形。
1.2、原因分析⑴盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通;⑵盾构正面地层土质发生变化;⑶盾构正面遭遇较大块状旳障碍物;⑷推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压;⑸正面平衡压力设定过大;⑹刀盘磨损严重。
1.3、防止措施⑴合理设计进土孔旳尺寸, 保证出土畅通;⑵隧道轴线设计前, 应对盾构穿越沿线作详细旳地质勘查, 摸清沿线影响盾构推进旳障碍物旳详细位置、深度, 以使轴线设计考虑到这一状况;⑶详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数;⑷常常检修刀盘和推进千斤顶, 保证其运行良好;⑸合理设定平衡压力, 加强施工动态管理, 及时调整控制平衡压力值。
1.4、治理措施⑴采用辅助技术, 尽量采用在工作面内进行障碍物清理, 在条件许可旳状况下, 也可采用大开挖施工法清理正面障碍物;⑵增添千斤顶, 增长盾构总推力。
2、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大2.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难。
2.2、原因分析⑴泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大;⑵盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通;⑶盾构正面地层土质发生变化;⑷盾构正面遭遇较大块状旳障碍物;⑸推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压。
2.3、防止措施⑴严格控制泥水质量, 精确设定泥水平衡压力、推进速度等施工参数, 同步保证泥水输送系统旳正常运行;⑵详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整平衡压力设定值、推进速度等施工参数, 同步配制与土质相适应旳泥水;⑶在盾构穿越沿线做好详尽旳地质勘查, 事先清除障碍物或调整设计轴线;⑷常常检修推进千斤顶, 保证其运行良好。
盾构施工过程质量通病原因及预防盾构施工是一种高效、快速的地下工程施工方法,但在实际施工过程中,常常会遇到一些质量问题。
这些问题不仅会影响工程的安全和质量,还会给项目带来巨大的经济损失。
本文将从盾构施工过程中常见的质量通病入手,探讨其原因,并提出相应的预防措施。
首先,盾构施工过程中常见的一个质量通病是地层塌陷。
地层塌陷是指在施工过程中,地层发生不稳定而导致坍塌的现象。
造成地层塌陷的原因有很多,其中一个重要的原因是地质勘探不足。
在盾构施工前,必须对地下地质进行详细的勘探,了解地层的性质和变化规律。
只有在充分了解地质情况的基础上,才能选择合适的施工方法和采取相应的支护措施,以防止地层塌陷的发生。
其次,盾构施工过程中常见的另一个质量通病是隧道变形。
隧道变形是指在施工过程中,隧道断面形状发生变化的现象。
造成隧道变形的原因有很多,其中一个重要的原因是施工参数的选择不当。
施工参数包括盾构机的推进速度、刀盘转速、注浆压力等。
如果这些参数选择不当,就会对地层施加过大的力量,导致隧道变形。
因此,在盾构施工前,必须根据地质情况和工程要求,科学合理地选择施工参数,以确保施工的安全和质量。
此外,盾构施工过程中还常常会遇到其他一些质量问题,如管片开裂、接缝不密等。
造成这些问题的原因也各不相同,但可以总结为两个方面:一是施工工艺不当,二是施工材料不合格。
盾构施工是一个复杂的过程,需要严格按照设计要求和工艺规范进行操作。
