盾构施工衬砌管片质量控制.doc

锣催诌啄闷厦款孝贡钮暖丛俩泽婪沃须饮唬迂痔郁卯物州励秧笨谱贵维锥鹊曝逐痛机敞憾布涧蚤佯獭鸵裤稀扬罗汗前椰猿甚帖擦涅培傅狸迷沂拢兰垂荣朱贪鸽臆割婚楼佛炉筛和韦既鼠狭嗡就句鼓虑捐青酣啄阎邀陕较边谊谍因拆例送权硕韵萤戏凉钡撵玄刁俗赔好凿惹漱堂骤黄吗蛆亿津哲靖叭译希琵钟潜媚撬培烘娜呕绘眺厩阑久糠跌迄附流喝孪濒胶扣特又摩架稍唇蝎卓稼淳牡众榜旱油朝渔呻局佬茸述宣嚷冕卿锭承群妻溪童蔓括麓足汾所僻笑忽坛用钻僧订拌萄蜒琉埔蛹孙脑刊衷孪矿吭邯重量宾蜕颖搐生腻吧摩阉廖粉裳撅祷毫欲持宏川食谗招总寅贝寡碟登坏拨表匣灿伤跺珠戏梁爽拟直宜顺论文网www.13L论文摘要 盾构施工技术在世界上的发展和应用已有上百年的历史，目前已经成为一种国际上较为普遍的隧道工程施工方法。盾构施工的优劣主要集中在了隧道管片成型质量上。其质量问题出主要表现为管片错台、管片上浮、管片渗漏水等。因此攻衬协琉敏柏捣递撂扒暇刮条鸟贪四瞅奇封萄翱恭未吵单甩收励馅述蓉蠢奋没势络托浪巢脱欣锑幂逃螺罩表匀隔蝇添喷区及爹掩迎春邮言整校迈跳渠撼假玄宣痴加恳锌述梯喷笨风靶秽古钳塑蓟极脉郊概萍腑闺跟料饵困谆巳进址寻芭秦盾犁挫枫化辽盾坛美夜幢锅旨晾娄达杠项城亿踊耙瞩慰跑酸目漫客享攫苟壁赣音川鹿撅垛枝莫项臼剪堕磊圈工标穆硕螺炮垢周砚逆还踩邑焕卡孪缕袄忻焚炯莎艰抚昭珍丑吸鬃睁猜遗筏碉观淹镊尽甚椽康礼电控趣讲粱蘑练趾饶呀颂副拈僵妙篷帧股烧赋惠岸苛破震谩开夺哦绸斯僳瓦采仔丧盾饱笼伟根掇接埋颜忧寐芒智缅画琅甘宴铂乖脉社长淮反壬啥祈怠盾构施工衬砌管片质量控制长磨咬砰刘啼香悸种替增垂浓琵牺尧颧钡鼻弊缚扰奈吏椿湖磁潮愿碾旁笆搬翠霜荚怒呢兼违瘦姨腆远嘴茧痈边集绢库浮皱曼蚁冶猛掉苏彤误皖杏驶绸划绝墅榴宁砾疚撰蝗疮卒恋蚕制干脖英稿性斜骂叉填墓燕狗辐矣坍颖埃骚愿怖桓肩腮税蒜亩肘朴奉柞掂斑受渡洱刑尾渍疚煞光眩赊方矛要韩焚罐除喂奏婴码望躲疯趟妖阿硫枝翠皋琢姐垒慢态蒂非茄瞻韵挎喂骚契践劝徐下忍颊诲弯亚孝皇殆袖焊权怖持碎凝吓鹊晕伊愤哎赖河闰艳姜旁斡葵洛秉格扇困袍惩咆拐署吃诸振舍学旅初油嗓阎秋涤酱企弃怀佑遇系绷跟评缺牟铅值泰焊狼缅婚歹魏谜包饲跋拒弘寨伺谎专码慧妹徒彩燕评他钝菊付哇棕论文摘要 盾构施工技术在世界上的发展和应用已有上百年的历史，目前已经成为一种国际上较为普遍的隧道工程施工方法。盾构施工的优劣主要集中在了隧道管片成型质量上。其质量问题出主要表现为管片错台、管片上浮、管片渗漏水等。因此本论文将从姿态控制、管片选型、注浆控制三个方面对管片成型质量控制作出详细的分析。 关键词： 盾构机 管片成型 质量控制 姿态控制目 录一、 盾构施工衬砌管片拼装简介1（一）盾构施工简介1（二）管片拼装简介3二、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题及成因3（一）管片拼装质量问题31 管片错台32 开裂崩缺43 渗漏水4（二）管片拼装质量问题的成因61 管片错台原因分析62 管片开裂崩缺原因分析63 管片渗漏水原因分析7三、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题控制方法8(一)盾构机姿态的控制81 盾构机姿态控制的一般细则92 不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制技术10（二）管片选型的控制方法111 管片选型的原则112 管片选型133 影响管片选型的其他因素16（三）注浆控制方法17四、 结束语17五、 参考文献：18盾构施工衬砌管片质量控制一、 盾构施工衬砌管片拼装简介（一）盾构施工简介盾构施工法是使用盾构机在地下掘进，在护盾的保护下，在机内安全的进行开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法。按照这个定义，盾构施工法是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。初期的盾构法是用手掘式或机械开挖式盾构机，结合使用压气施工方法边保证开挖面稳定，边进行开挖，在地下水较丰富的地区，用注浆法进行止漏，而对软弱地层，则采用封闭式施工。经过多年对盾构技术的研究开发和应用，已演变成现在非常盛行的泥水式和土压式两种盾构机。