1、盾構(gòu)隧道管片破裂原因分析及預(yù)防樓紅波（Louhongbo）（中鐵十六局集團(tuán)有限公司）China 16th Bureau Group Limited Company post code 摘要：從盾構(gòu)隧道管片生產(chǎn)及拼裝的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合實(shí)例，分析成型隧道管片破損原因及預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：管片 破裂 預(yù)防近幾年，隨著盾構(gòu)隧道在國內(nèi)城市交通、水利、國防等方面的廣泛應(yīng)用，盾構(gòu)隧道的質(zhì)量控制日益引起施工單位的重視，由于目前盾構(gòu)隧道的襯砌普遍采用單層裝配式管片襯砌,盾構(gòu)隧道的質(zhì)量控制主要是對拼裝管片的質(zhì)量控制，包括管片生產(chǎn)質(zhì)量、拼裝質(zhì)量二個(gè)方面。下文針對深圳地鐵一期工程華崗盾構(gòu)區(qū)間隧道成型管片破損的原因及相應(yīng)處

2、理措施進(jìn)行闡述。1、工程概況深圳地鐵一期工程7標(biāo)段華崗區(qū)間盾構(gòu)位于深圳市市中心區(qū)，起訖里程CK5+338.800CK7+108.601，右線隧道長1778.084m，左線隧道長1793.521m，最小水平曲線半徑300m，最小垂直曲線半徑3000m，最大坡度30。盾構(gòu)隧道主要穿越砂層和粘性土層中通過，部分位于全風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化的花崗巖中，局部位于中風(fēng)化的花崗巖中。地下水一般位于2.06.9m，以孔隙潛水為主，水位變幅0.51.0m，砂層透水性較好。區(qū)間隧道采用海瑞克6.25m土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，幅寬1.2m單層通用型管片襯砌。管片厚300m，配筋率153.8Kg/m3，管片生產(chǎn)采用德國產(chǎn)進(jìn)口帶振

3、動(dòng)器鋼模，由于深圳市港創(chuàng)預(yù)制件公司進(jìn)行管片生產(chǎn)。2、管片破損情況分類成型隧道內(nèi)管片破損情況根據(jù)破損的位置主要可以分為四種：管片外弧面破裂、管片邊角崩裂、管片環(huán)向螺栓孔處砼崩裂、管片吊裝孔處砼破裂。在隧道貫通后，我們對四種破損進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，共統(tǒng)計(jì)了破損點(diǎn)41處，其中5處管片外弧面破裂根據(jù)施工記錄計(jì)算。3 破裂原因分析3.1 管片外弧面破裂在初始掘進(jìn)100m過程中，我們發(fā)現(xiàn)管片在從盾尾脫離的時(shí)候，盾尾密封刷將管片弧面破裂的砼碎塊帶自盾構(gòu)機(jī)拼裝部位，碎塊發(fā)現(xiàn)的部位大都在管片環(huán)的下部，但進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，破裂的部位并不一定在管片環(huán)下部，而是任何一個(gè)點(diǎn)位，而且發(fā)生管片外弧面破裂的同時(shí)，總是在盾構(gòu)機(jī)線路糾偏微

4、調(diào)的時(shí)候，有的外弧面破裂貫通了注漿孔引起滲漏水。經(jīng)過對破裂點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析，我們認(rèn)為破裂的原因主要有以下幾點(diǎn)：管片生產(chǎn)過程中，由于施工工藝的原因，管片外弧面的浮漿厚度過大，造成管片外弧面成為一個(gè)薄弱點(diǎn)； 同時(shí)由于盾構(gòu)機(jī)在姿態(tài)微調(diào)的過程中管片千斤頂與管片環(huán)之間存在一定夾角，造成應(yīng)力集中導(dǎo)致外弧面砼塊破裂，砼碎塊隨盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)由盾尾密封刷帶入拼裝位置；管片間止水密封條及軟木襯墊的形式，從理論上講，管片環(huán)向止水條在管片拼裝后壓縮后厚度小于管片間環(huán)向軟木襯墊，但實(shí)際施工中由于軟木襯墊的不均勻性，管片間壓力可能局部集中在止水條上，對止水槽外側(cè)砼形成側(cè)壓，造成管片外弧面砼沿止水槽破裂,見右圖。3.2 管片邊角崩