如果施工人员操作不当,就会导致管片开裂、接缝不密等问题的发生。
另外,施工材料的质量也是影响工程质量的重要因素。
如果使用的材料不合格,就会对工程的安全和质量造成严重影响。
因此,在盾构施工过程中,必须加强对施工工艺和材料的控制,确保其符合相关标准和规范。
为了预防盾构施工过程中的质量通病,可以采取以下措施:一是加强地质勘探工作,充分了解地下地质情况,为施工提供可靠的基础数据。
二是科学合理地选择施工参数,根据地质情况和工程要求,确定合适的推进速度、刀盘转速等参数。
盾构工程施工中重点难点及主要应对措施概述盾构工程是一种在地下施工的工程方式。
由于盾构工程施工环境狭小,施工过程中会出现一些重点难点问题,因此需要采取一些有效的应对措施,以确保工程的施工质量。
提高开挖质量在盾构工程施工中,开挖是一个非常重要的环节,同时也是施工中的主要难点之一。
开挖质量的高低,直接决定了盾构隧道施工的质量和进度。
要提高开挖质量,可以采取以下措施:•采用先进的掘进工具和设备,在保证安全的前提下提高效率,确保开挖质量;•严格按照设计要求进行施工,避免出现错误的开挖方案;•根据不同地层环境,采取不同的开挖方式。
处理地层困难在盾构工程中,地层环境复杂多样,有时会遇到地层困难问题,如地质结构复杂、随时有泥水突入等。
为了有效应对这些地层困难,可以采取以下措施:•在施工前,进行详细的地质勘探,尽力预测可能遭遇的地层困难,为应对提供基础;•采用先进的掘进工具和设备,在困难地层中穿越地面;•根据不同的地质环境,采取差别化的支护设计和措施。
提高盾构机设备的运行效率盾构工程中盾构机的运行效率直接影响工程施工进度。
因此,需要采取以下措施,提高盾构机运行效率:•对盾构机进行养护维护,避免设备故障和停机时间的增加;•制定详细的运输计划,严格按计划运输备件和材料,确保盾构机运行没有中断。
解决安全问题盾构工程中安全问题是不可忽视的问题。
为了确保盾构工程施工安全,可以采取以下措施:•制定详细的安全计划,对施工现场安全进行全面的检查和监督;•采用经验丰富、技术过硬的施工人员,保障施工过程的安全;•强制执行安全检查制度,发现问题及时整改和解决。
盾构工程施工中的难点问题多种多样,但只要采取科学有效的应对措施,就能顺利完成工程施工。
因此,必须重视施工过程中的实际情况,根据具体情况采取正确的解决方案,为工程的顺利实施提供坚实的保障。
盾构机施工中的风险分析与应对策略一、引言盾构机作为一种先进的地下施工设备,广泛应用于隧道、管道等工程的建设中。
然而,在盾构机施工过程中,一些风险和隐患也时常出现,可能导致工期延误、工程质量下降甚至损失人员生命安全。
为了确保盾构机施工的安全和有效进行,本文将对盾构机施工中的风险进行分析,并提出相应的应对策略。
二、盾构机施工中的风险分析1. 地质风险:地下地质情况的不确定性是盾构机施工中的重要风险源,包括岩土层的稳定性、断裂带和地下水位等问题。
如果地质风险得不到有效处理和防范,可能导致盾构机卡钻、坍塌等事故。
2. 设备故障:盾构机作为复杂的机械设备,其各个部件的正常运行对于施工的顺利进行至关重要。
设备故障可能导致施工的暂停、工期延误和维修成本的增加。
3. 安全管理风险:盾构机施工需要有经验丰富、高素质的施工人员进行操作和管理。
如果安全管理不到位,可能导致人员伤亡和事故发生。
4. 施工质量风险:盾构机施工的质量问题可能会导致隧道的稳定性和使用寿命出现问题,严重影响工程的安全性和可持续性。
5. 环境保护风险:盾构机施工会产生大量的噪音、振动和废水等对环境的影响,如果不加以控制和治理,可能导致环境的破坏和污染。
三、盾构机施工中的应对策略1. 在施工前进行详细的地质勘察,了解地质情况,制定相应的施工方案和风险评估,采取合适的地质处理措施,如加固岩土层、处理断裂带和降低地下水位等。
