盾构法隧道管片衬砌结构耐久性设计的若干问题

盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究一、本文概述Overview of this article《盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究》这篇文章主要围绕盾构隧道衬砌管片结构的力学性能展开深入研究。

盾构隧道作为一种重要的地下交通设施，其安全性和稳定性对于城市建设和交通发展具有举足轻重的意义。

衬砌管片作为盾构隧道的重要组成部分，其力学性能直接影响到隧道的整体稳定性和使用寿命。

因此，对盾构隧道衬砌管片结构的力学性能进行试验和理论研究，具有重要的实践意义和理论价值。

This article mainly focuses on the in-depth study of the mechanical properties of shield tunnel lining segment structures, including experimental and theoretical research on the mechanical properties of shield tunnel lining segment structures. As an important underground transportation facility, the safety and stability of shield tunnels play a crucial role in urban construction and transportationdevelopment. As an important component of shield tunneling, the mechanical properties of lining segments directly affect the overall stability and service life of the tunnel. Therefore, conducting experimental and theoretical research on the mechanical properties of shield tunnel lining segments has important practical significance and theoretical value.本文首先通过对盾构隧道衬砌管片结构的详细分析，明确了其受力特点和主要影响因素。

盾构隧道结构耐久性问题思考
何川;封坤;孙齐;王士民
【期刊名称】《隧道建设（中英文）》
【年(卷),期】2017(037)011
【摘要】盾构隧道衬砌结构耐久性问题是一个从细观材料到宏观结构的跨尺度问题, 随着盾构隧道建设数量的日益增长, 其结构耐久性问题愈发凸显.阐述国内外代表性盾构隧道衬砌应用情况;分析盾构隧道管片结构服役状态及病害型式;总结影响盾构隧道结构耐久性的因素, 主要包括材料因素、设计因素、环境因素、施工因素及管理和维护因素.从盾构隧道耐久性能、耐久性评估与预测以及耐久性保障措施等方面综述国内外在盾构隧道耐久性研究上取得的成果及进展.最后从复杂环境管片结构的耐久保障技术, 灾害、事故的影响、评估与修复, 二次衬砌的设置, 衬砌结构耐久性动态评估体系的构建等方面讨论盾构隧道结构耐久性研究尚存在的问题及进一步研究的方向.
【总页数】15页(P1351-1365)
【作者】何川;封坤;孙齐;王士民
【作者单位】[1]西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;;[1]西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;[2]西南交通大学中日RSC结构研究中心,四川成都610031;;[1]西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;;[1]西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】U451.4
【相关文献】
1.盾构隧道结构耐久性问题思考
2.关于盾构隧道衬砌结构常见计算问题的几点思考
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4.对桥梁结构耐久性问题的思考
5.对混凝土结构耐久性问题的分析思考
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《盾构隧道管片质量检测技术标准》
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。

盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。

针对管片，需要进行检漏测试。

下面是基本的设备技术简介。

主要用于检测在一定压力下，管片承受水压的能力，为管片的耐久性提供依据，符合国标GB/T22082-2008《预制混凝土衬砌管片》, CJJ/T164-2011《盾构隧道管片质量检测技术标准》。

试验方法渗漏检验前，应首先安装链接好渗漏检验装置，打开泄压排水孔，接通进水阀门，注入自来水，当泄压排水孔排水时关闭泄压排水孔，启动加压水泵，分级施加水压。

检验应符合下列步骤：
1.按0.05Mpa/min的加压速度，加压到0.2Mpa，稳压10min，检查管片的渗漏情况，观察侧面渗透高度，作好记录；
2.继续加压到0.4Mpa、0.6Mpa.....，每级稳压时间10min，直至加压到设计抗渗压力，稳压2h，检查管片内弧面的渗漏情况，观察侧面渗透高度，作好记录；
3.加压至0.8Mpa时，恒压2h，检查管片渗水线高度，如不超过管片厚度的1/5即为合格；
4.稳压时间内，应保证水压稳定，出现水压回落应及时补压，保证水压保持在规定压力值；
5.混凝土管片渗漏检验过程中，若因橡胶密封垫不密实出现渗漏水时，应判定试验失败，重新检验。

