盾构施工过程中管片上浮原因分析及处理技术

成都典型泥岩地层盾构施工管片上浮原因分析以及控制技术措施作者：伍斌来源：《华夏地理中文版》2015年第03期摘要：随着盾构法施工技术在我国城市地铁施工中的快速发展，使得盾构法被不断的应用到各种典型的泥岩地层施工中。

文章结合成都泥岩地层的特征，以成都地铁2号线东延线工程为例，对典型泥岩地层盾构施工管片上浮的原因及控制技术措施进行了探讨。

关键词：泥岩地层;盾构施工;注浆;管片上浮伴随着盾构施工在我国的兴起，盾构技术越来越成熟，被不断的应用到各种典型地层中。

在众多盾构施工中，成型隧道的质量是业主方、施工方、监理方以及设计方等多家单位一直关注的结果，直接关系到成型的隧道能否投入到地铁运营中去，以及人民的安全是否能得到有效保障。

成都典型的泥岩地层盾构施工中，管片上浮直接导致管片大量错台、破损甚至直接影响到成型隧道线型的超限。

成都地铁2号线东延线工程主要是泥岩地层，部分标段存在管片在泥岩地层中上浮问题。

有的标段管片上浮量在0～10cm，导致管片连续错台、破损，引起了业主以及相关单位的高度重视。

本文通过工程实践，得出以下结论：（1）泥岩地层中产生上浮力的主要因素是同步注浆浆液和水。

（2）通过同步注浆和二次注浆相互配合控制管片上浮和防止管片上浮引起管片错台破损是可行的。

一、泥岩地层特征泥岩地层按风化成度主要分为：全风化泥岩、强风化泥岩、中等风化泥岩。

（1）全风化泥岩：褐黄色、褐红色、紫红色夹灰白色，主要由粘土矿物组成，岩质极软，岩芯呈土柱状，少量碎块状。

本层沿线广泛分布，发育厚度不均匀，层厚0.50～4.60m，部分地段缺失该层。

（2）强风化泥岩：褐红色、紫红色，泥质结构，裂隙较发育，岩芯多呈碎块状、短柱状，岩质软，为极软岩，岩芯碎块手可折断。

岩体基本质量等级为Ⅴ类，层厚一般0.70～9.20m。

（3）中等风化泥岩：褐红色、紫红色，中厚层状，泥质或微钙质结构，泥质胶结。

岩芯多呈柱状，少量呈碎块状，较完整，岩质较软，为极软岩，锤击易碎。

盾构法隧道施工中管片上浮和预防中铁十三局集团广州地铁项目部姚明会谈家龙【内容提要】：本文结合广州市轨道交通四号线仑大盾构区间工程实例，从盾构工法特性，同步注浆工艺，盾构姿态控制及线路走向等方面着手，对土压平衡盾构施工过程中产生的隧道管片上浮现象、原因进行了分析研究，并提出了相应的施工控制对策，对盾构法隧道施工中控制管片上浮有很好的借鉴作用。

【关键词】：盾构法施工管片上浮和预防1 前言在盾构掘进过程中，管片上浮多数情况下是发生在硬岩地段，尤其在下坡段，跟踪测量结果显示，在脱出盾尾后24小时（掘进12环左右）内管片上浮值就可以达到80～100mm，在随后的时间里管片上浮速度有所减慢，在36小时后管片上浮量基本达到稳定。

管片上浮主要受工程地质、水文地质、管片衬砌注浆质量、盾构机姿态控制等方面的影响。

本文结合广州城市轨道交通四号线仑大盾构区间隧道管片上浮的工程实例，从盾构工法特性、同步注浆、盾构姿态及线路走向等方面着手，重点对土压平衡盾构施工过程中产生的管片上浮的现象、影响因素及应对措施进行分析研究，为解决盾构隧道管片上浮问题提供一些参考建议。