2. 做好设备的定期检修、维护和保养工作,加强对盾构机设备状态的监测和管理,及时处理设备故障,确保设备的可靠运行。
3. 设立专职安全管理团队,建立完善的安全管理制度,制定详细的安全操作规程,加强安全宣传教育,实施严格的安全监控,确保施工过程中的人员安全。
4. 引入国际标准和先进技术,加强施工质量的监控和检验,建立质量控制体系,严格执行质量验收标准,确保盾构机施工的质量。
5. 按照环保法规要求,制定合理的环境管理措施,控制噪音、振动和废水等对环境的影响,加强环境监测和治理,保护周边生态环境。
盾构施工中常见问题分析及防治措施随着城市的不断拓展和市场的不断扩大,盾构工程日益受到重视,成为城市建设中的重要组成部分。
然而,在盾构施工过程中,也时常会出现一些问题,如何有效地分析和解决这些问题,是保证盾构工程进展顺利和安全的关键之一。
本文将对盾构施工中常见问题进行分析,并提出相应的防治措施。
1. 盾构机故障盾构机是盾构施工中不可或缺的设备之一。
然而,在实际施工中,盾构机故障是比较常见的情况。
盾构机故障可能导致施工进度延误、安全事故等问题的发生。
1.1 故障原因•设备故障:盾构机本身设计出现缺陷或部件损坏等。
•操作不当:盾构机的操作人员在操作过程中出现失误或者质量不合格等问题。
•环境因素:如地质情况不稳定、施工区域的气候环境等因素均有可能导致盾构机故障。
1.2 防治措施•设备保养:对盾构机进行定期维护和保养,预防盾构机本身的故障。
•员工培训:对盾构机操作人员进行专业培训,提高员工的专业技能和操作水平,减少操作不当造成的故障。
•环境管理:对施工环境进行科学合理的管理,结合具体环境类型进行不同的措施,提高施工效率的同时减少盾构机故障的发生。
2. 施工质量问题盾构施工质量是工程质量的重要组成部分。
若施工质量存在问题,则会直接影响到工程安全和工程质量。
2.1 问题原因•施工人员技能不足:盾构施工需要相应的专业技能和经验,如果施工人员对于施工过程中的技术要求不熟练,则很容易出现质量问题。
•环境因素影响:施工过程中,环境因素会对施工质量产生一定的影响。
•材料质量问题:质量不达标的材料会对施工质量产生影响。
2.2 防治措施•员工培训:加强员工技术培训,保障员工对施工过程的掌握和熟练操作,提高施工质量。
•严格现场管理:加强现场施工管理,对施工现场进行密切的监管和管理,确保施工质量。
•细化施工标准:建立规范的施工标准,明确施工过程中的每一个环节,严格按照标准进行操作,提高施工质量。
3. 安全事故问题盾构施工涉及到大量的工程设备,涉及到工人的安全问题,因此安全事故问题时刻不能忽视。
盾构施工目前存在的问题第一区域(井上)1.盾构队部分人员是新员工,尤其特工作业(门吊,电瓶车,司索等)部分为实习阶段,所以作业安全问题不可忽视,要加强关键岗位培训、学习及安全操作交底。
2.设备人员(机修,电工)大部分实习生或工作时间不长,设备的维保存在效率问题,应加强设备维保人员的力量,提高维保人员的技能以保证设备完好率。
3.地面场地存在盾构施工与主体施工交叉作业,所以应加强对地面人员交叉作业安全意识。
4.场地的文明施工要加强,尤其渣池处应添加防护,避免泥巴掉落在管片及场地上。
5.龙门吊问题a 大车限位器有时不灵敏,需进行纠正。
b 扁担两侧渣斗吊钩目前为钢板式,需进行更换成链条式。
c 扁担主钩目前为16吨的,需更换为45吨挂钩。
d 对门吊大车及小车限位,钢丝绳,刹车设备人员需定期检查其完好性,保证门吊的运输安全。
e门吊称重仪表读数不准确,需进行标定。
第二区域(井下)1.场地卫生及安全防护要加强。
2.加强水平运输及垂直运输的安全责任意识,进行特种作业岗位专项交底。
第三区域(隧道)1.操作手及土木工程师在岗时间不长,部分还在实习阶段,所以要经常进行培训学习,提高工作能力和管理能力。