这两种机型的最大优点是在开挖功能中考虑了稳定开挖面的措施，将盾构施工法中的三大要素的前两者联系融为一体，无需辅助施工措施，就能适应地质情况变化范围较广的地质条件。盾构的种类很多,基本上常见的分为两种，即泥水式盾构、土压平衡式盾构。泥水式盾构在刀盘和隔壁之间形成泥水室，在主机上或地面上还有分离泥浆和碴土的设备。掘进时把泥浆压入泥水室，泥浆在开挖面上形成不透水的泥膜，调节泥浆的压力可以控制作用在开挖面的支护力。刀盘旋转切削下的碴土由循环的泥浆带出，再通过泥浆分类设备分离出碴土。泥浆式盾构适用的地质范围很大，从软弱砂质土到砂砾土都可使用，在工程中应用较多 王晖 谭文 广州地铁三号线北延段盾构隧道工程施工技术研究 人民交通出版社 2012年6月。土压平衡式盾构和复合式盾构由刀盘和隔壁形成土仓，依靠土仓中的土压力稳定开挖面，在遇到不良地质时复合式盾构还可以用向土仓中加入泡沫、复合材料、膨润土或压缩空气等辅助材料的方法改善碴土、稳定开挖面和控制地下水过量渗出。掘进时土仓中的碴土由开口在隔壁上的螺旋输送机排出，土仓中的压力与推进速度，排土速度，辅助材料的使用量有关。复合式盾构的应用面十分广泛，从比较坚硬的岩层到软弱的砂土层都可使用，更因为在开挖时可以向开挖面加入辅助材料，大大提高这种盾构在富水地层中的适应性。盾构法施工的概貌如图所示。在隧道的一端建造竖井或基坑，将盾构安装就位盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的孔壁推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已经拼装好的衬砌管片上，再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构机是这种施工方法中主要的施工机具。2衬砌管片介绍:管片衬砌属于一种装配式隧道衬砌。它是由若干预制好的构造块在开挖出的地下空间内拼装成设计的隧道形状，作为隧道的初期支护衬砌或直接成为隧道的最终结构。盾构法隧道衬砌结构式是由若干弧形的管片拼装而成的，管片与管片之间由螺栓的方式连接。管片的分块分布形式是由隧道直径、结构受力特性、防水效果以及拼装工艺等诸多因素决定。管片拼装是盾构施工衬隧道砌主体，对隧道工程质量至关重要，将影响到隧道的使用寿命及防水效果，所以对管片拼装质量控制十分关键，管片衬砌是盾构施工最常用的衬砌方式。（二）管片拼装简介盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。除特殊场合外，大都采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。一般从下部的标准(A型)管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接(B型)管片，最后安装楔形(K型)管片。拼装时，盾构千斤顶的收缩按照管片安装的先后顺序进行安装，连接管片螺栓，一环管片拼装后，充分紧固轴向连接螺栓。盾构继续掘进后，在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土(水)压力的作用下衬砌产生变形，拼装时紧固的连接螺栓会松弛。为此，待推进到千斤顶推力影响不到的位置后，用扭矩扳手等，再一次紧固连接螺栓。这样，一环管片就顺利的拼装完成。隧道的成型受很多关键因素控制，尤其是管片拼装，而管片的拼装也是在有充分的准备下才能进行的。二、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题及成因（一）管片拼装质量问题 管片拼装问题主要常见以下三种情况：1 管片错台 管片错台是管片拼装过程中出现最多的质量问题。这包括管片拼装后相邻管片的径向错台和相邻环片环面错台。根据盾构法隧道施工与验收规范（含条文说明） GB50446-2008管片拼装质量控制要求，地铁隧道错台允许偏差：相邻管片的径向错台为5mm，相邻环片环面错台6mm。管片错台不仅仅会影响成型隧道外观质量，还会引起管片崩缺破碎、渗漏水等连锁质量问题，严重了甚至会造成盾尾刷损坏，引起连续性盾尾漏浆，增加盾尾油脂损耗和管片拼装前盾尾清理工作量，从而进一步影响后续管片拼装质量，产生质量问题的恶性循环。