2 工程概况及地质分析2.1工程概况仑大盾构区间线路位于广州城市中心区东南侧，属珠江三角洲平原区的珠江水网带北缘，地形略有起伏，为河流和低丘地带。

区间隧道两次过山，两次过河，两次过村，一次过站。

隧道右线长2301.3m，左线隧道长2298.275m。

设竖曲线4个，最小竖曲线半径为3000m，最大纵坡为42.65‰。

最小平面曲线半径800m。

区间隧道平面总体走向为“V”字形，纵断面总体走向为“W”字形。

区间线路间距为12.7m～15.7m。

2.2线路区间工程及水文地质分析本区间隧道穿越地层分布不均匀，地层分布复杂，分界不明显，起伏变化大。

隧道主要穿过<8Z>中风化混合岩、<9Z>微风化混合岩地层。

<8Z>地层起伏较大，隧道中有<7Z>地层出露，厚度约2m－7m。

成都典型泥岩地层管片上浮原因分析以及控制技术措施摘要：随着盾构法施工技术在我国城市地铁的发展，使得盾构法越来越多的要应用到各种典型地层中，本文结合成都泥岩地层的特征,对控制成都地铁典型泥岩地层盾构施工中管片上浮这一难题进行探讨。

关键字：盾构施工；泥岩地层；注浆；管片上浮1引言伴随着盾构施工在我国的兴起，盾构技术越来越成熟，被不断的应用到各种典型地层中，在众多盾构施工中，成型隧道的质量是业主方、施工方、监理方以及设计方等等多家单位一直关注的结果，直接关系到成型的隧道能否投入到地铁运营当中去以及人民的安全是否能有保障。

成都典型的泥岩地层盾构施工中，管片上浮直接导致管片大量错台、破损甚至直接影响到成型隧道线型的超限。

成都地铁3号线一期工程主要是泥岩地层，部分标段都存在管片在泥岩地层中上浮问题。

管片上浮量在0～10cm，导致管片连续错台、破损，引起了业主以及其他外界单位的高度重视。

通过在实际施工中总结经验教训得出结论。

1、泥岩地层中产生上浮力的主要因素是同步注浆浆液和水。

2、通过同步注浆和二次注浆相互配合控制管片上浮和防止管片上浮引起管片错台破损是可行的。

2泥岩特征泥岩地层按风化成度主要分为：全风化泥岩、强风化泥岩、中等风化泥岩。

（1）全风化泥岩：褐黄色、褐红色、紫红色夹灰白色，主要由粘土矿物组成，岩质极软，岩芯呈土柱状，少量碎块状。

本层沿线广泛分布，发育厚度不均匀。

层厚0.50～4.60m，部分地段缺失该层。

（2）强风化泥岩：褐红色、紫红色，泥质结构，裂隙较发育，岩芯多呈碎块状、短柱状，岩质软，为极软岩，岩芯碎块手可折断，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

层厚一般0.70～9.20m。

（3）中等风化泥岩：褐红色、紫红色，中厚层状，泥质或微钙质结构，泥质胶结。

岩芯多呈柱状，少量呈碎块状，较完整，岩质较软，为极软岩，锤击易碎，部分地段软弱夹层或差异风化明显，易风化，遇水易软化，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

厚度一般1.50～14.10m。

关于盾构推进过程中管片上浮问题的研究摘要：本文通过实际盾构推进过程中管片上浮问题分析，对注浆材料进行研究。

关键词：管片上浮；惰性浆液配比；注浆量；1．前言在我国上海等软土地区城市地铁建设中，常常会遇到盾构隧道在施工阶段管片的上浮问题，严重情况甚至要通过调坡等来满足线路设计要求。

盾构隧道管片上浮位移控制是确保隧道线型符合设计要求、满足隧道建筑限界，确保地铁运行安全的关键。

在盾构掘进过程中，盾构隧道的上浮问题主要由于隧道在地层中失去抗浮能力所致，它受盾构衬砌同步注浆、盾构工法特性、工程地质及水文地质条件、盾构姿态和线路走向等因素影响。

