天津地铁管片修补方案.doc

天津地铁6号线第R1合同段金钟街站大毕庄站盾构区间 管片修补方案目 录1、概述 12、管片破碎原因分析 12.1搬运和堆放时造成的破碎12.2 管片拼装操作12.3 小松TM634型土压平衡式盾构机机姿态与管片姿态相互关系不一致22.4 推进时管片受力不均匀32.5 同步注浆浆量分布不合理32.6 管片质量33、管片破碎的防治措施 33.1 搬运堆放时的针对性措施33.2 管片拼装时的针对性措施33.3 推进时的针对性措施43.4 把好管片质量关44、管片修补措施 55、资源配置 76、质量保证措施 71概述 在隧道工程施工中，经常会发生管片破碎、隧道渗水、漏浆、轴线偏差超标、地面沉降等一系列问题，其中管片破碎现象是施工中的最普遍现象。由于管片破碎，不仅会引起隧道渗水、漏浆，而且会影响到隧道的使用性能，因此是隧道施工过程中较棘手也是必须妥善处理的问题之一。2管片破碎原因分析造成管片破碎有多种原因，根据施工中的实际情况，主要有以下几种：2.1吊运和堆放时造成的破碎在吊运、堆放过程中的磕碰，经常导致在磕碰位置处产生小块破裂。2.2 管片拼装操作（1）拼装时，由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态，使得衬砌角部先受力而产生应力集中，导致管片角部破碎。（2）封顶块安装时，由于先行安装的5块管片圆度不够，两邻接块间的间隙太小，把封顶块强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。有时未按设计要求在其两侧涂刷润滑剂，亦会导致管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧。（3）前一环环面不平整，块与块间有错位，导致下一环管片拼装时易产生破碎。（4）拼装时为抢进度，管片就位速度过快而产生磕碰，以及存在管片错缝时，易引起管片边角的破碎。（5）管片横鸭蛋隧道衬砌共有六块管片组成，拼装成环后，其外径为6200mm，内径为5500mm。实际拼装成环后，衬砌的横向、竖向直径均有不同程度的偏差，设计允许偏差值为10mm。一般衬砌拼装成环后，横向直径增大、竖向直径减小，俗称横鸭蛋。相应地，衬砌与小松TM634型土压平衡式盾构机机壳之间的空隙，横向缩小、竖向增大。衬砌横鸭蛋主要造成两个方面的影响：导致衬砌与小松TM634型土压平衡式盾构机内壳之间的净距减少，特别是小松TM634型土压平衡式盾构机姿态与管片姿态不一致时，易造成推进时小松TM634型土压平衡式盾构机机壳擦伤管片，破碎部位一般发生在管片外弧面，以标准块与邻接块接缝处最为普遍。当管片拼装成环后其直径为设计直径时，管片纵缝各槽口应完全吻合。衬砌横鸭蛋，造成衬砌纵缝略有张开，部分槽口已吻合，而其他槽口仍存在空隙，由于受力不均匀应力集中，容易导致管片破碎。这种情况下，破碎一般集中在管片内弧面的角部而且破碎时间发生在管片脱出盾尾后。2.3 小松TM634型土压平衡式盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致（1）在隧道施工过程中，为控制好隧道轴线，必须逐环测量小松TM634型土压平衡式盾构机姿态和管片姿态，根据测量资料及时调整各项推进参数。当管片与小松TM634型土压平衡式盾构机相对关系一致，即管片与小松TM634型土压平衡式盾构机基本保持同心，管片法面与小松TM634型土压平衡式盾构机推进方向基本垂直时，管片破碎较少。在实际施工过程中，管片与小松TM634型土压平衡式盾构机机的相对关系常常不能保持理想状态，当管片的环面与小松TM634型土压平衡式盾构机推进方向存在夹角时，其合力作用方向部位的管片容易破碎。