5、裂邊角崩裂在整個(gè)隧道掘進(jìn)中發(fā)生較少，且都發(fā)生在管片錯(cuò)臺、拼裝質(zhì)量不好的管片上，見右圖。通過分析，可以確定邊角破裂的原因是拼裝質(zhì)量不好引起的，由于管片間邊角吻合不好，在下一環(huán)管片拼裝千斤頂施加頂推力時(shí)，在邊角應(yīng)力集中，造成管片砼破碎脫落。3.3管片環(huán)向螺栓孔處砼崩裂由于管片從盾尾脫離后進(jìn)入土層，周邊荷載模式改變，并隨著時(shí)間逐步穩(wěn)定。在未穩(wěn)定之前，管片間剪力、拉力主要由管片間螺栓承受，并傳遞至螺栓孔周邊的砼。在管片砼破裂統(tǒng)計(jì)中，管片環(huán)向螺栓孔處砼崩裂占大多數(shù)，見右圖。原因分析：同步注漿量不足，管片在脫離盾尾后下沉，管片環(huán)之間剪力增大，引起螺栓孔附近砼破裂；拼裝質(zhì)量不好造成管片錯(cuò)臺，管片間剪應(yīng)力集中

6、至螺栓孔附近造成砼破裂；3.4管片吊裝孔處砼崩裂在盾構(gòu)掘進(jìn)中，出現(xiàn)管片在拼裝機(jī)吊裝時(shí)吊裝孔處砼開裂的現(xiàn)象，還有拼裝機(jī)在拼裝完后脫出管片時(shí)將預(yù)埋件帶出的現(xiàn)象。通過觀察，發(fā)現(xiàn)吊裝孔砼開裂的吊裝孔的預(yù)埋件均沒有按設(shè)計(jì)要求在圓軸線上，如下圖所示。在本工程管片吊裝孔預(yù)埋件采用高強(qiáng)度塑料制品，預(yù)埋件與管片砼間通過螺紋及綁扎鋼筋連接，由于預(yù)埋件在管片砼澆筑時(shí)產(chǎn)生了偏移，成型時(shí)未能固定在圓軸線上，導(dǎo)致隧道內(nèi)拼裝機(jī)吊裝時(shí)整塊管片重量集中在預(yù)埋件一側(cè)，超出了預(yù)埋件塑料的抗拉強(qiáng)度而損傷，以致被拉出破壞及砼開裂。4、處理及預(yù)防措施在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，我們針對上述問題產(chǎn)生的各種原因進(jìn)行了分析，采取的處理及預(yù)防措施見下表。預(yù)防措施處理措施外弧面破裂提高管片生產(chǎn)質(zhì)量，減少外弧面浮漿厚度；增加環(huán)向管片間軟木襯墊厚度；提高管片拼裝質(zhì)量。注漿孔二次注漿加固邊角崩裂提高管片拼裝質(zhì)量；按設(shè)計(jì)要求在邊角設(shè)置自粘性橡膠片。修補(bǔ)環(huán)向螺栓孔處砼崩裂提高拼裝質(zhì)量，控制錯(cuò)臺；嚴(yán)格控制同步注漿量，確保充填率；修補(bǔ)吊裝孔處砼開裂固定管片生產(chǎn)中預(yù)埋件；拼裝前進(jìn)行管片檢查，保證管片吊裝孔在拼裝前的清潔。修補(bǔ)、注漿孔二次注漿加固5、結(jié)束語通過對成型隧道內(nèi)管片破裂原因的分析，并對包括管片生產(chǎn)、止水條形式的選擇、拼裝質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)的控制，有效地減少了管片破裂的發(fā)生，提高了隧道的質(zhì)量，整