盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施

盾构隧道管片破裂原因分析及应对措施由于目前盾构隧道的衬砌普遍采用单层装配式管片衬砌,盾构隧道的质量控制主要是对拼装管 片的质量控制，包括管片生产质量、拼装质量二个方面。下面针对我单位承建的新海大道站盾构区间隧道成型管片破损的原因及相应处理措施进行阐述。1、管片破损情况分类已成型隧道内管片破损情况根据破损的位置主要可以分为：管片纵缝破裂、管片环缝破裂、管片边角崩裂、管片环向螺栓孔处砼崩裂等几种情况。2 破裂原因分析2.1 管片纵缝环缝破裂在初始掘进过程中，我们发现管片在从盾尾脱离的时候，盾尾密封刷将管片弧面破裂的砼碎块带自盾构机拼装部位，碎块发现的部位大都在管片环的下部，但进一步观察发现，破裂的部位并不一定在管片环下部，而是任何一个点位，而且发生管片纵缝破裂的同时，总是在盾构机线路纠偏微调的时候，有的管片边角破裂引起了渗漏水。经过对破裂点的统计分析，我们认为破裂的原因主要有以下几点：,见右图。(1) 由于盾构机在姿态微调的过程中管片千斤顶与管片环之间存在一定夹角，造成应力集中导致管片纵缝环缝破裂；(2) 管片间止水密封条及软木衬垫的形式，从理论上讲，管片环向止水条在管片拼装后压缩后厚度小于管片间环向软木衬垫，但实际施工中由于软木衬垫的不均匀性，管片间压力可能局部集中在止水条上，对止水槽外内侧砼形成侧压，造成管片内弧面纵缝和环缝砼沿止水槽破裂2.2 管片边角崩裂边角崩裂在隧道掘进中发生较少，且都发生在管片错台、拼装质量不好的管片上，见右图。 通过分析， 可以确定边角破裂的精品资料原因是拼装质量不好引起的，由于管片间边角吻合不好，在下一环管片拼装千斤顶施加顶推力时， 在边角应力集中，造成管片砼破碎脱落。2.3 管片环向螺栓孔处砼崩裂由于管片从盾尾脱离后进入土层，周边荷载模式改变，并随着时间逐步稳定。在未稳定之前， 管片间剪力、拉力主要由管片间螺栓承受，并传递至螺栓孔周边的砼。在管片砼破裂统计中，管片环向螺栓孔处砼崩裂占大多数，见右图。原因分析：同步注浆量不足，管片在脱离盾尾后下沉，管片环之间剪力增大，引起螺栓孔附近砼破裂；拼装质量不好造成管片错台，管片间剪应力集中至螺栓孔附近造成砼破裂；2.4 其他破损原因盾构姿态与管片姿态出现偏差，管片的环面与盾构推进方向存在夹角，其合力作用方向部位的管片发生破碎；施工初期 ,由于工人经验不足,管片安装速度很慢,有时发生管片错台大、在管片边角或在螺栓孔处破裂的问题；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，封顶块强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧；螺栓初紧、复紧不及时或者螺栓拧的不够紧，管片受力后，环向螺栓由垂直方向变倾斜，造成管片产生错台，从而出现边角部位的破碎以及裂缝等问题；3、处理及预防措施在盾构机掘进过程中，我们针对上述问题产生的各种原因进行了分析，采取的处理及预防措施见下表。预防措施处理措施纵缝环缝崩裂顶油缸时注意将撑靴摆正并不要单顶油缸，应同时进行使管片均匀受力；注浆孔二次注浆加固增加环向管片间软木衬垫厚度；提高管片拼装质量。提高管片拼装质量；边角崩裂修补按设计要求在边角设置自粘性橡胶片。提高拼装质量，控制错台；环向螺栓孔处砼崩裂严格控制同步注浆量，确保充填率；修补加强螺栓复紧，必要时进行3 次复紧。4、质量整改措施根据设计给出的管片修补方案时间进行修补。严格执行每日班前质量交底制度，提高作业班组质量意识。加强对关键岗位人员技术培训，提高其技