盾构隧道开裂、渗漏原因分析与对策课件

盾构隧道开裂、渗漏主要原因分析与对策盾构隧道开裂、渗漏主要原因11.盾构隧道防水要求与开裂、渗漏水现状2.盾构隧道产生开裂、渗漏主要原因分析3.工程案例：大直径盾构隧道规律性开裂渗漏4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？5.小结本讲知识点1.盾构隧道防水要求与开裂、渗漏水现状本讲知识点2（1）区间隧道设计防水标准：二级防水，不允许渗水；每100m2,不多于4处湿渍，每处湿渍面积不大于0.2m2。（2）大直径盾构比小直径盾构隧道易发生开裂渗漏；（前者管片所受浮力大）（3）泥水盾构比土压盾构易发生开裂渗漏；（前者管片所受浮力大）（4）岩层段盾构隧道比软土盾构隧道易发生渗漏（前者管片所受浮力大）1.盾构隧道防水要求与开裂、渗漏水现状（1）区间隧道设计防水标准：二级防水，不允许渗水；每100m3（1）薄壁空壳结构管片上浮控制不当造成破损、开裂、止水带错位；（2）盾构姿态与管片选型不当造成管片脱出盾尾时破损；（3）富水岩层中掘进控制不当造成同步注浆效果差；（4）管片混凝土质量缺陷造成渗漏。2.盾构隧道产生开裂、渗漏主要原因分析（1）薄壁空壳结构管片上浮控制不当造成破损、开裂、止水带错位4（1）薄壁空壳结构管片上浮控制不当造成破损、开裂、止水带失效；2.盾构隧道产生开裂、渗漏主要原因分析（1）薄壁空壳结构管片上浮控制不当造成破损、开裂、止水带失效5（2）盾构姿态与管片选型不当造成管片脱出盾尾时破损；2.盾构隧道产生开裂、渗漏主要原因分析（2）盾构姿态与管片选型不当造成管片脱出盾尾时破损；2.盾6（3）富水岩层中掘进控制不当造成同步注浆效果差；2.盾构隧道产生开裂、渗漏主要原因分析（3）富水岩层中掘进控制不当造成同步注浆效果差；2.盾构隧7（4）管片混凝土质量缺陷造成渗漏。2.盾构隧道产生开裂、渗漏主要原因分析（4）管片混凝土质量缺陷造成渗漏。2.盾构隧道产生开裂、渗8地质条件：淤泥、淤泥质土，粉质粘土，全、强、中风化粉砂岩；前100环渗漏严重，上浮量大；3.工程案例：大直径盾构隧道规律性开裂渗漏地质条件：淤泥、淤泥质土，粉质粘土，全、强、中风化粉砂岩；前9同步注浆用水泥砂浆，填充率达1.5～1.8，初凝时间4h左右；反复出现管片开裂渗漏，纵向贯穿裂缝较多，伴随这管片脱出盾尾后的螺栓孔部位环向开裂；管片上浮量达到10cm以上。3.工程案例：大直径盾构隧道规律性开裂渗漏同步注浆用水泥砂浆，填充率达1.5～1.8，初凝时间4h左右10（1）先后采取了：缩短浆液初凝时间；调低盾构机姿态；及时开始二次注浆等措施，仍无济于事；

