盾构管片生产中气泡和裂缝的防治

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”。

绿色环保建材DOI :10.16767/j .cnki .10-1213/tu .2020.011.005盾构管片生产中气泡和裂缝的防治措施探讨刘成虎中国水利水电第七工程局有限公司摘要：随着现代化城市建设的持续推进，我国的地铁工程 飞速发展，盾构法在地铁施工中的应用越发广泛。

作为隧道预 制衬砌环的基本组成部分，盾构管片的质量与隧道施工质量密 切相关。

在生产盾构管片的过程中，最常遇到的问题便是表面 的气泡以及收缩裂缝，这两大通病会严重影响管片的抗滲能力 与抗压强度，而且还增加了后期的修补工作量。

本文分析了盾 构管片在生产过程中气泡产生和脱模后裂缝的形成原因，继而 探讨了有效地处理措施。

关键词:地铁施工；盾构管片；通病；气泡；裂缝；措施 1引言盾构法是隧道重要的施工方法，优势是掘进速度快、安全性 高，适应性好，几乎可以满足任何土质的施工要求。

管片主要有 普通环与通用环两种类型，一环由6片或者9片管片组成，管片 之间可以用弯螺栓连接也可以用直螺栓连接。

尽管不同的常见 生产管片的工艺有所区别，但生产流程基本一致，主要采用两种 模式，一种是固定模生产，另一种是流水线模生产。

钢筋在定位 胎具焊接成型钢骨架，由振动台震动成型,通过自动温度控制系 统进行蒸汽养护。

在管片的生产过程中，多种因素都能影响生 产质量，比如生产技术、管理水平、员工的技能水平、生产设备可 靠程度等。

如何提高管片质量，减少气泡与裂缝,是目前闲扰厂 家的主要问题。

2盾构管片气泡与裂缝的形成原因分析2.1气泡的形成原因(1)在搅拌混凝土过程中会自然而然地形成气泡，在振捣棒的挤压下，气泡逐渐聚集、变大，其中一部分气泡会经混凝土的 表面排出，而还有一部分气泡没有随着振捣而排出，主要存在于 混凝土的切割端面或者构件靠模的侧面。

(2)混凝土的配合比与坍落度密切相关，坍落度大，说明混 凝土的含水fit 较多;坍落度小，则说明混凝土中的水分较少。

气 温、生产工艺等因素均会对混凝土的坍落度产生影响，原则上， 除了结合水之外，混凝土中的水分越少越好。

浅析地铁管片生产过程中裂缝的成因与预防措施摘要:城市轨道交通建设中盾构法施工工法的大量使用,对地铁衬砌管片质量也明确提出了更高的要求。

身为盾构工程建设中最主要的混凝土预制品,管片担负着隧道构造安全与防水的最主要功能,直接影响着地铁隧道的安全性、耐久性。

本篇主要根据管片制造的实践经验,简单阐述了管片制造过程中质量的管控措施。

关键字:地下铁路管片;生产过程;裂缝引言城市地铁具有交通的舒适度、安全、便捷性和准时度等一系列优势,在全国的大中城市中获得了普遍的使用,并成为了当前缓解市民公共交通出行问题的一种主要手段,而盾构技术也是在铁路施工和城市轨道工程施工过程中广泛应用的一种技术,具备了机械化水平高、实施时比较安全、对周围建筑物干扰较少、路基下沉低等一系列的技术优势。

但在具体的施工中,也具有一定的缺点,因为管片会产生错台、裂缝、漏水和渗水等影响工程质量的问题,这当中以管片的裂缝所产生的影响最为普遍。

本篇将就管片在实际施工过程中产生裂纹这一现象,进行如下的阐述。

1.管片在生产过程中发生开裂的特征混凝土管片表面产生裂纹,大致出现在砼管片制作工艺中的两个时期。

其中管片在脱模以后的施工过程中,在砼管片的外弧面很容易产生裂纹出现,而且这些裂纹都可以透过肉眼直接观测到。

还有一种阶段是指管片产品出厂以后的搬运、拆卸和安装的过程中产生的裂缝。

通常在管片出厂以前生产商就已经对管片进行质量检查,但一般产品出厂以后由于搬运产生的裂缝比较小,不容易被发觉,在使用过程中也易被忽视,而且这种细小裂缝在一旦遭遇外部压力以后又会很快扩展为更大的裂缝痕，容易引发安全事故。