对于操作手、土木工程师要实行导师带徒计划,由导师进行现场指导及理论学习相结合的培养方式,尽快让操作手成长起来。
定期对其进行培训,提高他们的安全,质量意识,对于关键量如:出土量,注浆量,土压,渣土改良等能够有效的把控。
在实际的管片选型过程中,我们要综合考虑盾尾间隙、油缸行程差以及错缝拼装等条件进行管片选型。
在选型过程中我们的目的是同时将盾尾间隙和油缸行程差调整至最佳状态,如果二者不能同时满足时,则优先考虑调整盾尾间隙。
管片选型是一项复杂的工作,因此管片选型者应熟悉管片的结构特点、线路情况、以及盾构机性能等,选择出最佳的管片类型,建造出完美的隧道。
目前只有一台盾构机下井,但后续还有两台即将陆续下井,以目前人员情况必定缺少很多,需要储备操作手及土木工程师,所以从现在开始要培养其他两台机操作手及土木工程师,提前了解地层情况与施工班组间的磨合,提高操作手在掘进过程中异常问题的警觉性和处理方式如:a油温上升快可能的原因:刀盘扭矩或推力过大,或设备系统故障(如冷却系统)应立即停机检查或调整掘进参数。
盾构施工中常见问题分析及防治措施盾构施工过程中,管片上浮、管片错台、管片渗水三类问题是严重影响成型管片的质量与美观。
本文结合施工过程中,对管片错台、管片上浮、管片渗水产生原因加以分析,并提出相应防治措施,以提高盾构隧道的使用效果和延长隧道使用寿命。
一、管片上浮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置和高程允许偏差为±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。
1、上浮的原因及分析结合在合肥轨道交通一号线望湖城至葛大店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。
(1)同步注浆不饱满,从而存在上浮空间盾构区间圆形隧道(管片)外径6.0m,内径5.4m,管片厚度300mm,管片宽度1.5m,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150㎜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。
1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。
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。
(2)过量超挖盾构机在掘进过程中的隧道轴线与理论轴线有一定的差值,在掘进过程中时时在调整盾构机的姿态,盾构机走的线形是“蛇形”。
当盾构机刀盘处于几种地层交错界面时,盾构机很容易产生“爬坡”和“栽头”现象。
同时,掘进过程中遇到下部地层硬,刀盘受到的阻力大于上部,刀盘转动切削土体过程中,极易造成上部相对软弱的土层过量切削甚至坍方,也会扩大管片与围岩间的建筑空间。
这些过量蛇形和过量超挖形成的空间为管片位移提供了又一可能的条件。
(3)同步浆液凝结时间较长同步注浆凝结时间较长,使管片有足够的上浮空间和时间。
管片自重:G=γ×Vc=25×8.05=201.3KN砂浆浮力:F=ρ×g×V=1.825×9.8×42.4=758.3KN式中:管片混凝土比重为:25KN/m³,方量为:8.05m³,一环管片所占空间体积42.4m³。
2一环管片在脱出盾尾后受到的力还包括:相临管环连接螺栓的约束力、推进油缸撑靴提供的竖向摩擦力。
实践表明这两个力不会超过400KN。
由此可以看出,在建筑空隙填充不饱满或浆液还处于液体状态的情况下,管片自重及另外的两个力无法克服砂浆的浮力,这就解释了在管片拼装初期隧道上浮位移发展较快的原因。
