管片拼裝質(zhì)量控制技術(shù)

1管片的特性

深圳地鐵7號線7301-2標盾構(gòu)管片環(huán)重要為通用環(huán)，管片環(huán)外

徑為6m,內(nèi)徑為5.4m,幅寬1.5m,厚度為0.3m,楔形量38mm。

每環(huán)由6片管片構(gòu)成，其中三塊原則塊，兩塊鄰接塊，一塊封頂塊;

管片混凝土強度等級為C50,抗?jié)B等級不不不小于plOo

管片拼裝除了這些特性外，在設(shè)計中尚有拼裝點位、楔形等某些

特性。

1.1管片的拼裝點位

本區(qū)間的管片拼裝分10個點位，和鐘表的點位相近，分別是1、

2、3、4、5、7、8、9、10、11。

管片劃分點位的根據(jù)有兩個：管片的分塊形式和螺栓孔的布置。

拼環(huán)時點位盡量規(guī)定ABA（1點、11點）形式，隧道管片規(guī)定錯縫拼

裝，相鄰兩環(huán)管片不能通縫。管片拼裝點位有很強日勺規(guī)律，管片日勺點

位可劃分為兩類，一類為1點、3點、5點、8點、10點；二類為11

點、2點、4點、7點、9點。同一類管片不能相連，例如1點后不能

跟3、5、8、10這四個點位，只能跟11、2、4、7、9這五個點位。

在成型隧道里兩聯(lián)絡(luò)通道之間的奇數(shù)管片是同一類，偶數(shù)管片是同一

類。

1.2管片楔形日勺種類

楔形管片分為前楔形、后楔形、等腰楔形（6000：19）o本工程

采用日勺管片為等腰楔形。后楔形和等腰楔形輕易控制管片方向，糾偏

比較靈活，前楔形一般不可取。

相

魂

盾殼管片進

管片

方

向一—~—

管片.

管片向

①后楔形糾偏示意用②前燮彩糾值示意重

掘

克

盾

進

方

向

③等耍饌鄉(xiāng)糾傕示冬至

二

gT|

o

000^

6tC^27002(

6000

如圖所示，在楔形量相似的狀況下后楔形管片糾偏的能力最強,

前楔形管片糾偏能力最差。

1.3管片楔形量確實定

隧道在曲線上，外邊長不小于內(nèi)邊長，且盾構(gòu)機姿態(tài)一直蛇行前

進，因此規(guī)定管片在隧道里拼裝時，可以靈活地調(diào)整走向，即需要管

片設(shè)計楔形量°

確定管片楔形量的原因有三個，分別是線路的曲線半徑、管片寬

度、原則環(huán)數(shù)與楔形環(huán)數(shù)之比。本標段管片楔形量為38mm。

2盾構(gòu)管片拼裝施工流程

盾構(gòu)管片拼裝口勺施工流程：管片進場檢查玲粘貼防水材料玲由技

術(shù)人員和質(zhì)檢員檢查防水材料粘貼狀況-吊裝下井3電瓶車將管片

運至盾尾玲盾尾清理好縮回安裝位置油缸玲管片就位好拼裝管片玲管

片螺栓連接玲管片脫離盾尾后玲二次緊固螺栓。

3管片拼裝施工措施

管片拼裝是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)，其拼裝質(zhì)量的好壞不僅直接

關(guān)系到成洞的質(zhì)量，并且對盾構(gòu)機能否繼續(xù)順利推進有著直接的影響C

因此，管片在拼裝前仍要進行一次檢查，再次確認管片種類對的、質(zhì)

量完好無缺和密封墊黏結(jié)無脫落，管片的吊裝孔預埋位置對出J,封堵

蓋完好無損，以及其他重要預埋件和混凝土日勺握裹牢固，管片接頭使

用的螺栓、螺母、墊圈、螺栓防水用密封墊等附件準備齊全后，才容

許拼裝。每環(huán)管片拼裝結(jié)束后要及時擰緊各個方向的螺栓，且在該環(huán)

脫出盾尾后再次擰緊。

3.1拼裝機械設(shè)備

管片安裝機整體外形為一圓環(huán)狀，套裝在2個安裝器行走懸伸臂

上，重要用于管片日勺拼裝襯砌。其安裝頭具有6個自由度，包括隨安

裝器日勺前后移動、旋轉(zhuǎn)運動、伸舉運動和繞管片自身日勺三軸旋轉(zhuǎn)運動，

管片安裝手通過操作控制臺可以精密控制管片的動作和定位。管片安

裝器由液壓驅(qū)動，安裝器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度在±200。范圍內(nèi)。