此外，有的裂缝甚至可以渗穿到了管片的保护层,水气通过裂缝渗入混凝土里的钢筋上，引起钢筋锈蚀，钢筋锈蚀后膨胀造成混凝土破坏会严重威胁到了轨道交通运营的安全。

2.造成管片开裂的原因2.1模具设备原因钢模的制造工艺中,对管片钢模板的要求相当严格,而且必须具有良好的密封性。

当混凝土注入准备好的模具中时释放巨大的热量,并产生周围的水汽外散,进而使混凝土中的水在混合的过程中迅速地扩散,并聚集在管片的一侧产生气泡,从而导致拆模成型后的管片上产生大量气泡孔洞,严重地危害管片的质量安全。

大直径泥水盾构隧道管片开裂防治措施探究发布时间：2023-03-22T01:43:58.383Z 来源：《工程建设标准化》2023年1期作者：胡锡鹏[导读] 结合具体工程案例，从管片生产制造、盾构现场掘进及运营三个方面分析导致管片局部开裂问题的原因，讨论有效应对管片开裂现象的措施，包括加强管片构件生产质量的控制、加强防水材料的控制、安装过程严格控制、管片螺栓复紧、盾构现场掘进参数控制、为管片角部增设U形筋、及时治理缺陷问题等，希望能从理论层面上给同行实践带来一些帮助。

胡锡鹏中交隧道工程局有限公司江苏，南京 211100摘要：结合具体工程案例，从管片生产制造、盾构现场掘进及运营三个方面分析导致管片局部开裂问题的原因，讨论有效应对管片开裂现象的措施，包括加强管片构件生产质量的控制、加强防水材料的控制、安装过程严格控制、管片螺栓复紧、盾构现场掘进参数控制、为管片角部增设U形筋、及时治理缺陷问题等，希望能从理论层面上给同行实践带来一些帮助。

关键词：泥水盾构；大直径；管片开裂；成因分析；防治方法引言大直径的泥水盾构项目建设过程中要配置使用自重较大、体积庞大的管片，这种构件的运输、储存及现场组装操作难度均处于较高水平，并且受本体构造及外界施工环境等诸多因素的影响作用，增加了管片局部破损与开裂的风险[1]。

管片开裂经常会带来较明显的渗漏水问题，直接降低隧道外部施工效果，造成管片现场安装质量不符合工程质量设计要求，还会给隧道后期运营埋下隐患因素，故而加大管片开裂问题的防治力度具有很大现实意义。

1工程概况某通道工程盾构隧道建设时运用的管片内径13.3m，外径4.5m，环宽2.0m，厚度600.0mm，配置运用双面通用型楔形环，楔形量达到48.0mm，运用了“7+2+1”分块部署模式，错缝拼装。

管片运用C60高性能耐腐蚀砼，抗渗等级达到P12。

斜螺栓可靠连接环、纵缝。

经现场调查发现，盾构始发时段管片角部12环～25 环出现了程度不一的破损问题。

盾构施工时管片产生裂缝处理的原因及对策提纲：一、盾构施工时管片产生裂缝的原因分析二、盾构施工时管片产生裂缝的处理方法探讨三、化学充填剂防止管片裂缝出现的有效性分析四、管片接口处的特殊施工措施及其防止管片裂缝出现的实效性分析五、盾构施工过程中规范化操作的重要性一、盾构施工时管片产生裂缝的原因分析概述：随着盾构施工的不断深入，管片在施工过程中越来越容易出现裂缝，影响管片及整个工程的质量和进度，因此对于盾构施工时管片产生裂缝的原因进行深入分析显得尤为重要。