2.工程概况十号线9标段古北路站至水城路站区间盾构推进工程，区间上行线1018.561m，下行线1025.927m，区间最大坡度为20‰，最小转弯半径为450米。

隧道衬砌构造形式：衬砌采用1.2m预制钢筋混凝土管片，通缝拼装；管片设计强度C55、抗渗等级≥S10；隧道内尺寸：φ5500mm（内径）；隧道外尺寸：φ6200mm（外径）；每环由6块管片组成，环宽1200mm，厚度为350mm；管片环向、纵向均采用M30直螺栓连接。

衬砌防水措施为两道防水，除管片混凝土结构自防水和衬砌接缝设遇水膨胀橡胶密封垫，同时在管片外弧面内侧（弹性密封垫沟槽外侧）增设一条遇水膨胀橡胶阻水条。

区间穿越重要的建筑物及管线有上水Φ1200，雨水Φ1200，上海歌舞团两层房，虹桥路1518号两层建筑，延安绿地内雕塑基础，延安绿地内灯杆基础，延安路高架桥桩，纺织控股集团公司内多层房，上海市纺织工会等。

盾构推进深度范围内，主要以④、⑤1层土为主，在区间中段局部涉及⑤2层和⑤3层，盾构区间地质详细情况见以下各图：图1-2古北路站～水城路站工程地质剖面根据以上区间工程地质剖面图，可以看出在工程施工区内，本线路隧道掘进主要在第④层淤泥质粘土、第⑤1层粘土之中。

第④层、第⑤1层土属高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软粘性土，具有较高的灵敏度和触变特性，在动力作用下易破坏土体结构，使土体强度骤然降低，易造成土体失稳；还有部分施工区域位于⑤2层粉质粘土夹粘质粉土之中，该层土夹有较多薄层粉性土，且局部夹粉砂团块，土性不均，透水性较好，为微承压水层。

岩溶区盾构隧道管片的上浮影响因素及控制措施郝志强马林陈林祝煦益勾承藻中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610213摘要：岩溶地层裂隙发育、地下水储存丰富，使盾构施工中的管片上浮问题更加突出，严重时影响隧道使用耐久性，给地铁运营埋下安全隐患。

基于南京轨道交通工程岩溶集中段，结合盾构施工参数及现场质量检查结果，分析其施工期管片上浮因素，并从地下水、注浆材料、盾构姿态等方面出发，提出了有效的控制措施。

关键词：盾构隧道；岩溶区；管片上浮；施工参数；控制措施中图分类号：TU99文献标志码：A文章编号：1004-1001(2020)12-2324-04DOI：10.14144/ki.jzsg.2020.12.037 Influencing Factors and Control Measures of Shield Tunnel Segment Floatingin Karst AreaHAO Zhiqiang MA Lin CHEN Lin ZHU Xuyi GOU ChengzaoSinohydro Bureau7Co.,Ltd.,Chengdu,Sichuan610213,ChinaAbstract:The development of karst stratum fissures and the abundant underground water storage make the problem of segment floating in shield construction more prominent,which will affect the durability of the tunnel in serious cases,and may bring hidden dan ger to the subway operation.Based on the karst conce n trated sectio n of Nanjing rail transit project, combined with the shield construction parameters and field quality inspection results,the factors of segment floating during construction are analyzed,and effective control measures are put forward from the aspects of groundwater, grouting materials and shield posture,etc.Keywords:shield tunnel;karst area;segment floating;construction parameter;control measure近年来，随着城市轨道交通的发展，国内岩溶地区大量运用盾构法修建区间隧道。

软土盾构隧道施工期上浮控制及机理分析摘要：饱和软土盾构隧道施工中，就频繁出现部分或整个隧道盾尾的浮力，直径越大，覆盖的浅埋隧道，浮动的现象越来越突出，表现为大隧道，螺栓切割和轴线偏差，影响隧道稳定性和施工质量等。