（2）小松TM634型土压平衡式盾构机轴线与管片环向轴线间交角偏大小松TM634型土压平衡式盾构机推进过程也是不断纠偏的过程。小松TM634型土压平衡式盾构机与管片衬砌环间的相对关系不可能总是保持理想状态，特别是转弯、竖曲线段和纠偏量大时，管片外弧与盾尾内壁间的距离沿环向分布不均匀，造成一侧间距很小，而另一侧间距较大，这时易产生“卡壳”现象，即两者碰在一起。小松TM634型土压平衡式盾构机一推进，就会造成管片一定部位破碎。（3）衬砌环面不佳造成衬砌环面不佳有多种原因，如纠偏、拼装质量差、环缝夹泥等。管片环面不佳，引起管片受力不均匀，从而导致应力集中部位的管片破碎。2.4 推进时管片受力不均匀小松TM634型土压平衡式盾构机推进时推进力通过油泵衬垫传递到管片上，油泵衬垫与管片接触部位是应力集中区。如果衬垫面不平整或者衬垫面与管片环面存在夹角，就会造成管片破碎。2.5 同步注浆浆量分布不合理同步注浆浆量分布不合理不会直接造成管片破碎，但会导致管片“卡壳”而造成破碎。同步注浆后，隧道上部的浆液会逐渐向下部流动，形成下部浆液多而上部浆液少的状况，引起隧道上浮，上部管片（尤其是封顶块、封顶块与邻接块接缝处）与小松TM634型土压平衡式盾构机内壳间隙减少，推进时造成管片破碎。2.6 管片质量运到现场的管片本身存在质量问题，如管片的保护层过厚、管片养护时间不足、管片裂缝较多、管片修补部位强度没有达到设计要求等，在施工时也容易造成管片破碎。3管片破碎的防治措施管片破碎常常是以上一种或一种以上因素综合作用的结果，经过仔细分析再采取针对性措施进行处理，可以减少管片破碎现象的发生：3.1 搬运堆放时的针对性措施（1）在搬运过程中轻吊慢放，着地时要平稳；堆放时不宜超过3层，并正确摆放垫木。（2）使用尼龙吊带吊放管片，在起吊时，能起到缓冲作用。（3）选、摆放好垫木，在管片车上管片搁置部位设置橡胶条，以起到缓冲作用。3.2 管片拼装时的针对性措施（1）按要求贴好角部止水橡胶条、传力衬垫、纠偏石棉橡胶板。（2）拼装前，先测量前一环各管片之间的相互高差，包括环向和径向。根据实测数据，调整已粘贴好的纠偏锲子，以保证拼装后环面的平整度。（3）拼装前清理前一环管片上的泥块及浆液，保证环面清洁、无夹泥。（4）拼装时保证衬砌环圆度，块与块不错位。推进油泵的伸缩顺序应与管片拼装顺序一致。两侧标准块、邻接块安装时油泵应同时收缩及伸出，以减少环与环之间管片错位现象。（5）封顶块安装前，实测并确保顶部两邻接块间间距，并通过推进油泵的伸缩来调整好邻接块间的间距，控制在比设计值大6mm左右，以便顺利安装封顶块。（6）竖曲线段推进时，在安装拱底块时根据实际情况予以落低或抬高，减少管片“卡壳”现象。3.3 推进时的针对性措施（1）推进前检查各油泵衬垫的完好情况，发现有破损的及时调换，同时应仔细观察衬垫与管片环面的吻合程度，对不吻合处可增设石棉或橡胶锲子来调整，确认吻合后再开始推进。（2）在小松TM634型土压平衡式盾构机推进时，及时根据设计要求、盾构机穿越土层的变化、上部载荷情况以及测量资料来调整各项施工参数，将盾构机姿态严格控制在设计允许偏差范围之内。同时，结合隧道衬砌的实际情况，在不超出偏差范围的情况下，对小松TM634型土压平衡式盾构机姿态作适当调整，使盾构机机与管片尽可能处于同心状态。（3）当管片与盾构机轴线夹角较大、管片与盾构机机壳间隙较小又必须进行盾构机机姿态调整时，可以采取以下措施：通过粘贴纠偏锲子来调整衬砌环面；推进时，前半环顺着管片原轴线方向推进，待管片与机壳之间的缝隙增大后，后半环推进时再对小松TM634型土压平衡式盾构机姿态进行调整。以上两种措施结合运用，可以使管片与小松TM634型土压平衡式盾构机之间的轴线夹角变小，同时减少管片外部的破碎。