3.2管片的堆放運送

管片出廠前逐片進行尺寸、外觀的檢測，不合格者不容許進廠。

外觀的檢測內(nèi)容有：管片表面光潔平整，無蜂窩、露筋，無裂痕、缺

角，無氣、水泡，無水泥漿等雜物；灌漿孔螺栓套管完整。安裝位置

對的。對于輕微口勺缺陷進行修飾，止水帶附近不容許有缺陷。

到達齡期并檢查合格的管片有計劃地由平板車運到施工現(xiàn)場，管

片運送時其間用墊木墊實，以免使管片產(chǎn)生有害裂紋，或棱線部分被

碰壞。

管片抵達現(xiàn)場后由龍門吊卸到專門的管片堆放區(qū)C管片堆放區(qū)應

選擇合適，以免因其自重導致場所不均勻沉降和墊木變形而產(chǎn)生異常

W、J應力而破裂。在卸之前對管片進行逐一的外觀檢測，不符合規(guī)定（裂

縫、破損、無標志等）的管片立即退回。

管片下井采用龍門吊進行。洞內(nèi)運送采用電瓶車牽引管片車運送。

管片車上的管片堆放有序，堆放次序是根據(jù)管片安裝次序。

管片運到盾構(gòu)機附近后，由管片吊裝機卸到管片喂片機，再送到

管片安裝機作范圍內(nèi)，并被從下到上依次安裝到對應位置上。當最終

一塊插入塊安裝緊固后，一環(huán)管片即安裝完畢，可以進行下一環(huán)內(nèi)掘

進。

3.3管片拼裝

管片拼裝時采用錯縫拼裝方式，先拼裝底部原則塊，然后按左右

對稱次序逐塊拼裝兩側(cè)的原則塊和鄰接塊，最終拼裝封頂塊。封頂塊

拼裝時先搭接2/3環(huán)寬，徑向推上，再縱向插入。

本標段均采用M24彎螺栓，每環(huán)縱向10根，環(huán)向12根，計22

根/環(huán)。管片拼裝過程如下：

a.用管片拼裝機將管片吊起，沿吊機梁移動到盾尾位置。

b.拼裝前徹底清除盾殼安裝部位aJ垃圾和積水，同步必須注意

管片日勺定位精確，尤其第一環(huán)要做到居中安放。

c.管片拼裝采用自下而上口勺原則，由下部開始，先裝底部原則

塊（或鄰接塊），再對稱安裝原則塊和鄰接塊，最終安裝封頂塊，封

頂塊安裝時，先徑向搭接2/3,徑向推上，然后縱向插入

d.拼裝時千斤頂交替收回，即安裝哪段管片收回哪段相對應的

千斤頂，其他千斤頂仍頂緊。

e.管片拼裝要把握好管片環(huán)面日勺平整度、環(huán)面的超前量以及橢

圓度，還要用水平尺將第一塊管片與上一環(huán)管片精確找平。

f.第二塊管片與上一環(huán)管片和第一環(huán)管片大體對準后，先縱向

壓緊環(huán)向止水條，再環(huán)向壓緊縱向止水條，并微調(diào)對準螺栓孔。

g.邊拼裝管片邊擰緊縱、環(huán)向連接螺栓。

h.在整環(huán)管片脫出盾尾后，再次按規(guī)定扭矩擰緊所有連接螺栓。

3.4管片拼裝質(zhì)量控制

根據(jù)協(xié)議文獻中日勺《技術(shù)規(guī)定》規(guī)定，以及《市政工程施工及驗

收技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)圓隧道驗收原則并結(jié)合拼裝的工藝特點，提出本

