文档介绍：盾构隧道管片破损分析及防治措施
盾构隧道管片破损分析及防治措施
【摘要】本文介绍了管片破损原因及主要影响因素,探讨了盾构隧道管片破损、开裂处理措施,阐明了管片破损修复,对保证隧道安全运营具有一定意义。
【关键词】盾构隧道管片破损防治措施
中图分类号:: A 文章编号:
一、前言
管片缺陷种类
的非贯通性干缩裂缝;两相邻管片外表面混凝土毁损、掉角;管片棱角磕碰、翘曲不平; 的裂缝。
管片破损原因及主要影响因素
钢筋混凝土管片作为盾构隧道最基本的结构单元,其破损的根本原因是管片结构受力超出其承载能力而导致沿混凝土结构内剪应力面出现的破损;施工过程中主要为局部应力集中。根据盾构施工工艺,成型隧道结构管片主要经历管片生产、管片运输、管片拼装几个主要阶段;由于目前管片生产大多采用标准化工厂制作,其破损主要是工厂内搬运时发生的角部缺角,破损面积及体积均较小且一般均采用了同配比的混凝土进行了修补,在此不做讨论。
1、管片运输
在管片从工厂到施工场地拼装前的过程中一般要进行水平运输和垂直搬运以及堆放过程,由于操作原因常会造成管片的磕触碰导致产生小块破碎。其主要原因是在运输和摆放过程中操作工人不熟练、搬运吊装过程中摆放力度不适,属管理不当而人为导致的。
2、管片拼装
(一) 管片接触面不平整造成破损
拼装时,由于管片环面之间及相邻块间接触面不平整,使得衬砌角部产生应力集中而导致管片角部破碎;拼装时,前一环环面不平整,块与块间有错位,导致下一环管片拼装时出现环面纵向错台。当为通缝拼装时易出现错台处应力集中导致角部破损;当为错缝拼装时由于推进过程中管片中间部位应力集中出现纵向裂纹,一般出现在受盾构推力作用较大的拱底块。
(二)管片失圆造成破损
拱顶块安装时,由于先行安装的管片圆度不够,拼装间隙太小,如果强行顶入拱顶块会导致其与邻接块接缝处管片破碎。破碎部位多发生在邻接块及封顶块接缝两侧;隧道管片实际拼装成环后,衬砌的横向、竖向直径均有不同程度的偏差。
(三)盾构轴线与管片轴线不吻合造成破损
在实际施工过程中,管片与盾构机的相对关系常常不能保持理想状态,当管片的环面与盾构推进方向存在夹角时,其合力作用方向部位的管片容易破碎,特别是当转弯、竖曲线段和纠偏量大时,易产生“卡壳”现象,即两者碰在一起。盾构机一推进,就会造成管片一定部位破碎。
3、其他原因造成的管片破损
盾构隧道施工时由于风险失控造成管片破损。隧道施工中出现大面积的渗漏险情造成管片损坏,如上海、南京等地出现过的盾构始发到达渗漏险情造成的管片破损;成型隧道周边其他工程的建设对隧道结构的保护若出现不当,易造成隧道成型管片的大面积的损坏,如上海轨道交通11号线安亭支线区间隧道被京沪高铁施工管桩击穿、南京明故宫站旋喷施工损坏相邻隧道管片等。
二、盾构隧道管片破损防治措施
采用拼装预制混凝土管片作为隧道衬砌的盾构隧道工程中,管片发生破损、开裂与管片拼装过程中管片错台、千斤顶推力位置以及盾构掘进过程中姿态控制等都有一定的关系,管片破损开裂破坏了管片结构,也给隧道的防水带来了隐患。
1、管片上浮的处理
管片上浮后的处理比较难,一旦发现管片上浮超限,应立