1、机械因素：盾构施工过程中机械故障、加劲板调整不及时等因素可能导致管片产生裂缝。

2、地质因素：地层情况、地质变化等因素，对于盾构施工过程中管片产生的裂缝也具有很大的影响。

3、盾构机梁之间的连接处的渐进收敛：在盾构施工过程中，因为盾构机梁之间的连接处发生变形，导致管片产生了拉裂现象，增大了管片发生裂缝的可能。

4、施工过程中温度变化造成量变：盾构施工过程中由于加固体的硬化、边界热膨胀等因素也可能对管片产生裂缝，同时温度变化还会对管片的尺寸和水泥的物性产生影响。

5、其他因素：差异测量、材料的强度等因素都可能影响管片的质量、精度和强度，从而导致其出现裂缝。

二、盾构施工时管片产生裂缝的处理方法探讨概述：对于盾构施工过程中出现裂缝的处理措施是盾构施工过程中的重要环节，合理的处理方法可以有效的避免损失。

1、加固处理：盾构施工时，通过加固板、加固筋等措施将管片的承载能力加强，从而避免了其继续产生裂缝。

2、抢修处理：裂缝出现后，及时对管片进行抢修处理是避免其出现更严重问题的必要措施，包括局部加固、堵缝、填充裂缝等措施。

3、更换处理：在管片裂缝出现较为严重或质量不能得到保证的情况下，考虑对其进行更换的处理方法。

4、强化管子接口处：加强管子接口处采用新型的施工工艺、材料等措施进行强化处理，有效地避免了管子接口处位裂缝现象的发生。

5、设备优化改造：对于运行不良的盾构机进行优化改造，增加控制技术，提高运行性能和精度。

盾构施工时管片产生裂缝处理的原因及对策
盾构施工中，管片可能会产生裂缝的原因有很多：
1. 土壤结构不均匀或力学性质变化导致应力集中。

2. 盾构机刀盘调整不当或故障，切削块大小不一。

3. 管片的制造工艺问题，如裂纹、缺陷等。

4. 管片质量问题，如强度不足，材料不均匀等。

为了解决管片裂缝问题，需要采取以下措施：
1. 掌握地质情况，准确定位风险区域，加强监测和预警，及时采取措施。

2. 加强管片的制造工艺和质量控制，确保管片的完好性。

3. 增强管片的抗裂强度，采用高强度材料和良好的设计结构。

4. 适当控制盾构机的机械性能，合理设置切削厚度和速度。

5. 监测和记录裂缝的发展情况，及时采取修缮措施。

总之，管片裂缝对管道工程的影响很大，需要采取合理的预防和处理措施。

盾构管片预制过程中混凝土裂缝防治要点分析摘要：盾构管片施工过程中出现裂缝会对后续施工质量产生直接的影响，而裂缝问题是实际施工过程中很容易遇到的问题，针对此文章分析了裂缝防治的相关内容。

关键词：盾构法；管片预制；混凝土裂缝1、前言天津地铁11号线一期工程于2019年4月中标，计划2023年10月试运营，根据国家、天津市相关要求，结合本工程实际情况，由于工程工期较紧，盾构施工集中，拟自建管片厂，供给本项目各个区间的管片需求，确保管片生产和供应满足工程施工节点目标。

在管片预制过程中控制盾构管片质量是施工的重点所在，如果管片脱模之后出现了收缩裂缝等质量问题，就需要及时进行修补。

这样不仅影响了管片质量，而且也降低了管片生产进度。

进而对于工程整体效果也带来了负面影响。

因此要在管片混凝土预制过程中加强现场管理、采取技术措施，避免裂缝的产生。

2、裂缝成因2.1温度因素温差是预制管片产生裂纹的主要原因之一，管片浇筑成型后，由于释放出大量的水化热，混凝土内部会膨胀，但表面仍处于收缩状态，因此管片内外会产生较大的温差和拉伸应力，从而产生裂缝。

