地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施2

【摘要】在地铁隧道施工中，盾构法施工的隧道由于采用衬砌一次成型，发生较大施工质量问题时，基本无法进ษ行大规模的修补整改，成型隧道主要施工质量的保证是非常重要的。因此，施工人员熟悉和掌握地铁隧道的施工质量控制重点及方法，对保证隧道的安全生产及质量具有重大意义。

【关键词】地铁隧道；盾构法；质量控制；措施

1.盾构施工法的概念

1.1盾构施工法的原理

盾构施工法的原理即尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工，最大限度地减少对地面建筑物及地下埋设物造成的影响。为了实现这一目标，除了压力舱内泥土或泥水压力平衡开挖面上的作用之外，还可以使用土压力和水压力刀盘和盾构钢壳被动地产生支护作用； 使用壁后注浆及时充填由开挖产生的盾尾空隙，主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。目前地铁隧道施工中使用最多的是泥ด水平衡盾构机和涂鸦平衡盾构机，这两种机型由于将开挖和稳定开挖面结合在一起，因此无需其他辅助施工措施就能适应地质情况变化较大的地层。

按照盾构施工时间顺序的不同，可将盾构施工划分为3个阶段，分别为： 始发作业阶段、盾构掘进阶段和盾构到达阶段。始发作业阶段的工作内容主要包括： 建造盾构工作井、盾构掘进机安装、进洞口土体加固等； 盾构掘进阶段的主要工作内容包括： 初推段掘进施工、掘进机设备转换和盾构连续掘进施工等； 盾构到达阶段主要工作内容包括： 接收井洞口土体加固以及盾构机拆卸并运出地面等。

2.地铁隧道盾构施工中常见的质量问题原因分析

2.1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。

2.2错台产生的原因

①对管片的拼装来说，在拼装 K 型块管片时，往往存在空隙量不合适的情况。对于实际空隙量比需要量多的余隙时，K块管片将有收敛的趋势；而实际空隙量比需要量小的余隙时，则k块管片必须向外扩圆才有可能完成整环管片的拼装工作。甚至有可能在拼装时就已经发生了管片被挤裂的破损。②拼装พ管片时，盾构千斤顶中的一部分被回缩，而在此时已被拼装的管片衬砌将有一定位移，导致衬砌环环面失去平整，导致已拼装好的管片衬砌中发生了应力集中现象，再重新加力后，引发管片结构裂缝的产生。③由于压浆的作用荷载和土压力荷载，在盾构后方的衬砌环中引起变形，这些衬砌环和盾构内的管片衬砌环连接在一起，在隧道轴向发生了所谓下垂现象，导致盾尾内管片的盾尾间隙发生不利变化，导致错台与挤裂破损。④后背压注成为衬砌变形的原因。通过压注浆液的稠度、硬化时间、压注方法等组合，在隧道周围压注力的分布有偏置时，就会造衬砌结构的变形。⑤拼装时管片在盾尾中的偏心量太大，管片中心与盾构中心未能✌较好的重合，导致管片与盾尾发生磕碰、盾构推进时盾壳卡坏管片、推力增大等现象。⑥管片拼装时相互位置错动，管片与管片间没有形成面接触，盾构推进时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂。

2.3 进出洞段成型隧道质量问题原因分析

进出洞段成型隧道质量问题产生原因主要有：①负环管片一般采用老旧管片或者配筋率较低的管片进行代替，在盾构始发出现异常现象时十分容易发生破损现象。负环破损及变形极易导致前几环管片的错台与破损。②出洞端由于盾构刚刚组合装调试完毕，人机磨合、机械磨合均还未到位，盾构施工参数未经实际检验，可能与实际地层不匹配。

2.4 联络通道处成型隧道质量问题原因分析

由于联络通道处于隧道最低点，特别是采用“V”纵坡设计的地铁区间，联络通道一般位于隧道纵坡拐点附近，如果区间平面曲线也在曲线上时，隧道处于线型控制最不利位置，一旦盾尾间隙、转弯环管片点位选择、推进油缸行程差不能准确匹配隧道后期线性时，盾尾内♛的管片甚至脱出盾尾后的管片均有可能产生错台、错缝、挤裂等现象。

3.加强地铁隧道盾构施工质量控制的措施

3.1 盾构施工开挖前要做好地质勘探工作

一个城市的地质条件决定了地铁施工进展的方法，根据不同地质可以及时调整施工方式。在施工阶段常常会出现高地应力、断层、围岩大变形和软弱夹层等不可预见的劣质地段，这些就要施工中必须进行超前地质探测，以确保施工质量和安全。

3.2 设置正确的盾构参数，以确保始发掘进的稳定性

盾构机需要平稳工作，要对实际作用力进行测算，一定保持在合理范围内，不能超出参考系数。具体参数由地质测量而来，只有保持参数稳定，才能决定施工进程和质量。应以埋深、土质为根本依据，按照水土合算方法计算出理论土仓压力，同时制订恰当的土仓压力，形成土仓压力微调，以设定土仓内平衡的压值。确保盾构机掘进的平稳，保证标准参数设计，才能保证质量，防止意外发生。

3.3 盾构设备进出洞施工要点

盾构机无论是进洞还是出洞，对盾构法施工来说都是相当重要的，在地铁施工中，进洞、出洞好坏事关工程整体完成的是不是顺利。首先要确定施工路线，不能出现过大的轴线误差，以免造成时间和资金上不必要浪费，盾构机进出洞施工工序复杂，只有设计准确，准备充分才能动工，利用一段时期仔细审查盾构设备，根据地质环境不同，看看设备是否具备进出洞的条件，如果不适合，则需要考虑更换或者改用其他方法施工，以确保在安全可靠前提下顺利实现进出洞。

3.4 盾构法施工中避免管片上浮的措施

在施工中经常遇到管片上浮情况，这就需要深入了解施工地点的地质状况，精确的使用数据参数做好对照，用数据推进实际操作，并作为施工的最基本依据，同时拿出可靠办法，解决施工中具体问题，要求施工人员技术素质一定要过硬，技术熟练。在掘进施工中，要控制好方法、速度和推力，对盾构机作业加强控制，调整和优化千斤行程差，让千斤顶发挥作用，防止出现超出等问题，并尽量保证各组推进油缸推力适当，以免对管片施工产生不良影响；结合测量得到的最后结果，优化和调整盾构机参数及管片拼装数量和时间，只要认真耐心的做好各项细节工作，就会保证施工进程和质量，增加使用年限。

3.5 盾构法施工中控制地面沉降的措施

注浆时间、剂量、压力要掌握好时间和用量，特别是对浆液配比要严密按照标准执行，确保注浆效果。采取多次压浆方法，是避免施工中地表发生沉降的最好办法；正面支撑并辅以合理气压值，也能避免土体坍塌；控制好开挖面出土量，不能多挖掘和少挖掘，并控制好局部超挖情况，只有这样才能保证不坍塌。

结束语

盾构施工过程是一个工序时间较短、持续工作时间较长的流水线工作，因此对施工人员素质提出了更高的要求，施工人员需要通过不断学习和实践，熟悉这些相关的施工技术，掌握盾构法隧道施工质量监控重点及相应对策，才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的保证。