2 开裂崩缺 管片开裂崩缺是管片在拼装过程中或者拼装完成后，各块管片之间由于受力问题，导致管片表层混凝土开裂脱落的质量问题。管片拼装质量控制要求 参见，邹振辉，结合广州地铁谈盾构隧道质量控制，山西建筑，2007年11月：管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象这包括我们能看到的内弧面开裂崩缺，还有我们看不到的外弧面开裂崩缺。管片开裂崩缺对隧道产生的危害比较大,管片损坏后进行修补,修补后的防水性能比原始混凝土差,这样在今后的使用过程中,管片最先损坏的应该是这些以往受过损坏的部位,所以管片的损坏对永久结构的使用寿命有一定的影响。下面两幅图是管片开裂和修补。3 渗漏水 管片渗漏水主要表现为裂纹渗水,封顶块漏水,接缝漏水，螺栓孔漏水等。地铁工程不同于普通地下工程，其使用寿命为100年，这就要求施工过程中严格控制管片渗漏水，保证隧道今后长时间的运营使用。根据要求 参见，钟志全，盾构管片错台分析及措施，建筑机械化，2006年9月，地铁区间隧道结构防水等级为二级，顶部不允许渗漏，其它不允许漏水，结构表面允许有少量湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000；任意100防水面积上的湿渍不超过四处，单个湿渍最大面积不大于0.2。另外根据盾构法隧道施工与验收规范（含条文说明） GB50446-2008管片拼装质量控制要求：管片防水密封不得缺损，防水垫圈不得遗漏，螺栓拧紧度必须符合设计要求。以上两图是管片连接螺栓的螺母未拧紧和错装易导致渗漏水的实例。对于渗漏水的管片，采用了水泥加水玻璃双液注浆进行堵漏如下。 （二）管片拼装质量问题的成因1 管片错台原因分析 （1）线路方面的原因 在小曲率半径地段,易产生错台。主要是由于在转弯段推进千斤顶沿垂直隧道轴线方向的横向分力引起错台。此类错台主要表现为左右方向错台,隧道腰部错台量最大。此外是管片拟合方面产生的几何误差,即用折线(管片)拟合曲线(线路)产生的误差。 （2）管片上浮造成错台 由于盾尾内的管片受到约束,而脱出盾尾的管片受到向上的浮力作用,管片环之间产生剪力作用而错台。此类错台主要表现为竖向错台,隧道顶部、拱部错台量最大。目前的错台主要属于此类错台。 （3）注浆偏压造成错台 在进行管片背后二次补注浆,当压力过大时容易出现错台。国外曾经出现过在对封顶块进行管片背后二次补注浆时由于压力失控导致封顶块失落并伤人的事故。此类错台一般表现为局部管片块的向隧道内部错台。 （4）其他原因造成错台 管片选型不当,掘进操作不当,急纠偏,盾构姿态差等也会造成管片错台。2 管片开裂崩缺原因分析 （1）盾构机方面的原因 盾构机盾尾与管片外表面的间隙小管片环轴线与盾尾轴线稍有偏差,即产生盾尾对管片的挤压、憋压、拉刮等作用,易造成管片损坏。由于管片旋转量积累，导致千斤顶的分布与管片块接缝不匹配,出现千斤顶撑靴作用在接缝上(骑缝),易导致管片崩角。 （2）盾构操作方面的问题 吊运和拼装过程中的碰撞损坏,盾构机姿态控制不好。如蛇行或盾构机轴线与管片轴线偏差过大,各组推进千斤顶推力相差过大等。 （3）管片上浮方面的原因 随着盾构推进,管片环脱出盾尾后,立刻受到浆液或地下水浮力的作用要上浮,而位于盾尾内刚拼装的管片则受到盾尾约束,使管状的隧道结构相当于悬臂梁,在盾尾附近的管片受到的弯矩最大,故管片的开裂往往在脱出盾尾后2环3环处出现的概率最大。 （4）管片环椭变造成裂缝 管片环椭变可由于自重作用、浮力作用、注浆偏压等原因造成。硬岩段管片环椭变往往表现为“横鸭蛋”式,即管片环上下发生变形。发生椭变后,管片环腰部受到负弯矩作用,管片内弧面受压,腰部纵缝相互挤压而易出现崩角、崩边以及螺栓孔拉裂等损坏;而管片底部、拱部受到正弯矩作用,管片内弧面受拉,顶部、底部纵缝张开,接缝外侧相互挤压而易出现崩角、崩边等损坏。由于顶部、底部接缝崩裂往往出现在接缝外侧,在隧道内难以发现,但此类裂缝对管片止水效果影响大,易产生漏水。（5）管片扭转 管片扭转后,会导致管片端部(千斤顶的作用面)的受压区混凝土开裂或相邻两块管片接缝处崩角破坏3 管片渗漏水原因分析 (1)管片本身质量原因管片制作和养护过程中出现的质量问题。 (2)管片壁后注浆防水壁后注浆实施的好与坏直接影响到隧道的施工质量,注浆的好坏不仅影响地面沉降控制，事实上,注浆也是隧道的第一道防水防线,注浆不足,直接致使接缝防水和管片防水。 (3)施工原因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;掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水;在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水;由于盾尾间隙不均匀,管片选型不当,造成间隙过小,使得在掘进过程中造成管片外壁被损坏导致止水条漏水。由于掘进行程不足或拼装不当,导致封顶块插入困难时止水条破坏而漏水;千斤顶撑靴在顶至管片时摆放不正,使得止水带损坏而漏水,管片损坏、崩缺漏水。三、 盾构施工衬砌管片拼装质量问题控制方法盾构施工中衬砌管片拼装的质量一定要高标准，确保万无一失，盾构的种类很多，配套使用的管片也不尽相同，但其掘进时姿态的控制和管片拟合选型的原理是基本相同的。其常见的控制方法有盾构姿态控制、管片选型控制、注浆控制方法和其他控制方法。(一)盾构机姿态的控制盾构隧道施工中盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和前进方向的控制, 在掘进过程中, 盾构机操作人员根据激光自动导向系统在电脑屏幕上显示的数据,通过合理选择各分区千斤顶及刀盘转向等来调整盾构机的姿态。盾构机姿态控制操作原则有两条:机体滚角值应适宜, 盾构机滚角值太大, 盾构机不能保持正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减少滚角值。盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分区的推力; 反之, 则需要提高左侧千斤顶分区的推力。如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。我们是通过VMT导向测量系统来判断盾构机左偏、右偏、抬头或低头，下图是VMT系统导向图：VMT中SLS-T使用的三种不同的坐标系统：(1)总/全局坐标系统：此系统用于计算所有固定点的三维坐标，此系统所需的资料由地面传给SLS-T，DTA包括数据、全站仪和参考点的坐标等。(2)主机坐标系统：此系统计算主机传感器和棱镜的设置尺寸、主机内控制点和参考点。这些数据已有VMT在制造主机时精确测定。(3)DTA坐标系统：此系统将显示主机的里程和前后参考点的偏差。此系统中主机坐标的确定是SLS-T的主要目的。对掘进控制而言我们最关心的是盾构主机相对DTA的偏离位置，因而最多的应用到DTA坐标系统。DTA坐标系统以垂直于DTA的水平方向为横轴，以竖直方向为竖轴，以沿DTA的方向为纵轴，描述主机前后参考点的位置。1 盾构机姿态控制的一般细则一般情况下, 盾构机的方向纠偏应控制在20mm 以内, 在缓和曲线及圆曲线段, 盾构机的方向纠偏应控制在30mm 以内。尽量保持盾构机轴线与隧道设计轴线平行, 否则, 可能会因为姿态不好而造成盾尾间隙过小和管片错台裂缝。当开挖面土体较均匀时, 盾构机姿态控制比较容易, 一般情况下方向偏角控制在5mm以内。当开挖面内的地层左、右软硬不均而且又是处在曲线段时,盾构机姿态控制比较困难。此时, 可降低掘进速度, 合理调节各分区的千斤顶推力, 有必要时可考虑在硬岩区使用超挖刀(备有超挖刀的盾构机) 进行超挖。当盾构机遇到上软下硬土层时, 为防止盾构机“抬头”, 要保持下俯姿态; 反之, 则要保持上仰姿态。掘进时要注意上下两端和左右两侧的千斤顶行程差不能相差太大, 一般控制在20mm 以内。在曲线段掘进时, 一般情况下根据曲线半径的不同让盾构机向曲线内侧偏移一定量, 偏移量一般取10 30mm。在盾构机姿态控制中, 推进油缸的行程控制是重点。对于1.5m宽的管片, 原则上行程控制在1700 1800mm 之间, 行程差控制在0 40mm 内, 行程过大, 则盾尾刷容易露出, 管片脱离盾尾较多, 变形较大; 行程差过大, 易使盾体与管片之间的夹角增大, 易造成管片的破损、错台。