而且混凝土初凝前强度不高，更容易产生裂缝。

如果温差较大，则裂纹的宽度和深度将随之变大。

此外，管片同时还受外部温差影响，也会导致裂纹出现，如昼夜温差较大等。

因此，需要注意温度对裂纹的影响，并防止裂纹的发生。

2.2收缩裂缝在混凝土的早期施工过程中，必须注意适当的碱含量，并严格按照相关规范制定配合比，否则在侧面的凹槽中会出现裂缝。

如果碱含量过高，则表面易于碳化和收缩，从而导致出现裂纹，因此，为防止此类裂纹的发生，对进入现场的所有地材加大频次检测，从源头把关。

早期的混凝土强度低，因此必须在浇筑后及时有效地覆盖，为防止水分蒸发，体积缩小等，如果没有及时遮盖并暴露在风和日光下，则很容易在管片的外表面上引起裂纹。

空气温度、湿度和风速也都是影响裂纹的因素。

如果混凝土的表面温度高，则会发生水分流失，从而导致干燥裂缝，湿度太低时也可能会出现裂纹，如果混凝土遇到强风，将会加剧裂缝的出现。

盾构施工时管片产生裂缝的原因及对策摘要:管片作为盾构隧道的主体结构,其开裂必将造成隧道的质量问题,并最终影响地铁隧道的使用寿命;本文通过对隧道管片在盾构掘进施工时产生裂缝原因的分析,并提出相应的对策对指导施工具有重要意义关键词:盾构隧道管片开裂防治措施随着社会经济的发展城市人口增多、规模变大现有的城市交通已经不能满足城市发展的需要.经济发达的城市开始修建地铁盾构施工技术普遍应用于地铁工程中;盾构法施工的隧道衬砌方式有两种:单层装配式衬砌和多层混合式衬砌;在盾构施工中.主要采用单层装配式衬砌.衬砌为钢筋混凝土管片构成盾构隧道的主体结构承受四周土体的荷载;1盾构施工过程中出现的管片开裂盾构掘进施工过程中隧道管片在盾构机千斤顶反作用力及同步注浆压力和周围土体的压力作用下部分管片出现裂缝裂缝的位置主要位于隧道中部以上其中隧道拱顶占多数;管片裂缝为纵向裂缝有两种类型:1.1前开裂裂缝从管片前端开裂并向后延伸见图I,主要集中在隧道拱顶位置;1.2后开裂裂缝从管片后端开裂并向前延伸见图2,此类裂缝主要在隧道的两腰部位或偏上位置;2管片开裂的原因分析盾构隧道管片为钢筋混凝土结构其开裂主要为受力不均或受力过大所造成;在施工过程中,管片的受力状态与所考虑的不完全一致盾构机掘进过程中管片承受着千斤顶顶力盾尾密封刷的作用力和衬砌背后注浆的浆液压力等在这些荷载的相互作用下使盾构管片出现了不同的受力特征;通过对现场观察了解结合其它地铁工程中的经验造成管片出现上面开裂现象的主要原因可能有如下几种: 2.1盾构机千斤顶总推力较大作用于管片上的力是造成管片开裂的最基本因素其中盾构推进过程中总推力过大是致使管片开裂的最直接原因;目前,国内地铁盾构隧道施工中,淤泥质粘土层中总推力为8000~12000kN;细砂土地层中总推力为12000~15000kN,当总推力过大时,对于养护不好并且配筋小的管片则有可能开裂;2.2管片环面不平整造成管片环面不平整主要有:管片制作精度误差管片纠偏时贴片不平整;盾构机推进时各区的千斤顶推力大小不等管片之间的环缝压缩量不一致等原因;因管片环面不平整盾构机千斤项作用于管片上将产生较大的劈裂力矩造成管片开裂如图3所示;2.3千斤顶撑靴损坏或重心偏位盾构机通过千斤顶作用于管片上向前掘进.在千斤顶与管片接触处设置撑靴以减少管片压力,撑靴损坏后管片局部压力增大造成管片损坏或出现裂缝;在盾构掘进过程中已拼装的管片中心线与盾构机本身的中心线重合为理想状态但在实际施工中两条轴线存在偏差千斤顶的中心没有作用在管片环的中心上,造成管片偏心受压见图4;2.4盾构机姿态控制与线路曲线段不匹配管片是在盾构机尾部内进行拼装,拼装完成后隧道管片在盾构机内部的长度约为2.3m管片外侧的空隙为5cm,盾构机在曲线段掘进时盾构机的姿态变化与管片的姿态变化不一致,盾尾密封刷挤压管片造成开裂见图5;3管片开裂应对措施从现场观察分析,造成管片开裂的原因不是单一存在的而是几种原因集中在一起.因此在防止发生管片开裂的措施要综合考虑;针对上述原因需从以下几个方面采取措施:1盾构机在砂层掘进时.应加注泡沫剂.防止土仓内积“泥饼“减小推进扭矩和总推力同时防止推进速度过快;2严格管片制作时的质量控制,减少管片的制作精度误差;在施工过程中保证贴片位置的准确性盾构掘进完成后,检查上一环管片的环面平整度;3检查千斤顶撑靴对出现损坏的及时更换;4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控制盾构机的每环纠偏量,防止盾构机轴线与隧道管片的轴线间的夹角过大和管片四周盾尾间隙不均匀;1.竺维彬.鞠世健.盾构隧道管片开裂的原因及相应对策fJl.现代隧道技术20032梁仲元、陈俊生、莫海鸿、竺维彬.广州地铁盾构施工阶段管片开裂原因初探J.广州土木与2004。