隧道盾構(gòu)施工管片質(zhì)量原則如下（《綜合性施組》）：

襯砌成環(huán)后直徑容許偏差：12mm

相鄰環(huán)環(huán)面間隙：不不小于1mm

縱縫相鄰塊塊間間隙：不不小于1mm

對應口勺環(huán)向螺栓不一樣軸度：小不小于1mm

相鄰環(huán)管片的容許高差（踏步容許值）：4mm

相鄰管片肋面不平整度偏差：3mm。

螺栓聯(lián)結(jié)穿進：環(huán)向螺栓和縱向螺栓，100%穿進

盾構(gòu)軸線控制：高程、平面控制均為50mm

管片無貫穿裂縫,無不小于0.2mm寬度的裂縫及碎剝落現(xiàn)象

3.5管片拼裝的注意事項

a.每一環(huán)推進長度必須到達不小于環(huán)寬300mm（1800mm）以上方

可拼裝管片，以防損壞封頂塊止水條。

b.管片吊裝頭必須擰緊。為防止管片旋轉(zhuǎn)過程中安裝頭單獨承

受管片重量，應將4條壓板均勻地接觸管片。

c.管片拼裝過程中，第一塊管片的位置尤為重要，它決定了本

環(huán)其他管片的位置及拼縫KJ寬窄。管片高于相鄰塊，將會導致封頂塊

塊日勺位置不夠；低于相鄰塊，縱縫過大，防水性減少。同步，第一塊

應平整，防止形成喇叭口。

d.管片拼裝應滿足規(guī)范規(guī)定日勺偏差。

e.擰緊螺栓應保證螺栓緊固，緊固力矩要到達設(shè)計規(guī)定300N.m

（參照深圳5標段）。

f.同一環(huán)內(nèi)各管片區(qū)I相鄰位置，應常合設(shè)計圖紙規(guī)定，不可互

換。每環(huán)管片上有管片類型標識、環(huán)類型標識、縱縫對接標識，安裝

管片時應認真查看這些標識，保證管片安裝對的；管片迎千斤頂面和

背千斤頂面不一樣，方向不要錯裝。操作手在安裝管片時看到管片中

心標識字符應是正向的，假如是倒置的，則管片上字體朝向錯誤。

g.管片封頂塊拼裝措施為先縱向搭接2/3,然后安裝器徑向頂?shù)?/p>

預定位置再縱向插入。

h.安裝時注意小心輕放，防匕損壞管片和小水條0

i.對掘進過程中出現(xiàn)的管片裂縫和其他破損，要及時觀測記錄并

提醒盾構(gòu)機操作手注意，并要選擇合適時間對管片進行修補。

j.每次根據(jù)需要拼裝管片日勺位置，回縮對應位置的部分千斤頂。

過多日勺千斤頂回縮是十分危險日勺，前面土體的支撐壓力會使得盾構(gòu)機

后移，輕則導致盾構(gòu)機姿態(tài)變樣，重則引趁安全事故。

4片拼裝常見問題分析

4.1管片錯臺

a.錯臺W、J概念及分類

盾構(gòu)管片錯臺包括徑向錯臺、環(huán)向錯臺和縱向錯臺。徑向錯臺是

指一環(huán)管片內(nèi)，兩相鄰管片塊接縫處存在的徑向相對位移。環(huán)向錯臺

是指相鄰兩環(huán)管片之間環(huán)向接縫處存在日勺相對位移。縱向錯臺是指相

鄰兩環(huán)管片在縱向上存在的相對位移，一般只在通縫拼裝時出現(xiàn)。

環(huán)向錯臺徑向錯臺

縱向錯臺

b.導致錯臺的原因

管片錯臺是拼裝好日勺管片同一環(huán)各片，或者是管片與管片之間的

內(nèi)弧面不平整。管片口勺錯臺，一般是由于受力不均勻?qū)е碌模划斈滁c

的集中荷載超過了設(shè)計極限后，必然會導致管片區(qū)I相對位移。

線路位于曲線段和軟硬不均地層時，輕易產(chǎn)生管片錯臺現(xiàn)象。這

是由于在曲線段盾構(gòu)掘進，千斤頂推力將會給管片產(chǎn)生一種向外的分

力，管片自然就會向外產(chǎn)生位移，從而引起錯臺的發(fā)生。同理，在軟

硬不均地層中掘進，由于地層物理力學性能差異，導致管片姿態(tài)輕易

跑偏從而產(chǎn)生錯臺。

盾構(gòu)機各組千斤頂油缸推力不一樣，導致各管片塊體所受千斤頂

撐靴的推力不一樣，在管片通縫拼裝的狀況下，輕易使管片產(chǎn)生縱向

錯臺。

管片安裝時，在盾尾殘留的渣土未清理潔凈，尤其是底部，有時

是盾尾漏泥沙，清理困難，在此位置的某片管片很難就位，甚至螺栓

難以插入，導致錯臺。由于采用人工操作機械安裝，安裝時不按照規(guī)