另外,盾构机的重量主要集中在前面的盾体,管片脱出盾尾后失去了约束,同时还受到周围围岩的作用,很容易引起管片的上浮。
若浆液凝结时间过长,必然造成管片的连续上浮,使累计上浮量偏大。
(4)盾构机的施工参数控制①掘进速度掘进速度的控制也直接影响到管片上浮的程度。
一般情况下在粘土层等较软的地层中掘进时,推进速度很快,同步注浆浆液就跟不上推进的步伐,造成管片外的建筑空隙充填不密实。
浆液也不能及时的提供一定的强度限制管片位移。
②各区千斤顶的油压盾构机在掘进过程中,特别是下坡段时,下部千斤顶推力大于上部千斤顶推力时,会出现向上的分力,该分力对管片上浮有很大的影响。
2、上浮的控制措施(1)及时优化同步注浆及二次注浆3①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2~2.5Mpa以上;②注浆一定要及时、足量。
③及时二次注浆。
双液浆的凝固时间小于30~40s最佳。
(2)合理控制好盾构姿态①各区油压的控制:在上坡段掘进时,适当增大盾构机下部油缸的推力;在下坡段掘进时,适当增大盾构机上部油缸的推力;在左转弯曲线段掘进时,适当增大盾构机右部油缸的推力;在右转弯曲线段掘进时,适当增大盾构机左部油缸的推力;在直线段掘进时,尽量消除各组千斤顶的推力差。
②掘进速度:一般以缓慢推进为宜,推进速度不大于50mm/min。
以确保管片在脱出盾尾后不会因浆液的问题而产生不稳定的位移。
③高程:通过和隧道设计轴线的比较,发现管片上浮较严重时及时的将盾构掘进高程降至设计轴线以下50mm,以此来抵消后续掘进的管片上浮值,使隧道轴线最大程度的接近设计轴线。
(3)螺栓及时进行二次复紧,提高管片整体抗拉浮能力。
(4)及时测量,做到早发现,早处理。
4二、管片错台管片错台是指管片拼装后同一环相邻管片或者相邻环管片之间内弧面不平整的现象,前者称为环向错台,后者称为径向错台。
《规范》中要求成型管片环向错台不能超过15mm;径向错台不能超过10mm。
管片错台不仅影响隧道的外观质量,而且会导致以管片破损、隧道渗漏、盾尾刷损坏等一系列严重问题。
1、管片错台的成因分析(1)管片拼装不规范管片拼装过程是控制管片错台至关重要的环节,管片拼装工人的操作熟练程度及责任心直接影响管片拼装完的成型质量。
例如:管片拼装前盾尾的杂物没有彻底清除;管片拼装顺序没有按照由下至上左右交叉的顺序;管片拼装没有均匀摆布,螺栓难以插入;管片拼装完成及管片脱出盾尾后没有及时将螺栓拧紧;K块强行插入;管片内翻外翻等不规范的管片拼装作业,是导致管片错台不可忽视的直接因素。
(2)管片上浮管片上浮有时可造成管片连续错台,尤其在合肥地质软弱地层中。
由于地层较软,有经验的盾构司机会加快掘进速度以帮助姿态控制,而壁后浆液往往因为初凝时间较长而产生大于管片自重的上浮力,此时如果没有立即采取防止隧道管片上浮的措施,隧道管片的上部就会发生连续的“叠瓦式”错台。
5(3)盾构机姿态控制不佳盾构机的掘进姿态控制是盾构施工技术的重点,盾构机的姿态变化直接影响到盾尾间隙的变化。
实际掘进时盾构机围绕设计轴线呈蛇形前进,如果盾构机的姿态控制不好,盾构机的运动轨迹波动幅度过大,盾尾因急纠、猛纠而产生较大的径向位移,而在连接螺栓的作用力下管片的空间形态已基本由上环管片所决定,这就必然导致管片与盾尾之间的间隙不均匀,甚至某个方向无间隙。
若盾尾间隙过小,盾尾的径向运动趋势将以力的形式通过盾尾刷传递给管片,从而导致盾尾前后的管片产生错台,甚至导致管片迎水面被盾尾刷挤压刮坏、盾尾刷磨损变形等问题,进而产生管片渗漏水,盾尾漏浆的等一系列质量问题。
(4)管片法面与盾构掘进方向不垂直在区间小半径曲线段掘进或盾构急纠转弯时,若管片楔形量不能满足管片转弯需求,通用管片全错缝拼装施工中K块选点错误,通缝、半错缝拼装施工中转弯环排版错误等,均会造成管片法面与盾构掘进方向不垂直。