遁构法施工用钢筋混凝土管片的耐久性与防腐性研究近年来，随着城市发展的迅猛，地下空间的利用越来越多。

为了有效利用地下空间和解决城市交通、供水、排水等问题，遁构法作为一种先进的地下工程施工技术被广泛应用。

钢筋混凝土管片作为遁构法施工中的重要构件，对于保证地下工程的耐久性和防腐性具有至关重要的作用。

在地下环境中，钢筋混凝土管片所面临的主要问题是耐久性和防腐性。

首先，耐久性是指材料在使用过程中能够长期保持其结构和性能的能力。

其次，防腐性是指材料能够抵抗化学腐蚀和物理损伤的能力。

钢筋混凝土管片的耐久性与防腐性对于地下工程的质量和使用寿命具有重要影响。

一方面，地下工程由于环境潮湿、温度变化较大等因素的影响，管片易受到氯离子渗透、腐蚀物侵蚀以及材料龟裂等问题。

另一方面，由于地下工程难以进行维修和更换，所以管片的耐久性和防腐性显得尤为重要。

为了研究钢筋混凝土管片的耐久性和防腐性，我们可以从以下几个方面进行分析和研究。

首先，需要研究管片材料的物理性质和化学性质。

通过对管片材料进行化学成分分析、物理力学性能测试等实验，可以了解管片材料的基本性质以及其在地下环境中的表现。

其次，需要研究管片材料的耐久性能。

这包括强度、抗冻性、防水性、耐侵蚀性等指标。

通过实验室试验和现场观测，可以评估管片材料在地下工程环境中的耐久性能，并提出相应的改进措施。

另外，需要研究管片材料的防腐性能。

对于钢筋混凝土管片来说，最常见的防腐方法是使用防腐涂料和防腐剂。

研究不同的防腐涂料和防腐剂在地下环境中的防腐效果以及使用寿命，可以选择最适合的防腐措施。

此外，还可以研究管片的施工工艺和技术。

通过对施工工艺和技术的优化，可以提高管片的耐久性和防腐性。

例如，在管片浇筑过程中，可以采取振捣和充实技术来提高管片的致密性；在管片拼装和连接过程中，可以采用密封材料和密封胶水提高管片的防水性。

最后，还可以借鉴相关领域的研究成果和经验。

例如，从桥梁工程、地下沉管工程等领域的研究中，可以得到一些有关钢筋混凝土材料耐久性和防腐性的重要经验和建议。

盾构法施工过程中的常见问题及防治措施【摘要】随着我们国经济的快速发展，近几年地下交通运输发展形势越来越好，其施工安全问题得到广泛的关注。

因此盾构法隧道施工安全得到了一定的关注，本文主要阐述了有关盾构法施工过程中的常见问题及防治措施的一系列问题。

【关键词】盾构法，施工过程，问题，防治措施一.前言盾构推进过程中掘削参数的变化会对地层产生扰动影响，诸多物理影响是相当程度上的干扰，如果不能及时进行改善调整，周围的居民以及各种建筑物都会受到危害。

在地下工程中，盾构法起到了相当大的作用，在科技发展下，也要不断更新技术，提高盾构法施工技术水平，让交通更加便利，安全可靠。

二.盾构法的优点盾构法施工的主要优点有：①除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响：②盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，土方量较少；③在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的经济技术优势。

三.盾构法施工过程中出现的问题1.地表沉降造成地表沉降的主要原因是施工过程中产生的地层损失引起的，地层损失包括建筑空隙及超挖或其它土层流失,具体为：(一)盾构工作面前方上体的挤入。