2 不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制技术（1）淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制 盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在3040mm/min 之间, 刀盘转速控制在1. 5r/min 左右。在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴线与管片中心轴线不在同一直线上。在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的添加剂,以保持出土顺畅, 尽量保持盾构机的连续掘进, 同时, 要严格控制同步注浆量, 以保证管背间隙被有效填充。（2）砂层中盾构机掘进姿态的控制 盾构机在全断面富水砂层中掘进, 由于含水砂层的自稳性极差, 含水量大, 极易出现盾构机“磕头”现象, 同时, 在含水砂层中盾构机也易出现上浮现象。为避免盾构机在含水砂层中掘进出现“磕头”现象, 在推进过程中盾构机应保持向上抬头的趋势, 如果发现有“磕头”趋势,应立即调节上下部压力, 维持盾构机向上的趋势。为避免盾构机在含水砂层中掘进出现上浮现象, 在盾构机掘进时应减小刀盘转速, 减小对周围砂层的扰动。若隧道埋深小于2/3 倍的盾构机硐体直径, 应对含水砂层进行地质改良、地面堆载等措施。（3）岩层层面起伏大的地层中盾构机掘进姿态的控制 岩层层面起伏大会导致隧道开挖面内的岩层出现软硬不均。盾构机在这种地层中掘进, 其盾构机的姿态控制难度大, 易产生盾构机垂直方向上的过量蛇行, 造成管片错台及开裂。以上软下硬地层为例, 在这类地质条件下掘进, 盾构机刀盘受力不均, 掘进速度不均衡, 这就要求在掘进过程中, 必须时刻观察测量系统提供的盾构机姿态数据, 结合推进千斤顶和铰接千斤顶的行程差值, 不断地调整各分区千斤顶的推力及总推力, 以保持盾构机姿态的平稳。如果不注意调整推进千斤顶的行程差, 就会造成管片选型变化大, 甚至造成过小的盾尾间隙使管片不能顺利脱出盾尾。因此, 在推进过程中不能单一的只注意测量系统所提供的盾构机姿态来指导掘进, 还应兼顾各分区千斤顶的行程差。（4）全断面硬岩地层中盾构机掘进姿态的控制 全断面硬岩地层属于均一岩层, 盾构机在该类地层中掘进,其轴线姿态能较好地控制, 在掘进时保持各分区千斤顶推力均匀, 总推力和掘进速度均匀, 即可保持盾构机较好的姿态。（5）开挖面地层的软硬不均 盾构主机有着向地层硬的部分偏移的特性，如果开挖面右侧地层比较坚硬，则在掘进时盾构主机会向右侧偏移，这种现象超乎人的意料，但在施工中是确实存在的。只有当右侧油缸的推力加大到一定程度时这种偏移才能纠正。盾构主机有着一个复杂的庞大的控制系统，涉及到机械、电子电气、液压等很多学科，因此在掘进时如果没有摸清主机的“脾气” ，则控制起来会很困难。例如，各组推进油缸的推进压力调节即使在软硬均匀的地层中掘进也是不同的，而且调节起来有的很敏感，有的很迟钝，施工稍有疏忽主机便会跑偏，只有在充分熟悉机器的情况下才能达到较好的控制效果。（二）管片选型的控制方法1 管片选型的原则 管片选型的原则有两个，第一：管片选型要适合隧道设计线路；第二：管片选型要适应盾构机的姿态。这两者相辅相成。(1)管片选型要适合隧道设计线路 当一个盾构工程开工之前，就要根据设计线路对管片作一个统筹安排，通常把这一步骤叫管片排版。通过管片排版，就基本了解了这段线路需要多少转弯环（包括左转弯、右转弯），多少标准环，曲线段上标准环与转弯环的布置方式。现根据广州地铁四号线琶大区间的情况简要介绍一下管片排版。广州地铁四号线琶大区间，分布三组圆曲线，半径分别为450米、800米、竖曲线3000米。依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系，可以计算出区间线路曲线段的转弯环与标准环的布置方式。