（2）分析认定：同步注浆的水泥砂浆在地层中被快速稀释；环形间隙填充不饱满；初凝时间长造成管片上浮失控，引起开裂渗漏；（3）最后尝试同步注浆改水泥砂浆为新型高抗剪惰性浆液后，管片上浮得到有效控制，开裂渗漏彻底杜绝。3.工程案例：大直径盾构隧道规律性开裂渗漏（1）先后采取了：3.工程案例：大直径盾构隧道规律性113.工程案例：大直径盾构隧道规律性开裂渗漏原来开裂渗漏情况改用新型高抗剪惰性浆液后3.工程案例：大直径盾构隧道规律性开裂渗漏原来开裂渗漏情况12（1）控制管片上浮的关键核心技术措施若果尝试完所有的办法仍无法解决盾构管片开裂、漏水问题，那么很大程度上就是同步注浆浆液的问题了；同步注浆用新型高抗剪惰性浆液可有效控制管片上浮引起的开裂、渗漏问题；（2）合理控制盾构机姿态，匹配管片选型与盾尾间隙；（3）富水岩层中采用半敞开掘进模式，保证同步注浆填充效果。4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？（1）控制管片上浮的关键核心技术措施4.如何避免盾构隧道管13（1）控制管片上浮的关键核心技术措施——同步注浆用新型高抗剪惰性浆液：新型高抗剪惰性浆液的优点4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？序号项目普通水泥砂浆新型高抗剪惰性浆液1遇地下水后稀释情况容易稀释不易稀释2硬化后体积收缩情况收缩大收缩小3抗剪强度较低较高4可注性易扩散，注浆量大充填效果好，注浆量可控不宜长距离压注适宜长距离压注5成本略高略低小结不利于控制管片上浮有利于控制管片上浮（1）控制管片上浮的关键核心技术措施4.如何避免盾构隧道管14（1）控制管片上浮的关键核心技术措施——同步注浆用新型高抗剪惰性浆液配合比：4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？名称水细沙粉煤灰（Ⅱ）级A料水泥膨润土外加剂重量（kg）29011803008025503施威英注浆泵胶凝材料A料（1）控制管片上浮的关键核心技术措施4.如何避免盾构隧道管15（1）控制管片上浮的关键核心技术措施——同步注浆用新型高抗剪惰性浆液配合比：4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？名称水细沙粉煤灰（Ⅱ）级A料水泥膨润土外加剂重量（kg）29011803008025503施威英注浆泵胶凝材料A料（1）控制管片上浮的关键核心技术措施4.如何避免盾构隧道管16（1）控制管片上浮的关键核心技术措施——同步注浆用新型高抗剪惰性浆液主要性能指标：4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？坍落度cm比重T/m3泌水量ml屈服强度KPa收缩率稠度mm0h8h1d28d10～12>1.9<15ml>0.3>0.82702800<0.1%95（1）控制管片上浮的关键核心技术措施4.如何避免盾构隧道管17（1）控制管片上浮的关键核心技术措施——同步注浆用新型高抗剪惰性浆液；经比较：可有效控制管片脱出盾尾后上浮发展，避免开裂、渗漏现象的发生；新型高抗剪惰性浆液较传统的水泥砂浆可降低约20%的注入量；传统水泥砂浆充填率1.5以上，高抗剪惰性浆液充填率1.2左右；成本节约15%左右。4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？（1）控制管片上浮的关键核心技术措施4.如何避免盾构隧道管18（2）合理控制盾构机姿态，匹配管片选型与盾尾间隙盾构姿态控制标准：水平趋势大大于10；垂直趋势不大于10；

滚动角不大于2°；盾构姿态应接近理论设计轴线，曲线段盾构姿态取曲线内侧30mm为宜；盾构纠偏应控制在10mm/环，油缸行程差最好控制在50mm以内。4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？曲线内侧掘进（2）合理控制盾构机姿态，匹配管片选型与盾尾间隙4.如何避19（2）合理控制盾构机姿态，匹配管片选型与盾尾间隙盾尾间隙、管片选型均匀的盾尾间隙是盾构操作高水平的体现；管片选型应首先考虑适应盾尾间隙。4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？（2）合理控制盾构机姿态，匹配管片选型与盾尾间隙4.如何避20（3）富水岩层中应采用半敞开掘进模式，保证同步注浆填充效果。——土压平衡盾构掘进模式的选择—岩层中用“敞开模式”，还是“半敞开模式”？4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？（3）富水岩层中应采用半敞开掘进模式，保证同步注浆填充效果。21（3）富水岩层中应采用半敞开掘进模式，保证同步注浆填充效果。——土压平衡盾构掘进模式的选择—岩层中用“敞开模式”，还是“半敞开模式”？半敞开模式建压掘进有利于同步注浆饱满。4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？（3）富水岩层中应采用半敞开掘进模式，保证同步注浆填充效果。22（4）管片质量原因造成的贯穿渗漏需要加强生产工艺的控制，予以避免。4.如何避免盾构隧道管片开裂、渗漏水？（4）管片质量原因造成的贯穿渗漏需要加强生产工艺的控制，予以23大部分盾构管片开裂、渗漏是由于管片脱出盾尾后上浮控制不当引起的;同步注浆采用新型高抗剪惰性浆液可