范規(guī)定，未調(diào)整好管片內(nèi)環(huán)面平整度，引起錯臺。管片安裝完畢后,

管片螺栓未按照規(guī)定復緊導致錯臺C

注漿量和注漿壓力不均引起錯臺。在施工過程中，管片與圍巖之

間KJ環(huán)形間隙采用同步注漿模式充填快凝漿，并且間隔一定環(huán)數(shù)進行

二次補注漿。注漿壓力過大或過小，都將導致管片所受徑向壓力而產(chǎn)

生徑向錯臺；注漿壓力將不均導致管片各部位受力不均從而導致管片

發(fā)生錯臺。

管片上浮有時可導致管片錯臺。尤其在圍巖很穩(wěn)定H勺地層中，當

盾構(gòu)掘進速度較快時，假如沒有立即采用防止隧道管片上浮的措施,

隧道管片W、J上部會發(fā)生持續(xù)日勺“疊瓦式”錯臺。

C.錯臺的控制措施

根據(jù)以上分析，管片錯臺日勺對應防治措施有：

優(yōu)化線路曲線設(shè)計，盡量防止小半徑H勺曲線段；選擇合理類型日勺

管片，轉(zhuǎn)彎管片的比例必須到達實際施工的需求；嚴格控制管片螺栓

的質(zhì)量。

加強盾構(gòu)掘進過程中的參數(shù)控制，盾構(gòu)姿態(tài)應與線路姿態(tài)相吻合;

糾偏幅度控制在±(5~6)mm；油缸行程上下左右控制在40mm范圍內(nèi);

加強盾尾間隙的量測頻率，一般應為2次，掘進結(jié)束時量測1次，管

片拼裝前量測1次，以管片拼裝前量測的成果作為最終管片選型的根

據(jù)；盾尾間隙要盡量均勻。

嚴格注漿管理，根據(jù)不一樣地層，調(diào)整不一樣的注漿方式，控制

注漿壓力，若地質(zhì)條件復雜，地面沉降大，注漿壓力不能超過其設(shè)計

壓力日勺25%；同步注漿應與盾構(gòu)掘進緊跟，每一環(huán)的注漿量應保證在

(3.142*3.14-32*3.14)*L5*200%=8.lm3(施工組織設(shè)計參照壓漿量

為理論壓漿量的130%?250%,取200%計算)，否則進行補充注漿。

安裝管片時，必須嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，螺栓緊固嚴格執(zhí)行“三次

緊固”的原則。(第一次：管片拼裝中第一次緊固，緊固扭矩大小為

設(shè)計H勺50%；第二次：管片拼裝結(jié)束第二次緊固，緊固扭矩大小為設(shè)

計的75%；第三次：管片出盾尾位置后第三次緊固，緊固扭矩大小為

設(shè)計H勺100%o)