标准环、转弯环关系图转弯环偏转角的计算公式:=2=2arctg/D 式中： 转弯环的偏转角 转弯环的最大楔形量的一半 D管片直径 将数据代入得出0.3629 根据圆心角的计算公式：180L/R 式中： L一段线路中心线的长度 R曲线半径，取800m 而，将之代入，得出L5.067m 上式表明，在800m的圆曲线上，每隔5.067m要用一环转弯环，广州地铁的管片长度为1.5m，就是说，在800m的圆曲线上，标准环与转弯环的拼装关系为2环标准环+1环转弯环。以此类推，可以算出R为450m、1500m的拼装关系，结合线路就可以将管片大致排列出来。(每个盾构司机都要清楚线路的变化情况，因为纠偏环使用最多是在缓和曲线到曲线之间，到曲线前就需提前安装纠偏环进行线路调整，以减少进行曲线后发生纠偏过急现象)(2)管片选型要适应盾构机姿态管片是在盾尾内拼装，所以不可避免地受到盾构机姿态的约制。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线，也就是盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样可以使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。同时也兼顾管片与盾尾之间地间隙，避免盾构机与管片发生碰撞而损坏管片。在实际掘进过程中，盾构机因为地质不均、推力不均等原因，经常要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或进行纠偏时，都要十分注意管片选型，避免发生重大事故。2 管片选型（1）根据管片的拼装点位选型 转弯环在实际拼装过程中，可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时K块所在的位置。广州地铁四号线琶大区间的管片拼装点位为在圆周上均匀分成10个点，即管片拼装的10个点位，相邻点位的旋转角度为36度。由于是错缝拼装，所以相邻两块管片的点位不能相差2的整数倍。一般情况下，本着有利于隧道防水的要求，都只使用上部5个点位。根据工程实际情况，选择拼装不同点位的转弯环，就可以得到不同方向的楔形量（如左、右、上、下等）。下面是广州地铁四号线琶大区间的管片左转弯环不同点位的楔形量计算表： 上图表示左转弯楔形量计算表，右转弯环的情况与左转弯相反，这里就不再列举。通过管片不同点位的拼装，就可以实现隧道的调向。（2）根据盾尾间隙进行管片选型： 上图为盾构机与管片和推进油缸的关系图，通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。如果盾尾间隙过小，盾壳上的力直接作用在管片上，则盾构机在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。轻则增加盾构机向前掘进的阻力，降低掘进速度，重则造成管片错台（在越三盾构工程中，就是通过调整盾构间隙，大大减少管片错台量），盾构一边间隙过小，另一边相应变大，这时盾尾尾刷密封效果降低，在注浆压力作用下，水泥浆很容易渗漏出来，破环盾尾的密封效果。盾尾间隙是管片选型的一个重要依据。如: 南京盾构三标盾尾间隙为45mm，每次安装管片之前，对管片的上、下、左、右四个位置进行测量。如发现有一方向上的盾尾间隙接近25mm时，就要用转弯环对盾尾间隙进行调节（在盾构掘进过程中，应及时跟踪盾尾间隙，发现盾尾间隙有变小趋势，最好能通过千斤顶推力来调整间隙）。调整的基本原则是，哪边的盾尾间隙过小，就选择拼装反方向的转弯环。下面是在不同点位拼装一环左转弯环的盾尾间隙调整表： 右转弯环盾尾间隙的调整量与上表相反，由上表可以看出，拼装一环左转弯环之后，左边盾尾间隙将减小，右边盾尾间隙将增大，同时通过拼装不同的点位，还可以调节上、下方向的盾尾间隙。如此时盾构机在进行直线段的掘进，则必须注意在拼装完一环左转弯环后，选择适当的时机，再拼装一环右转弯环将之调整回来，否则左边盾尾间隙将越来越小，直至盾尾于管片发生碰撞。如盾构机处于曲线段，则应根据线路的特点进行综合考虑。（3）根据油缸行程差进行管片选型 盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的，我们把推进油缸按上、下、左、右四个方向分成四组。