传统抗浮设计失败是因为没有考虑浮力的动态因素，隧道设计规范中有关隧道抗浮设计和建设做出了明确的规定和措施。

本文简单介绍分析了隧道施工期上浮控制和作用机理。

关键词：盾构隧道；施工；上浮控制1、引言盾构法以其安全、可靠、快速、环保等优点，被广泛应用于大城市的地铁、隧道工程的河流，如北京、上海、南京、广州和天津为例，在城市地铁盾构施工约占总数的70%以上，更有专家建议地铁采用盾构法，然后在盾构的基础上扩挖车站的视野，然而，盾构隧道施工过程中，就出现了盾尾段往往部分或全部上浮，显示故障段裂缝，破损，甚至轴偏差、截面等多种常见的工程问题，盾构隧道施工的管片上浮问题已经引起了广泛关注。

隧道工程主要采用弹性地基圆环法（美国），周弹簧法或Muir Wood法（英国，法国，德国，澳大利亚，奥地利），考虑到地层结构相互作用的Buqera（西班牙），固定使用或均匀圆法和梁-弹簧（日本）和弹性变形基础环的方法或自由环方法（中国）对盾构隧道的设计，基本上可以满足正常段盾构隧道工程设计和施工的要求。

相比之下，由于对盾构施工过程中浮体的机理和规律缺乏了解，盾构施工的上浮问题已成为亟待解决的关键技术问题。

2、国内外研究现状及存在的问题研究盾构隧道横、纵向上浮量预测问题，需深入研究以下几个问题:（1）上浮作用机理；（2）盾构横、纵向刚度计算方法；（3）横、纵向上浮力分布及大小规律；（4）横、纵向上浮计算模型。

2.1上浮机理根据现有的实例，从城市地铁、河流的水下盾构隧道实例看，因为在盾构隧道和复杂因素如抗拔承载力损失作用下壁后注浆段将上升。

监测数据表明，标准断面的盾构隧道浮力在0～6厘米，但部分管片管片上浮超过10厘米或以上，隧道的侵入范围较深，需要调整线路以解决问题。

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。

23热点聚焦NO.09 2020智能城市 INTELLIGENT CITY盾构施工粉质黏土管片上浮原因分析与解决王海生 张 平（中交第二航务工程局有限公司工程装备分公司，湖北 武汉 430000）摘 要：盾构施工广泛地应用在地铁、管廊等隧道，管片拼装是盾构施工中的关键工序，成型管片的姿态标志着整条隧道的成型质量。

而管片位移是成型隧道的一个通病问题，文章就如何能够有效地控制管片的位移，保证成型隧道能按照施工者的控制范围之内，确保管片成型质量进行研究。

此处以刀盘直径6 270 mm盾构机，管片为外径6 000 mm内径5 400 mm为例进行讨论。

成型管片的位移包括管片上浮、下沉和水平摆动，成刑管片的界限为隧道中线偏离设计中线±100 mm。

关键字：管片；位移；成型质量；上浮在盾构施工过程中，经常会遇到管片脱离盾尾后上浮的现象，管片上浮量难以预计，隧道线性难以控制，管片破损等问题严重影响着成型隧道的质量，如果能够很好地控制管片上浮的量就能够无形中解决多种隧道成型质量问题，文章将以某工程区间管片上浮为例，分析管片上浮原因和预控措施及效果。

1 工程概况1.1 地质概况某工程地质主要为粉质黏土部分区域含少量粉细砂或中沙，在这类地层中渗透率很低，约在1.2×10-6~6.0×10-5 cm 3，无大范围地表水，区间存在三处变坡点，分别为由2‰上坡到26‰下坡变坡、最低点变坡、26‰上坡到2‰上坡，在右线通过变坡点位置时管片出现大幅度上浮，上浮最大位置达107 mm，上浮量最大的位置为37环的位置，而此处正在变坡点附近，地质情况如图1所示。