地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措摘要：盾构管片作为隧道的主要自防水结构和受力构件，其质量是地铁隧道结构安全和耐久性的可靠保证。

预制钢筋混凝土管片常见的质量缺陷主要有裂缝、管片产生气泡等。

针对这些质量问题，进行深刻分析，并提出了相应的解决方案和规避措施。

关键词：地铁盾构管片;外观质量缺陷;控制举措引言：盾构管片属于薄壳结构，配筋特殊，质量要求高，存在外观质量问题。

因此，相关工作人员必须分析裂缝、气泡等常见外观质量缺陷的原因，并严加控制，采取具有针对性的防范措施，为提高盾构隧道建设质量夯实基础。

1地铁盾构管片常见外观质量缺陷的相关因素1.1裂缝的原因（1）混凝土原材料质量不合格引起的裂缝。

混凝土所用的各种原材料质量不合格，如水泥稳定性差、砂石含泥量过大等，在混凝土浇筑后会因各种不良反应导致表面裂缝。

另外，砼配比设计不当，如水灰比大、水泥用量超标或外加剂掺量不当等都会在一定程度上影响砼的抗拉强度而导致出现开裂现象。

（2）砼施工质量控制不当导致的裂缝。

首先，砼振捣施工中，作业人员操作不规范，振捣时间过久以致盾构管片表面浮浆厚度超标，浮浆自收缩率过大而引发自收缩裂缝；其次，砼初凝后未及时打开盖板实施抹面作业，以致管片外弧面存在多余的浮浆层产生较大收缩而引发外弧面开裂；最后，砼硬化过程中，受水化热影响导致砼内部热量大，若未采取有效的外部保温措施，则会因较大的内外温差而形成温差裂缝。

（3）砼完工后养护不到位导致的裂缝。

首先，管片振捣后未及时养护，管片表面砼水分过快蒸发而导致出现龟裂；其次，蒸养结束后过早接触外界空气，以致管片外表面水分急剧蒸发，与砼内部相比外表面收缩过大而出现开裂现象。

1.2管片产生气泡的原因粗细骨料级配不当，针状颗粒较多，不符合规范要求；混凝土施工时，混凝土用水量过大，导致水灰比大；减水剂用量过多使混凝土粘度过高，增加了排气难度；脱模剂选择不当，脱模剂涂抹不均匀，有露珠水痕、脱模剂未吸收即浇筑混凝土；混凝土振捣不到位、浇筑厚度过厚。