（二）盾构上方土体挤入因盾构外壳直径和拼装管片直径不同产生的建筑空隙。

（三）盾构纠偏引起土体超挖。

（四）盾构推进有曲率时造成土体损失。

（五）盾构推进时切口环上的突缘引起超挖。

（六）盾构推进引起土体孔隙水压力变化,或因降水引起地下水位下降,引起土体固结沉降。

2.隧道内漏水盾构隧道是由一片片独立的管片通过螺栓联接起来,管片接缝部位为防水的薄弱环节,隧道内漏水部位一般出现在管片接缝处。

产生漏水的主要原因是:管片拼装过程中偏差、止水条老化或失效。

3.引起管片位移衬背环形建筑空间：当管片脱出盾尾后，由于盾构掘进过程中的蛇形运动，超挖以及理论间隙，管片与地层间存在一环形建筑空间。

在软岩地层中，如果不及时进行同步注浆充环形建筑空间，拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。

关于对盾构管片受力特性及耐久性的研究关于对盾构管片受力特性及耐久性的研究【摘要】近几年来国家的城市人口在不断的增加，随之而来是对地铁需求的增加，而盾构作为地铁施工中的一种既平安又经济又能保证施工进程的隧道施工方法就得到了广泛的应用。

通常盾构隧道衬砌是一种管片，且该盾构管片长期处于腐蚀性环境下，因此在施工选择上要格外谨慎，必须保证其在规定的结构形式下能够到达设计寿命，因此本文就从研究盾构管片的受力特性入手，分析研究盾构管片的耐久性特质，以便能够更好的改良盾构管片的性能使得其在地铁等地下隧道工程中应用时间更久，更具平安保障性。

【关键字】盾构管片受力特性耐久性研究盾构隧道通常是采用单层的管片进行衬砌的，因此衬砌所用管片质量要求是十分严格的。

必须既能保证隧道的长期稳定，还要满足隧道的防水要求。

那么想要到达这样的要求就需要在盾构隧道设计和施工中做好管片的受力分析。

这是因为管片的受力特征及受力条件对其性能影响十分大，因此本文就以研究盾构管片的受力特性及耐久性为重点进行详细的研究。

1盾构管片的受力数值分析盾构法时目前地铁隧道施工最常用的方法，但从现场施工案例中可以知道，在盾构推进的过程当中，易在衬砌混凝土的管片接头附近产生破坏现象，造成连接钢筋环的脱落或混凝土的破坏。

因此假设能研究出盾构管片的破坏机理，将对今后地铁隧道的施工带来极大的便利，为以后的施工和设计提供更多的理论依据，因此本文首先对盾构衬砌的混凝土管片进行受力分析研究。

1.1 盾构管片的受力分析的计算模型盾构管片受力分析的研究方法有很多种，大致可以分为现场试验和模型试验两种，而由于现场试验所需要的人力物力均较多，因此我们通常会选择模型进行试验，而本文那么是在应用梁-弹簧法对盾构管片的模型进行受力分析，并提出受力分析的标准。

计算方法确实定梁-弹簧法是一种将盾构管片的主截面模拟成梁、将管片环向接头模拟成旋转弹簧，将管片的径向接头模拟成剪切弹簧，用地基弹簧来表示地基与管片环之间的相互作用的设计计算方法。

盾构隧道预制混凝土衬砌管片质量缺陷的处理摘要：结合成都地铁4号线土建5标盾构隧道工程预制混凝土管片缺陷处理施工实例，重点阐述了盾构隧道预制混凝土管片缺陷产生的原因并对其进行分析，对表面破皮、裂纹、破损、缺角等质量制定了相应的处理措施并予以实施，使预制混凝土管片达到规范及外观美观的要求。

关键词：地铁4号线；预制混凝土管片；缺陷；处理1工程概况成都地铁4号线土建5标盾构区间为十陵东站～西河镇站，盾构区间左线隧道长度为890.7m，右线隧道长度为892.9m，合计总长1783.6m，为双孔圆形隧道。

