盾构施工过程质量通病原因及预防

盾构施工过程质量通病分析及预防盾构施工过程质量通病分析及预防 盾构施工过程包括盾构始发接收和正常掘进,始发接收和正常掘进是隧道施 工中的两道关键工序.因此，加强这两道工序质量管理显得尤为重要，下面对两 道工序分别进行分析。 盾构正常掘进盾构正常掘进 盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序，要保证隧道的实际轴线和设计轴线 相吻合,并确保管片圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形. 一、土压平衡式盾构正面阻力过大土压平衡式盾构正面阻力过大 （1） 现象 盾构推进过程中，由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形. 2 原因分析 ① 盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通； ② 盾构正面地层土质发生变化； ③ 盾构正面遭遇较大块状的障碍物； ④ 推进千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油压； ⑤ 正面平衡压力设定过大。 3） 预防措施 ① 合理设计进土孔的尺寸，保证出土畅通； ② 隧道轴线设计前,应对盾构穿越沿线作详细的地质勘查,摸清沿线影响盾 构推进的障碍物的具体位置、深度，以使轴线设计考虑到这一状况; ③ 详细了解盾构推进断面内的土质状况，以便及时优化调整土压设定值、 推进速度等施工参数； ④ 经常检修推进千斤顶，确保其运行良好。 ⑤ 合理设定平衡压力，加强施工动态管理，及时调整控制平衡压力值。 （4 治理方法 ① 采取辅助技术，尽量采取在工作面内进行障碍物清理，在条件许可的情 况下，也可采取大开挖施工法清理正面障碍物； ② 增添千斤顶，增加盾构总推力. 二、盾构后退二、盾构后退 1 现象 盾构停止推进，尤其是拼装管片的时候，产生后退的现象,使开挖面压力下 降，地面产生下沉变形。而且盾构后退过多会严重损害盾尾密封装置寿命。 2 原因分析 ① 盾构千斤顶自锁性能不好，千斤顶回缩； ② 千斤顶安全溢流阀压力设定过低,使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力; ③ 盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多，并且没有控制好最小应有的防 后退顶力。 3 预防措施 ① 加强盾构千斤顶的维修保养工作，防止产生内泄漏; ② 安全溢流阀的压力调定到规定值; ③ 拼装时不多缩千斤顶，管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。 4 治理方法 盾构发生后退， 应及时采取预防措施防止后退的情况进一步加剧，如因盾构 后退而无法拼装,可进行二次推进. 三、三、 盾尾密封装置泄漏盾尾密封装置泄漏 （1 现象 地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾壳和隧道 内，严重影响工程进度和施工质量,甚至对工程安全带来灾难。 （2） 原因分析 ① 管片与盾尾不同心， 使盾尾和管片间的空隙局部过大,超过密封装置的密 封功能界限 ② 密封装置受偏心的管片过度挤压后，产生塑性变形，失去弹性，密封性 能下降； ③ 盾尾密封油脂压注不充分， 盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结,盾尾刷 的弹性丧失，密封性能下降; ④ 盾构后退,造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动,使刷毛反卷， 盾尾刷变形而密封性能下降,严重影响盾尾密封寿命； ⑤ 盾尾密封油脂的质量不好，对盾尾钢丝刷起不到保护的作用，或因油脂 中含有杂质堵塞泵，使油脂压注量达不到要求。 3 预防措施 ① 严格控制盾构推进的纠偏量， 尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致,减少 管片对盾尾密封刷的挤压程度； ② 及时、保量、均匀地压注盾尾油脂； ③ 控制盾构姿态,避免盾构产生后退现象； ④ 采用优质的盾尾油脂,要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能。 