图1 地质概况图1.2 同步注浆概况采用同步注浆工艺进行注浆填充，同步注浆浆液采用水泥浆，初凝时间为11 h52 min，浆液基本参数如下：每方砂浆中含水、砂、水泥、膨润土、粉煤灰的质量分别为350、850、80、80、420 kg，稠度为126 mm，初凝时间11 h52 min。

目前区间上行线盾构已掘进至 151 环，掘进过程中因姿态上漂严重及无法控制，盾构已被迫二次住手施工，于 10 月 27 日第一次住手盾构施工，当时盾构掘进至 107 环，盾构前点垂直方向偏离设计轴线 380mm ，后点偏离设计轴线 320mm。

盾构带压进仓施工后，当盾构掘进至 151 环时，由于盾构姿态上浮无法控制，于 12 月 27 日再次住手施工。

现分阶段进行详细情况描述：在上行线始发及掘进至 62 环过程中，盾构各项掘进参数正常，地面沉降控制在规范及设计要求范围值内，盾构掘进推力不大，基本上在 10000KN~18000KN 之间，推进速度为 20~40mm/min ，出土量控制在 40~45m3 ，姿态能控制自如。

区间上行线盾构在掘进 63~87 环过程中，盾构推力每环递增并稳定于 20000KN 及以上，且盾构的盾尾浮现上漂趋势，单环垂直变化量为+3~+5mm。

盾首姿态基本可控；在掘进 88~92 环过程中，盾体上漂的趋势加剧，其表现为盾首和盾尾全部开始浮现上漂，单环变垂直化量为+6~+10mm ；在掘进 92~95 环过程中，盾体上漂趋势进一步加剧，特殊是盾首单环最大垂直变化量达到+20mm ，在后续的 12 环掘进中采取了一系列措施进行纠偏，但盾构上漂的趋势一直无法得到控制，平均每环的上漂值到达 20mm ，即在 107 环掘进完成后住手施工。

停工后，我部采取了带压开仓的措施，对刀盘及刀具进行清理及更换。

通过带压开仓、推进油缸重新分区及设计路线调坡等措施，上行线盾构于 12 月 5 日恢复掘进。

恢复掘进中进行了 3 次调坡调线，在第三次调坡前，在 108 环~128 环掘进过程中盾构具备纠偏能力，盾构姿态基本可控。

第三次调坡后，在 130~142 环推进过程中，在上下推进油缸差控制在 100~150bar(上部大于下部)情况下，盾构姿态浮现上漂现象。

在推进 143~147 环开始，为了控制盾构姿态，我部将上下油缸压力差加大至 200~250bar 之间，垂直姿态并没得到良好控制，盾首姿态每环变化值仍为+6~+8mm。

盾构施工管片上浮分析与控制的研究摘要：盾构施工中的管片上浮幅度控制是确保隧道线型符合设计要求的关键，本文结合沈阳地铁一号线施工管片上浮控制的工程实例，从盾构工法特性、同步注浆工艺、盾构姿态控制等方面着手，对盾构施工中管片上浮的原因进行了分析研究，并提出了相应的控制措施。

关键词：盾构施工管片上浮分析控制1前言管片上浮是指管片脱离盾尾后产生向上运动的现象。

在盾构施工中，管片上浮情况时有发生，它受盾构工程地质及水文地质条件、盾构工法特性、同步注浆工艺、盾构姿态控制及线路走向等因素影响。

管片上浮一是可造成盾构隧道的“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能力。

因此，盾构隧道管片上浮控制是确保隧道质量重要环节。

2管片上浮的环境特征2.1从地层地质情况来看，管片上浮在软土、沙砾层、硬岩地段的施工中均有发生，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较严重。