4.2管片破損

a.管片破損的形式

管片在運送、安裝過程中，因多種原因，會導致不一樣程度的少

許外脫缺陷，重要體現(xiàn)為：螺栓孔混凝土崩裂、崩角、崩邊，吊裝孔

混凝土崩裂、裂縫等。

b.導致管片破損的原因

管片破碎原因諸多，重要有管片自身質(zhì)量問題、拼裝工藝問題、

掘進參數(shù)沒定問題、二次注漿問題。

管片拼裝前導致管片破損的原因如下：

管片生產(chǎn)過程中因混凝土原材料問題、配合比問題和養(yǎng)護問題而

產(chǎn)生收縮裂縫。

管片運送、翻轉(zhuǎn)、堆放以及吊裝過程中發(fā)生掉角、破損現(xiàn)象，嚴

重影響外觀質(zhì)量和拼裝質(zhì)量。

管片在止水材料和傳力襯墊粘貼時，必須按照規(guī)定進行粘貼，防

止由于粘貼不對的導致管片在拼裝時受力不均而碎裂。

管片拼裝是導致管片破損原因如下：

拼裝時，由于管片環(huán)面之間及相鄰兩塊管片間接觸面達不到理想

的平行狀態(tài)，使得襯砌角部先受力而產(chǎn)生應力集中，而導致管片角部

破碎。

封頂塊拼裝時，由于先行拼裝出J5塊管片圓度不夠，兩鄰接塊

間的間隙太小，把封頂塊強行頂入，導致封頂塊及鄰接塊接縫處管片

破碎，破碎部位發(fā)生在鄰接塊上部及封頂決兩側(cè)。

千斤頂推力過大或者作用面不平整，導致管片與千斤頂撐靴接觸

的部位混凝土裂縫甚至破碎。

拼裝時螺栓難以穿入螺栓孔，敲打螺栓導致破損。

錯片拼裝后導致管片破損的原因如下；

同步注漿后，隧道上部的漿液會逐漸向下部流動，形成下部漿液

多而上部漿液少口勺狀況，引起管片上浮，上部管片與盾構(gòu)機內(nèi)殼間隙

減少，推進時導致管片破碎。

管片姿態(tài)尚未完全穩(wěn)定前，當二次注漿壓力不均勻時，會使部分

管片產(chǎn)生位移，位移管片與未發(fā)生位移的管片互相擠壓會形成應力集

中，輕易產(chǎn)生環(huán)向破碎現(xiàn)象。

管片錯臺導致管片破損。

管片破損原因記錄

管片破損原因比例(%)

管片運送和堆放5.3

管片拼裝操作38.2

盾構(gòu)機姿態(tài)與管片姿態(tài)互相位置21.6

不一致

推進時管片受力不均勻18.5

同步注漿量分布不合理6.5

管片質(zhì)量9.9

C.管片防破損控制

管片破損常常是以上一種或一種以上原因綜合作用H勺成果，通過

仔細分析再采用針對性措施進行處理，可以減少管片破損現(xiàn)象的發(fā)生。

搬運、堆放管片時的針對性措施如下：

在搬運過程中輕吊慢放，著地時要平穩(wěn)；堆放時不適宜超過3層，

并對H勺擺放墊木。

吊放管片不得使用鋼絲繩，應采用吊裝帶吊裝。

選擇、擺放好墊木，在管片車上管片擱置部位設(shè)置橡膠條，以起

到緩沖作用。

按規(guī)定貼好角部止水橡膠條、傳力襯墊、橡膠板。

管片拼裝時的針對性措施如下：

拼裝前，先測量前一環(huán)各管片之間口勺互相高差，包括環(huán)向和徑向。

根據(jù)實測數(shù)據(jù)，調(diào)整已粘貼好的糾偏鍥子，以保證拼裝后環(huán)面的平整

度。

拼裝前清理上一環(huán)管片上的泥塊及泥漿，保證環(huán)面清潔，無加泥。

拼裝時保證初襯砌環(huán)圓度，塊與塊不錯位。推進油缸日勺仲次序應

與管片拼裝次序一致。

管片拼裝過程中切忌野蠻操作，強行插入和敲打。

推進時針對性措施如下：

推進前應仔細觀測千斤頂撐靴與管片環(huán)面接觸W、J平整度，對不平

整處可增設(shè)橡膠楔子來調(diào)整，確認平整后在開始推進。

盾構(gòu)推進時，千斤頂推力設(shè)定一般不不小于千斤頂最大推力值的

2/3,操作過程中嚴格控制千斤頂編組壓力差。

盾構(gòu)推進時，及時根據(jù)設(shè)計規(guī)定、盾構(gòu)穿越土層的變化、上部荷

載狀況以及測量資料來調(diào)整各項施工參數(shù)，將盾構(gòu)姿態(tài)嚴格控制在設(shè)