线路于十陵东站东端明挖区间开始，沿成洛大道南侧绿化带行进至西河镇站，先后穿成都绕城高速、成昆铁路、进入西河镇站西端明挖区间。

区间隧道纵坡坡度16‰～28‰。

线路最大埋深约18m，最小埋深4.1m。

最小平面曲线半径700m。

区间隧道设计为外径6000mm，内径5400mm的盾构隧道，管片厚度为300mm，管片幅宽采用1500mm，采用圆形装配式钢筋混凝土管片单层衬砌。

每环衬砌环由6块管片组成，其中1块封顶块、2块邻接块、3块标准块。

设计采用了左、右转弯楔形环，通过与标准环的组合来达到满足曲线地段线路拟合及施工纠偏的需要，楔形环楔形量38mm，为双面楔形式。

2015年12月成都地铁4号线土建5标盾构区间隧道管片开始施工，在施工过程中经专项质量检查发现预制混凝土管片受施工温度、浇筑工艺、蒸养护、存储、吊装运输及拼装等因素影响，预制混凝土管片局部出现外观质量缺陷；主要缺陷类型有蜂窝、麻面、粘皮、裂纹、破损、缺角等。

为使管片混凝土达到规范及外观美观的要求，项目部采取了专项处理措施，对外观质量缺陷进行了总结处理。

2、质量缺陷种类、判别标准及产生原因分析2.1质量缺陷种类、判别标准该工程预制混凝土管片结构质量缺陷根据《预制混凝土衬砌管片》GB/T22082-2008分为以下几种，具体缺陷分类及判别标准见表1。

表1 混凝土管片结构外观质量缺陷分类、判别标准表2.2缺陷产生的原因分析2.2.1混凝土管片表面产生蜂窝、麻面、粘皮的原因（1）混凝土塌落度偏大，气体不宜排除。

盾构法隧道管片式衬砌结构盾构法隧道管片式衬砌结构是目前在城市地下管道建设中最常见的一种衬砌结构方式。

它以钢管和混凝土管片为衬砌构件，通过地下盾构机械的推进运行，在地下将空洞逐渐变成完整的管道。

下面将详细介绍盾构法隧道管片式衬砌结构。

盾构法隧道管片式衬砌结构由几个主要部分组成：盾构机械、加固千斤顶、进口锁扣和管片。

盾构机械是推进盾构的核心设备，通常由控制室、切土头、推进腔、环片衬砌机、螺旋输送机和尾部推进装置等部分组成。

加固千斤顶用于支撑周围土体，保证施工现场的稳定性。

进口锁扣是一种连接管片的装置，通过进口锁扣可以将各个管片连接在一起形成一个完整的管道。

管片是构成衬砌结构的最主要组成部分，一般由预制的沟槽混凝土组成，具有一定的强度和刚度。

首先，盾构机械进入施工现场，通过切土头将地下土壤切割成碎土，然后通过推进腔将碎土推出机械。

同时，加固千斤顶支撑周围土体，保持施工现场的稳定。

接下来，盾构机械在推进的同时，衬砌机将管片放置在推进腔后部，通过液压机构将管片推送到前部，与前一节管片连接。

随着盾构机械的推进，衬砌机不断放置新的管片，衬砌结构不断延伸。

在衬砌结构施工过程中，需要保证衬砌的质量和密实度。

一般采用现场加压灌浆的方法进行，即在管片周围的空隙中注入水泥浆料，通过固化形成一个坚固的衬砌结构。

这种方法可以提高管片和土体之间的粘结力，增加整个结构的稳定性。

1.施工快速：盾构机械可以同时进行切土、推进和衬砌，施工速度快，能够适应快节奏的城市建设需求。

2.施工质量好：通过现场加压灌浆和管片连接技术，可以保证衬砌的质量和稳定性。

3.对环境的影响小：盾构法施工可以实现无开挖施工，对地表影响小，在城市建设中更加适用。

4.适用范围广：盾构法适用于各种地质条件的隧道施工，可以施工直径较大的隧道，适用范围广泛。

盾构法隧道管片式衬砌结构在城市地下管道建设中具有重要的应用价值。

随着城市化进程的加快，盾构法的应用将会越来越广泛。