4） 治理方法 ① 对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂，恢复密封的性能； ② 管片拼装时在管片背面塞人海绵，将泄漏部位堵住； ③ 有多道盾尾钢丝刷的盾构，可将最里面的一道盾尾刷更换，以保证盾尾 刷的密封性； ④ 从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物. 四、四、 沿隧道轴线地层变形量过大沿隧道轴线地层变形量过大 （1 现象 沿隧道轴线地层变形过量,引起地面建筑物及地下管线损坏。 （2 原因分析 ① 盾构开始掘进后， 如不能同步地进行注浆或注浆效果差,则会产生地面沉 降； ② 盾尾密封效果不好,注浆压力又偏高，浆液从盾尾渗入隧道,造成有效注 浆量不足 ③ 浆液质量不好，强度达不到要求，不能起到支护作用，造成地层变形量 过大； ④ 注浆过程不均匀， 推进过程中有时注浆压力大,注浆量足,有时注浆量少， 甚至不注浆，造成对土体结构的扰动和破坏，使地层变形量过大。 （3 预防措施 ① 正确确定注浆量和注浆压力，及时、同步地进行注浆； ② 注浆应均匀，根据推进速度的快慢适当地调整注浆的速率，尽量做到与 推进速率相符；通过地面监测情况调整注浆量和注浆压力。 ③ 提高拌浆的质量，保证压注的浆液的强度； ④ 推进时同时、均匀、经常地压注盾尾密封油脂，保证盾尾钢丝刷的使用 功能. （4 治理方法 ① 根据地面变形情况及时调整注浆量、 注浆部位,对于沉降大的部位可采用 补压浆的措施； ② 损坏的盾尾进行更换,或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏； ③ 注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆， 可采用从管片上进行壁后注浆的方法， 减少浆液的渗漏。 五、五、 同步注浆浆管堵塞同步注浆浆管堵塞 1 现象 采用单液浆注浆时浆管堵塞,无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影 响施工质量和进度。 2） 原因分析 ① 停止注浆的时间太长，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞； ② 浆液中的砂含量太高,沉淀在浆管中,使浆管通径逐渐减小，引起堵塞; ③ 浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存，时间长了就沉淀凝固. （3） 预防措施 ① 停止推进时定时用浆液打循环回路，使管路中的浆液不产生沉淀。长期 停止推进，应将管路清洗干净； ② 拌浆时注意配比准确，搅拌充分； ③ 定期清理浆管，清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的 管壁润滑良好； ④ 经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活。 4 治理方法 将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理干净后重新接好管路。 六、管片压浆孔渗漏六、管片压浆孔渗漏 （1 现象 管片压浆孔处渗漏,压浆孔周围有水渍，压浆孔周围混凝土有钙化斑点. 2 原因分析 ① 压浆孔的闷头未拧紧； ② 压浆孔的闷头螺纹与预埋螺母的问隙大. 3） 预防措施 ① 要用扳手拧紧压浆孔的闷头； ② 在闷头的螺丝上缠生料带，以起到止水的作用。 （4 治理方法 ① 将闷头拧出,重新按要求拧紧； ② 在压浆孔内注少量水泥浆堵漏，然后再用闷头闷住。 七、七、 管片接缝渗漏管片接缝渗漏 1 现象 地下水从已拼装完成管片的接缝中渗漏进入隧道。 2） 原因分析 ① 管片拼装的质量不好， 接缝中有杂物,管片纵缝有内外张角、 前后喇叭等, 管片之间的缝隙不均匀，局部缝隙太大，使止水条无法满足密封的要求,周围的 地下水就会渗漏进隧道； ② 管片碎裂,破损范围达到粘贴止水条的止水槽时，尤其是管片角部碎裂， 止水条与管片间不能密贴，水就从破损处渗漏进隧道； ③ 纠偏量太大，所贴的楔子垫块厚度超过止水条的有效作用范围； ④ 止水条粘贴质量不好,粘贴不牢固，使止水条在拼装时松脱或变形，无法 起到止水作用；． ⑤ 止水条质量不符合质量标准，强度、硬度、遇水膨