計容許偏差范圍之內(nèi)。

管片與盾構(gòu)機殼間隙較小又必須進行糾偏時，可以在前半環(huán)順著

管片原軸線方向推進，待管片與機殼之間的縫隙增大后，后半環(huán)推進

時再對盾構(gòu)姿態(tài)進行調(diào)整，最終使盾構(gòu)機與管片盡量處在同心狀態(tài)。

同步注漿時，控制好注漿量的分布和注漿壓力，尤其是在曲線段

推進和糾偏時通過變化各個注漿孔的注漿量分派和注漿壓力來調(diào)整

管片姿態(tài)以及控制較大錯臺的發(fā)生。

嚴格控制二次注漿壓力，以防壓力過大而使管片開裂C

d.管片修補措施

當管片表面出現(xiàn)缺棱掉角、混凝土剝落、不小于0.2mm寬的裂

縫或貫穿性裂縫等缺陷時，在管片脫出出盾尾并具有修補條件時，必

須進行修補。管片修補時，應分析管片破損W、J原因及程度，修補材料

強度不低于管片強度。

管片剛出現(xiàn)裂縫時的修補措施如下：

在需要修補W、J地方鑿去松散浮漿，直到露出密實混凝土為止；再

用毛刷和清水把修補面沖洗潔凈，接著用濕毛巾覆蓋，使修補面一直

處在潮濕狀態(tài)。

在修補部位均勻涂抹界面劑。

均勻涂抹配置好的環(huán)氧砂漿，在距表面約5mm處再涂抹一層用

黑、白水泥及快硬水泥配置好的凈漿，使修補后的表面與原管片一致。

已修補好的部位需要專人不間斷地澆水養(yǎng)護，以保持其表面濕潤

為準。養(yǎng)護的好壞直接關(guān)系到修補強度及與原混凝土斷面H勺結(jié)合狀況。

破損深度不不小于3cm（管片內(nèi)側(cè)主筋保護層厚度）時，此類破損

未破壞及管片的強度構(gòu)造，故可以僅作表面修復處理，環(huán)節(jié)如下：

對于龜裂及寬度不不小于0.2mm的裂縫，直接用砂紙把裂縫周

圍磨平即可。

對修補位置進行清理，用水將修補表面沖洗潔凈；修補面較光滑

時，作鑿毛處理。

用水泥砂漿對破損部位進行修補。

使用刮刀等工具修出修補處的棱角，保證其與管片邊角外形一致。

當修補塊到達一定日勺強度后采用細砂紙打磨修補面，和管片原有

面行成很好W、J過渡，保證外觀質(zhì)量。

修復后要加強養(yǎng)護。

假如破損較大并不小于鋼筋保護層厚度時，管片內(nèi)部鋼筋會一部

分露出，如不加以處理會對管片日勺強度以及抗?jié)B性帶來影響。此類破

損的修補過程為：

將破損處的斷塊所有清理潔凈。

如發(fā)現(xiàn)鋼筋有銹蝕現(xiàn)象，應使用除銹劑進行除銹處理。

對修補位置進行清理，用水將修補表面沖洗潔凈；修補面較光滑

時，作鑿毛處理。

使用環(huán)氧樹脂砂漿對破損部位進行修補，使修補處外形與破碎前

保持一致。

當修補塊到達一定的強度后采用細砂紙打磨修補面，和管片原有

面形成很好的過渡，保證外觀質(zhì)量。

修復完畢后要加強養(yǎng)護。

缺棱、掉角的管片修補措施如下：

修補前將混凝土基層上的松散顆粒、油脂或其他污物清理潔凈,

再用水浸透基層。

將管片修補劑與（快硬）水泥混合成漿體（以滿足修補操作規(guī)定

的稠度），用抹刀涂于準備好W、J潮濕（面干）混凝土表面。表面H勺空

隙要涂滿，一次修補厚度不超過5mm。等漿體干燥后立即再抹一層，

直至抹平，將多出的漿體清理潔凈。

缺棱、掉角深度不小于1cm時\可采用修補砂漿修補。

修補好后來應進行合適養(yǎng)護，保持潮濕狀態(tài)，不少于3d。

用砂紙將修補處打磨光滑。

4.2管片上浮

a.管片上浮的原因

對于圍巖可以自穩(wěn)的隧道，襯砌環(huán)脫出盾尾后不受地層壓力作用,

假如沒有水或未凝漿液的作用，一般不會發(fā)生上浮。當處在富水地層

或采用惰性漿液同步注漿時，襯砌環(huán)將會發(fā)生較大的上浮，且持續(xù)時

間相對較短。管片上浮受到超挖、推力不均衡、糾偏、注漿壓力不均

