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。