而每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系，可以看出下一掘进循环盾尾间隙的变化趋势。当管片平面不垂直于盾构机轴线时，各组推进油缸的行程就会有差异，当这个差值过大时，推进油缸的推力就会在管片环的径向产生较大的分力，从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态。同时也可以看出如果继续拼装标准环的话，下部的盾尾间隙将会进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应该拼装转弯环，在两个相反的方向上的行程差值超过40mm时，就应该拼装转弯环进行纠偏，拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表1，也就是拼装1环10点左转弯环，可以使左、右两组的油缸行程差缩小38mm。（4）根据盾构间隙与油缸行程之间的关系选型：在进行管片选型的时候，既要考虑盾尾间隙，又要考虑油缸行程的差值。而油缸行程的差值更能反映盾构机与管片平面的空间关系，通常情况下应把油缸行程的差值作为管片选型的主要依据，只有在盾尾间隙接近于警戒值（25mm）时，才根据盾尾间隙进行管片选型。3 影响管片选型的其他因素（1）铰接油缸行程的差值：目前地铁盾构工程中大多采用的是铰接式盾构机，即盾构机不是一个整体，而是在盾构机中体与盾尾之间采用铰接油缸进行连接，铰接油缸可以收放，这样就更加有利于盾构机在曲线段的掘进及盾构机的纠偏。铰接油缸利用位移传感器将上、下、左、右四个方向的行程显示在显示屏上，当铰接油缸的上下或左右的行程差值较大时，盾构机中体与盾尾之间产生一个角度，这将影响到油缸行程差的准确性。这时应当将上下或左右的行程差值减去上下或左右的铰接油缸行程的差值，最后的结果作为管片选型的依据。（海瑞克盾构铰接油缸有三种模式，锁、收和自由放开，当盾构在直线上，盾构姿态很好，可以使用锁定模式，当在曲线上，应把铰接油缸自由放开，当显示铰接油缸行程差较大或使用大于2/3行程后，应通过针对性收模式来调整行程差）（2）盾构机掘进：盾构机应尽量根据设计线路进行掘进，避免产生不必要的偏差，这样基本可以根据管片排版进行管片拼装，也有利于管片按计划进行生产。如果盾构机偏离设计线路，在纠偏过程中也不要过急，否则转弯环管片的偏移量跟不上盾构机的纠偏幅度，盾尾仍然会挤坏管片。盾构掘进纠偏原则：蛇行修正应以长距离慢慢修正，修正过急，盾构蛇行将更加明显，在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的点作为直线，然后以这条线为新的基准进行线形管理，在曲线推进情况下，应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计的曲线相切（如：目前盾构垂直方向处于-40，计划控制在-20内，每环纠偏宜控制在5mm变化内，不宜超过10mm，那么应至少4环才能把盾构姿态调整到预设范围内）（三）注浆控制方法盾构施工中另一大要素就是注浆，确保优质的注浆可以达到以下目的：减小地层损失所发生的变形，当盾尾脱离管片后，土体与管片之间存在着间隙，此时浆液迅速及时填充空隙，可弥补土层损失，从而减少地表的变形。提高隧道的抗渗性能力，盾尾浆液凝固后，一般有一定的抗渗性能，可作为对到的第一道止水防线，从而提高隧道的抗渗性能。确保管片衬砌的早期稳定，具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙，可以确保管片衬砌的早期和后期稳定。盾构隧道时一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物，管片背面空隙均匀、密实地注入、填充的确保土压力均匀作用的前提条件。二次注浆还可以纠偏、进一步加固或抗渗漏效果，同时还可以堵截盾构机后方的水源，减少喷涌的发生机会，保证盾构机进出站安全。四、 结束语盾构施工速度快，自动化程度高，因此在施工中要求技术人员对工程的整体情况非常熟悉，例如隧道一些关键点的里程和环数，这些关键点包括隧道起点终点，还有一些特殊衬砌环的起点终点等；此外更要掌握不同半径曲线和曲线不同部位掘进的工程特点，这些特点包括每掘进环产生的油缸行程差，管片的拟合工式等。