（4）同步注浆时，控制好注浆量的分布和注浆压力。管片与机壳上部无缝隙时，增大上部的注浆孔注浆量及注浆压力，下部注浆孔不注，通过浆液将管片往下压；如管片与机壳下部无缝隙时则反之。正常推进时，在总注浆量不变的前提下，减少管片下部注浆孔的注浆量，可以减少管片的上浮。在曲线段推进和纠偏时通过有目的地选择盾尾同步注浆孔，改变各个注浆孔的注浆量分配和注浆压力，来调整管片姿态。3.4 把好管片质量关对进入施工现场的管片，报监理一同进行验收，逐块检查。发现管片明显存在质量问题的，应坚决退回生产厂家，不让一块不合格管片被使用。同时派专人负责管片的生产，进驻生产厂家掌握管片生产情况，将施工中发现的管片质量问题，及时向生产厂家反馈，督促生产厂家改进生产工艺，提高管片质量。4管片修补措施（1）一般的磨损不用处理，管片外表面气孔要进行一般修饰，尽可能不出现较大的气孔，止水带上直径大于2mm的气孔宜采用二次填补方式修饰。（2）对于宽度0.1mm0.2mm非贯穿性裂缝, 管片的细小裂缝用胶皇搅拌水泥填平，所有填料应和裂缝表面紧密结合，并且结合完好。当第一次填补的材料干缩后，再进行第二次填补。（3）对于崩角、破损的修补把崩角、破损处的残余砼清理干净，崩角边缘地带尽量清理顺直。把管片上的破损面用钢丝刷清理干净，并用清水冲冼干净。进行分层分片的填补砂浆，最后用抹刀找平、收光。每次填补不能超过2cm，下一块填补要压着上一块的修补。当崩角较大时，刚修补的砂浆要脱落或变形，需在填补砂浆前立靠模。同时，应注意水泥的掺合量，把涂涮后的修补表面颜色相匹配。以上缺陷的修补材料应采用胶皇拌合的水泥砂浆填补或修抹，并掺入适量白水泥调色，补后尽量接近原色。其特点是与旧砼界面有良好的胶着力，且有一定的保水防收缩的作用，7天强度能达到50MPa以上（见图1）。胶皇拌合的水泥净浆、砂浆的配比如下（重量比）：净浆 42.5水泥：水：胶皇=1：0.320.35：0.1砂浆 42.5水泥：水：胶皇：细砂=1：0.320.35：0.1：1修补工艺如下：修补前应先将修补部位的疏松层剔去，擦去粉尘污物，用水冲洗干净，在用已拌好的浆料修补的过程中，不得重新加入水分。在炎热或干燥天气条件下，在修补层终凝后数小时内，需适当淋水或用湿物覆盖养护。所有缺陷的修补在混凝土达到一定强度后要进行表面打磨，尽量消除修补痕迹。抗压强度（MPa）水灰比=0.33天（D）图1 胶皇砂浆抗压强度增长曲线以上管片的修补方案特别针对于管片水池养护后，吊运及叠堆不甚产生的碰伤，掉块，适宜于7天前的提前修补。对于产品出货期间产品转运而产生的临时碰伤，考虑到急需使用的要求及特点，采用双快型砂水泥拌制的浆料（包括净浆、砂浆），双快型砂水泥其物理性能和普通水泥基本相同，其和易性较好，细度较细。特点是凝结时间短，强度增长快，一般24小时内能达到50MPa以上（见图2）。双快型砂水泥净浆、砂浆的配比如下（重量比）：净浆 双快型砂水泥：水=1：0.30.5砂浆 双快型砂水泥：水：细砂=1：0.350.5：1修补工艺与胶皇砂浆的相同，当需要调节凝结时间时，可加入适量硼酸溶液。抗压强度（MPa） 水灰比=0.35小时（h）图2双快型砂水泥（砂浆）抗压强度增长曲线 注：28天抗压强度比24小时大约增长7%。5、资源配置5.1人员质检工程师：两名。熟练工：四名。5.2机具泥刀二把、刮板二只、锒头二把、钢丝刷四把、三合板靠模若干套、凿子二把、刮刀二把、手提打磨机一台。视具体情况可增加相关机具。5.3材料42.5水泥、细砂、胶皇、米石。6、质量保证措施（1）管片在出厂之前都须仔细检查，有裂缝的都需修补完整。严格执行质量自检制度。施工中工班都必须自检，自检合格后，报专职质检工程师复检。（2）充分做好质量自检工作的同时，有专职质检工程师积极配合监理工程师和业主对工程进行的质量