2.2从线路特征来看，在变坡点，尤其是在竖曲线的最低点，管片上浮比较严重。

2.3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。

2.4从管片上浮的速率和快慢来考虑，在脱出盾尾后24h内，数值一般可以达到稳定值的2/3, 随后管片上浮速度有所减慢，在24～48h上浮值为稳定值的1/4～1/3, 在48h后管片基本稳定。

3管片上浮的因素分析3.1盾构工法特性的影响为保证盾构的顺利前行和盾尾刚性结构强度需求，盾构机的切削直径与隧道管片的外径有一定的差值，形成环形空间。

当管片脱出盾尾后，如果不及时进行同步注浆填充此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，给管片的上浮提供了可能的条件。

盾构隧道是空心的筒体，在混凝土自重作用下有下沉的趋势，但在全断面地下水压力作用下，防水性能优良的管片隧道则有上浮的趋势。

以盾构隧道外径6.0m、内径5.4m、宽1.2m的管片为例(砼比重ρ取2400kg/m3)：管片混凝土自重g=ρ×g×v=2400×9.8×6.45≈151(kn)水浮力 f=ρw×g×vw=1000×9.8×36.2≈333(kn)可见管片混凝土自重g小于水浮力f，而拱顶土体施压在管片结构上需要时间，这就解释了在拼装管片初期为何隧道上浮较快的原因。

采用气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的施工工法采用气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的施工工法一、前言随着城市化的快速发展，地下空间的利用越来越重要，盾构施工作为一种高效、安全的地下隧道建设方法，得到了广泛应用。

然而，在某些地质条件下，盾构施工过程中会出现管片浮起的情况，从而导致无法实现正常施工。

为了解决这个问题，采用气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的施工工法应运而生。

二、工法特点采用气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的施工工法具有以下特点：1. 灵活性高：通过调整气囊内的压力，可以精确控制管片的上浮状态。

2. 施工效率高：与传统的固定管片成本相比，可以节省大量时间和人力。

3. 安全性好：通过气囊的控制，可以有效避免管片浮起引起的安全事故。

4. 成本控制好：气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的工法使用简单，机械设备成本低，施工成本可以得到有效控制。

三、适应范围采用气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的施工工法主要适用于地质条件复杂、地下水位高、土层湿润、导水系数大的工程项目。

四、工艺原理气囊膨胀控制盾构隧道管片上浮的工法是通过在盾构机前部的管片行进区域设置气囊，并通过控制气囊内的气压来实现管片的上浮控制。

当盾构机推进时，气囊内的气压会逐渐增加，使得气囊膨胀，从而将管片与地层分离。

当盾构机停止推进时，通过减少气囊内的气压，气囊缩小，使得管片重新接触地层。

五、施工工艺1. 工程准备阶段：确定施工地点、进行现场勘察并制定施工方案。

2. 施工准备阶段：搭建盾构机，安装气囊控制系统，并进行调试。

3. 盾构机推进阶段：盾构机启动后，在推进过程中，通过控制气囊内的气压来实现管片的上浮和下降。

4. 管片安装阶段：盾构机推进到一定位置后，停止推进，进行管片的安装工作，同时调整管片的位置和高度。

5. 盾构机继续推进阶段：管片安装完成后，盾构机继续推进，循环进行气囊控制管片上浮和下降的操作。

六、劳动组织在该工法中，需要组建盾构机操控人员、气囊控制人员、管片安装人员、机械维修人员等专业团队，以确保施工工艺的顺利进行。

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。

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。

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”。

盾构隧道上浮解决措施
(1)问题分析
在隧道掘进施工中，拼装后的成形隧道或多或少会产生不稳定的现象，根据施工经验隧道产生的上浮现象比较常见，而隧道的上浮会对隧道质量产生严重的影响，因此分析其成因并制定相应的措施在本工程中是必不可少的。