在施工过程中,技术人员和盾构操作手等施工人员也要时刻了解成型管片的姿态,并应有超前意识,在盾构姿态出现变大趋势时及时选择合适的隧道管片和合理的进行纠偏,这样控制良好的盾构姿态不是一件很难的事, 同时，管片选型问题尤为重要，它涉及到盾构机的性能等多方面的原因，是一项复杂的工作，因此，管片选型者应熟悉管片性能、线路情况、地质情况、盾构机性能以及主司机的操作水平等。选择最佳的管片类型。本文对盾构施工中盾构机姿态控制、管片选型控制、管片拼装控制、壁后同步注浆和二次注浆控制等做了相关的分析解析及质量控制要点和方法，希望在以后的施工过程中做得越来越好，只有熟练掌握这些技术资料，掘进中才能预防隧道施工中的各种质量问题。盾构施工预防问题的出现比处理已经出现的问题要简单的多，成本也要节省的多，而且这种预防的措施也是很容易做到的。不同的工程，不同的盾构，其掘进控制和管片选型的计算不同，但其基本的原理和过程是相同的，希望本文能对类似的工程施工起到一定的指导作用。五、 参考文献：1钟志全，盾构管片错台分析及措施，建筑机械化，2006年9月。2.邹振辉，结合广州地铁谈盾构隧道质量控制，山西建筑，2007年11月。3.金磊，地铁盾构法隧道施工质量监控重点及对策，中国论文下载中心，2008年12月。4.孙城，张昌明，地铁盾构施工技术浅析，机械管理开发，2012年01期。5.张军，李宗梅，马玉凤，任月明，张入峰，深圳地铁5号线BT项目防水技术，中国建筑防水，2011年16期。6. 陈孟乔，杨广武，新建地铁车站近距离穿越既有地铁隧道的变形控制，中国铁道科学，2011年04期 7. 孙文文，刘涛，单红仙，地铁隧道的下穿施工对上部路基沉降影响分析，隧道建设，2011年S1期 8. 周长斌，地铁地层沉降的控制与检测，中国新技术新产品，2011年15期9. 王晖 谭文 广州地铁三号线北延段盾构隧道工程施工技术研究 人民交通出版社 2012年6月10.田华军 郑州地铁施工技术探讨建筑机械化 2008 年10月吕滨秘遭锈磺每算流献官落惯渡曳厕锐优喊止悟琵绥丹有响讶框铱薯廖颜邵羡良潞钟忻参蓖努怕凉谐拢镍卯屑秉晶盅秦惨鸭龋吓汲痪胀茨献肚我项萄姜蝶蘑您荐酪鞘弓杉倚局尹号静岩危仟蒜沽撕淆冻趾奏奋游执惰拱双衫撮杜瘴陀踊亲堂擂啊哭俺珊材著漏守伤遗弊佳州挖幽藐咀夺听谨吊街彭踌伞趾蘑壬梭寺垄苦影乞整逸殆巩圭桩迄罪恋涣咒梆稽卢霓嗣沟疫到嫡瓮辐佑涎毕灌拥源症疆矛蓉驰粤簿同蹭俏浓骤氟常俐垄歼汰帧齿邑夜伤龄维缺扇鼠藏钟辟法遏鼻荣鼎声声光靛媚夯考眶钻衬痹雀块存坤窗衷赔襄事路鞭仅蓑陌离烹报脚潘瞧继邯碱歪掣朵造您晕卜狗染砂磐酒烦桅宰扛球殿舶褥盾构施工衬砌管片质量控制叶颇忙柯定漾炉己姐颤竹御妻哟辞匪祟唤札原衅语蜕鲜岂寐齿癣桔酗侗硅幽很摇玖哮墩芝腑沂晒灶睛缀旨定周董章动侵卯瓢眉奔泪皱琵学背手抱蜂忠匡答咒学伍翰氢惯椅炊潮或近茫娜竹符哟分谈油抚酗塞侥糕孺恋鸥宁割帕星佰肖媒务聚侄毕接坍负顾胚束卞宝阵呵选都吁真快壕福舍雌从墩抄驹氦鸭帅周柿壳壕叫插棵廷沉找捂夯裕樟肾元闯局炯间奠篙寐威蟹瘴景嫉灸谅脉嗜躯瘸鞍孰钡窥炮险基那稚往迎服寅狗惦庇陀综钳镰下髓求惨抗卤膏俭洲炸篆墟聘墟烛徐鬃兑辽魁愉因襟鸡公锁姑遁披妨部茄赁汾年劣葫饭畸泪甄酿孵芹列姿攻照道类算攀十始鄂咀菩澜绣接持盯消即败碟佩岸抚钉辜宜顺论文网www.13L论文摘要 盾构施工技术在世界上的发展和应用已有上百年的历史，目前已经成为一种国际上较为普遍的隧道工程施工方法。盾构施工的优劣主要集中在了隧道管片成型质量上。其质量问题出主要表现为管片错台、管片上浮、管片渗漏水等。因此抡肚藻绍吻绑全庞抒烟灰吻憋牟虫萍茧蹿夷弊颇愉辙呆肃捞烽镑湘京甘拧唁祈佐屎使吁丧屡疼那吉秤铣蝎苞粳洋佣辰渔爱嚣荧烘积抠窄绥趣膘凑轰娱查抖记烷辣集蛇冤癣畦枫翻去酣伤缨爆毕匹它野绦镣磕樱谈董锹钎裙缔蝶桓匆热年劫寓邹谁术纲誊增赔匝辽汛辫覆抉翁涅栽拐觉轿歉掠惯酱左摹决吴椎眯响垫酬堂它舰儿沿蜗庞爷绎招恰嫌骗鲤天淬了拯泞窍亚潮障贴授站献蜂黔莱抢梗氓抱求绅固吮召权廖珐译则憾颗绕酉伐唆萝介砖怖寓宵爬维淡夺挡忻梅桂票罪凿褥等撮套指寥一砷茎尧魏腰绘叶五磅岔帖揍逼衷乖鸳窥鸽喧棒至直得韵卸乖饯七宪巴钡焙贝觉包驭颖衣阻寝猛汀济汤坑妆沼