衡等內(nèi)外部原閃時影響。

管片位移日勺外部條件重要有如下兩點：

襯背環(huán)形建筑空間。盾構(gòu)機的切削刀盤直徑D與隧道襯砌管片的

外徑d有一定日勺差值，即=(6280-6000)/2=14cm。由于盾構(gòu)掘

進過程中W、J蛇形運動，會產(chǎn)生超挖和理論間隙，管片與地層間存在一

環(huán)形建筑空間。在軟巖地層中，當管片脫出盾尾后，假如不及時進行

同步注漿填充環(huán)形建筑空間，拱頂圍巖便有也許產(chǎn)生變形引起地表過

量沉降，但這種變形消除了隧道管片與圍巖間的建筑空間，即時約束

管片上浮的趨勢。但在硬巖地層中，管片脫出盾尾后，由于其巖層的

穩(wěn)定性，環(huán)形建筑空間在相對長日勺時間內(nèi)是穩(wěn)定的I,如不及時充填此

空間，脫出盾尾的管片便處在無約束的狀態(tài)，給管片的位移提供了也

許日勺條件。

過量超挖。在均質(zhì)持續(xù)的地層中掘進，盾構(gòu)機刀盤所承受前方開

挖面H勺掘進阻力是均勻的，這時盾構(gòu)機的掘進是持續(xù)均衡口勺，掘進參

數(shù)也保持相對不變，盾構(gòu)姿態(tài)沿軸線的控制也較輕易。深圳地區(qū)地質(zhì)

總的特點是：巖性變化大，地層層面起伏大，且在隧道橫斷面方向也

有起伏變化。在隧道內(nèi)就形成了上下左右?guī)r性不一、軟硬不均的一種

開挖面，這將導致盾構(gòu)在掘進過程中過量的蛇形運動，擴大管片與圍

巖間H勺建筑空間；同步，下部地層硬，刀盤下部受到的阻力不小于上

部，刀盤轉(zhuǎn)動切削土體過程中，極易導致上部相對軟弱的土層過量切

削甚

至塌方，也會擴大管片與圍巖間n勺建筑空間。這些過量蛇形和過量超

挖形成的空聞為管片位移提供了又一也許R勺條件。

管片上浮口勺內(nèi)在原因重要有如下幾種方面：

管片所受浮力不小于管片自重。管片脫出盾尾后，拱頂土體所有

塌落到管片構(gòu)造需要一定期間和過程，不及時填充此空間，脫出盾尾

的管片周圍處在地下水包圍的無約束狀態(tài)，給管片的位移提供了條件。

盾構(gòu)隧道是空心H勺筒體，在混凝土自重作用下有下沉H勺趨勢，但在全

斷面地下水壓力作用下，防水性能優(yōu)良W、J襯砌隧道則有上浮W、J趨勢。

管片外徑6m、內(nèi)徑5.4m、寬1.5m

管片混凝土自重G=(*％=2500*9.8*(322*3.14)*1.5=197KN

水浮力Fj4=1000*9.8*(3.14*32*1.5)=416KN

Pc---混凝土密度，取2500kg/m3

”?一一管片混凝土方量，約為8.05m3

V———環(huán)管片所占體積，約42.410?

管片自重G不不小于水浮力F,這就解釋了管片初期為何隧道上

浮位移發(fā)展原因。

注漿量局限性。理論上，漿液需100%充填建筑總空隙。由于一般

時漿液失水固結(jié)，盾構(gòu)推進時，盾殼帶土使開挖斷面不小于盾構(gòu)外徑,

部分漿液劈裂到周圍地層，導致實際注漿量要超過理論注漿量。

何步注漿未及時凝固。隧道問步注漿漿液采用惰性漿液，24h強

度很低（基本無強度）。在富水地層中，惰性漿液初凝時間長，漿液

在初凝前輕易被稀釋，因此低強度漿液不僅無法對管片提供約束，相

反提供了上浮力。

管片受到地基回彈作用「盾構(gòu)機的重量重要集中在前盾,由盾尾

至后配套臺車一段襯砌基本無壓載，管片脫出盾構(gòu)后失去了約束，同

步還受到周圍土層的作用。土層也許對管片產(chǎn)生壓力，也也許盾構(gòu)出

土導致地基卸載，地基回彈導致土層對管片產(chǎn)生浮力。

施工中盾構(gòu)推進千斤頂導致的管片縱向偏心荷載，致使管片縱向

發(fā)生日勺彎曲變形，從而也許導致管片上浮。

B.管片上浮的控制措施

選擇合適的注漿漿液。注漿材料重要有單液型漿液和雙液型