(2)总结以往施工经验，该现象产生的成因有如下几点：
①对于盾构掘进后的建筑空隙浆液没有及时填充；
②由于建筑空隙的存在致使地下水、裂隙水的涌入造成隧道上浮；
③浆液凝固时间长；
④盾构掘进速度过快；
(3)施工技术措施
为了减少隧道的上浮量，使隧道尽快稳定，控制隧道可能会发生上浮的现象，确保隧道的稳定。

因此采取下列措施：
①施工期间严格控制隧道轴线，使盾构尽量沿着设计轴线推进，每环均匀纠偏，减少对土体的扰动。

②均衡施工，必要时减慢隧道掘进速度，让填充的浆液有充足的时间凝固，确保拼装好的管片稳定性。

③根据推进监测的结果对注浆方案进行针对性的调整。

如调整注浆部位、注浆量、配制快凝及提高早期强度的浆液等。

④为了正确观测隧道纵向变形，消除潮汐对隧道的影响，正确地判断隧道是否稳定，必要时采用连通管进行纵向变形监测。

⑤加强对管片的监测工作，以指导盾构机姿态调整，如果出现管片上浮和下沉量突变，则应加大监测频次，并采取二次压注双液浆的方法对管片进行稳定，防止情况进一步恶化。

⑥在盾构刚始发掘进时，由于盾构处于试推进阶段，所以盾构掘进较慢，有利于隧道的稳定。

另外，由于试推进本身的目的就在于摸索盾构对本标段地层的适应性，所以在掘进此段时，可以通过加强监测，制定相应的对策如壁后二次注浆、调整浆液配比、调整注浆位置等措施来解决此问题。

海底盾构隧道管片上浮控制技术摘要：管片上浮是盾构隧道掘进开挖中极易出现的问题，属世界性难题，文中针对台山核电站取水隧洞工程盾构管片上浮控制进行了技术探讨，为类似的海底泥水盾构工程施工提供借鉴。

关键词：海底隧道；泥水盾构施工；管片上浮；姿态控制；同步注浆引言海底盾构隧洞施工中，由于地层的松散型、富水性导致管片上浮，从而出现管片错台、管片接缝的渗漏水、管片出现微裂缝，严重影响了管片的外观质量和防水效果，本文针对台山核电站取水隧洞工程泥水盾构管片上浮情况进行技术讨论，以粘土、砾砂混粉质粘土、粉砂混粉质粘土为特例，该粘土地层主要属第四纪松散海积物，为海底盾构隧道施工类似地层提供了技术借鉴。

1.工程概况台山核电站取水隧洞工程地质相当复杂，穿越6条断层破碎带，被称为“海底盾构第一隧”。

盾构工程主要为2条长4330.6m的取水隧洞。

管片钢筋混凝土采用C50高性能混凝土，抗渗等级为S12,外径8700mm，内径7900mm，管片厚400mm，宽度1500mm，根据隧洞埋深不同，分浅埋、中埋、深埋段三种配筋方式，采用4A（56.84211°）+2B(56.84211°)+1K(18.94737°)的“6+1”模式，管片设计为双楔形管片环，楔形量25mm。

2.地质及水文情况取水隧洞盾构上浮段主要穿越的地层有：⑥粗砾砂、⑦粘土、⑧-1砾砂混粉质粘土、⑧粘土、⑨粘土、⑨-1粉砂混粉质粘土、⑩-3 粉质粘土，实测标贯击数平均在6击～29击，粘土、粉质粘土中局部均还有一定量的粉细砂。

海积层孔隙水赋存于第四系松散堆积层中，主要接受基岩裂隙水侧向补给，同时向南海排泄。

赋水层主要由淤泥、粘土组成，砂层呈透镜体状包夹于粘土、淤泥质粘土层中，地下水流动滞缓。

上浮地层围岩属VI级，属软弱地层，局部露出⑥层粗砾砂，残积土呈可塑～硬塑状态,上覆土体厚约11m～17m。

洞身主要露出⑧层粘土。

局部分布有⑧-1层砾砂混粉质粘土。