盾构机向前掘进的推力是通过千斤顶作用在刚拼好的管片衬砌横断面上,如果盾构掘进方向与管片法面之间不垂直,则其作用于管片上的巨大反推力可分解为纵向和径向两个分力(如图1),纵向分力可通过管片衬砌横断面不断传递直至消散,而纵向分力大于管片间摩阻力、壁后浆液与地层作用等阻力时,将必然造成管片环缝错台。
6图1 盾构掘进推力分解示意图(5)盾尾未及时清理干净、螺栓未及时复紧管片安装时,在盾尾残留的渣土未清理干净,尤其是底部,有时是盾尾漏泥沙,清理困难,在此位置的某片管片很难就位,甚至螺栓难以插入,造成错台。
由于采用人工操作机械安装,安装时不按照规范要求,未调整好管片内环面平整度,引起错台。
管片安装完毕后,未采用保圆装置,以及管片螺栓未按照要求复紧造成错台。
2、管片错台的防治措施(1)规范管片拼装程序(2)有效控制管片上浮(3)盾构姿态平稳控制实际掘进时盾构机围绕设计轴线呈蛇形前进,姿态控制应做到,勤纠、缓纠,通过千斤顶分组控制、仿形刀适量超挖及铰接灵活运用等方式,在隧道轴线控制在设计允许偏差范围内前提下,尽量使盾构机掘进轨迹保持平顺,避免盾构机姿态突变。
盾构机掘进姿态调整与7纠偏应掌握下面几个原则: a、盾尾间隙控制为主,线型控制为辅;b、掘进过程中一次纠偏量不能过大,即油缸行程差不能过大,应控制在60mm以内;c、掘进过程中,各区力差不能过大,应控制在总推力的5%以内。
(4)保持管片法面与盾构掘进方向垂直在盾构施工过程中,应特别注意管片法面的调整,每环掘进完成后应及时量测管片法面并调整。
盾构机姿态、管片姿态与隧道设计轴线相重合在实际施工中几乎不可能,要保持管片法面与盾构掘进方向垂直同样几乎不可能,但及时对管片法面不断进行调整,就能使盾构机推力反作用于管片上的径向分力尽可能减小,进而有效减少、减小管片环缝错台。
(5)及时清理盾尾、复紧螺栓掘进一环过后,立即将盾尾的泡沫、浆液、水等杂物清理干净;管片拼装螺栓分三次紧固:第一次拼装过程时紧固;第二次拼装完成后紧固(未复紧不能进行下一环的掘进);第三次管片脱离盾尾复紧一次。
三、管片渗水目前,在建和投入运营的轨道交通隧道结构均普遍出现管片渗漏水病害。
通过调查发现,渗漏水主要集中在管片的环、纵拼接缝及手孔螺栓处。
在建设过程中若出现下列施工质量问题,则管片会出现不规则裂缝,地下水通过止水带间隙从管片接缝及手孔处流出。
81、管片渗水的原因分析(1)管片自身质量缺陷在管片生产过程中,设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷,管片拼装完成后,水从绕过密封垫,从水泡、气泡孔处渗漏进来。
(2)管片止水条脱落在拼装过程中,管片发生了碰撞,使止水条脱落或断裂,使密封垫没有形成闭合的防水圈。
(3)管片衬背注浆不饱满管片衬背注浆不饱满,若管片密封条贴合不密实,管片顶部积水,使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。
(4)盾构与管片的姿态不好盾构与管片的姿态不好,影响到管片的拼装质量,造成管片间错位,相邻管片止水带不能正常吻合压紧,从而引起漏水;(5)掘进过程中推力不均匀掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水;在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。
(6)管片拼装质量控制不严格管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水;拼装K 块时,K块密封条损坏,造成渗漏水;管片螺栓紧固不到位,造成管9片防水没有压实造成渗水,或管片螺栓紧固过早,导致管片整体未压实。