文档介绍：盾构隧道管片破损原因分析及处理措施
盾构隧道管片破损原因分析及处理措施
摘要:盾构法施工隧道中,由于各种原因共同作用造成管片不通程度的破损、开裂现象,进而影响到隧道的质量和使用寿命。本文就成都地铁熊-动区间中出现的裂缝、破损现象进行研究分析,并提出相应的预防措施,对类似工程具有指导意义。
关键词:盾构管片;破损原因;处理措施
中图分类号: U45 文献标识码: A

动物园站~,,区间隧道主要穿越粘土层及泥岩层,,;平面线路最大曲线半径3000m,最小曲线半径1000m;‰,最小坡度2‰。
、开裂情况分类
在隧道衬砌的内外两侧均有发生,衬砌外侧一般发生在管片与盾构机外壳的接触部位(以拱底块、标准块与邻接块接缝处、封顶块居多);内侧一般发生在管片的角部(以标准块、邻接块和封顶块居多);管片中部少有发生。根据破损的位置主要可以分为四种:管片边角崩裂、螺栓孔处砼破裂、管片外弧面破裂、螺栓孔处砼破裂。中国中铁成都地铁3号线BT项目动物园至熊猫大道区间贯通后,针对上述四类破损进行了统计,破损共计77处,%。本文就边角崩裂和螺栓孔出砼破裂进行分析说明。

管片边角破裂
(1)管片生产吊装、运输过程中,操作人员操作不当或者粗心大意,管片与机械之间相互磕碰造成管片边角破裂;
(2)管片拼装时,由于管片拼装手的操作水平或者已经拼装成型管片相互不平行,管片环向缝与纵向缝之间存在“喇叭口”夹角,拼装时造成边角处应力集中,导致边角破裂。
(3)管片安装过程中,先行安装的管片真圆度不足,邻接块之间的净距小于K块尺寸或K块与邻接块之间的间隙过小,强行将K块顶入邻接块中间,导致K块将邻接块边角破裂。
螺栓孔处破裂
由于盾构法施工过程中,管片是在盾构机尾盾中进行安装,安装成环后,管片尚未受到外荷载的作用。管片间剪力、拉力主要由管片间螺栓承受,传递至螺栓孔周边的混凝土。在盾构向前推进过程中,各种力作用在管片上,造成螺栓孔处混凝土被压碎。此种破碎最为常见(如图1)。

(1)地层原因。该区间为中风化泥岩地层,采用盾构机的切削刀盘直径为6280mm,而管片的外径为6000mm。盾构切削泥岩后,泥岩的自稳性能极好,上部土体无塌落过程。
盾构机姿态控制不佳、,盾构机刀头、中部(铰接位置)、盾尾三点姿态呈“高-低-高”折线显现,盾构机整体呈“对勾”式向前掘进,其中中部(铰接)与盾尾高差自40环处突然猛增,盾尾高于铰接最大达到70 mm(42环),盾构机垂直姿态如图2所示:

图2. 42环盾构机整体姿态43环盾构机整体姿态
(2)浆液凝固时间。切削刀盘直径与衬砌管片外径之间的空隙采用水泥浆液进行填充,同步注浆采用惰性浆液,浆液凝固时间较长,且浆液离析,浆液中细骨料沉落至管片底部,管片上部为水。浆液未对管片形成约束。
(3)盾构机后续台车卸载。盾构机的重量主要集中在切口环和支撑