地铁盾构隧道管片预制件质量控制及拼装问题解析

地铁盾构隧道管片预制件质量控制及拼装问题解析

1,侯利娜, 2李森

西安市政道桥建设有限公司新型建材科技发展分公司 陕西省西安市，710016 

西安市政道桥建设有限公司新型建材科技发展分公司 

陕西省西安市 710016

摘要：文章以地铁盾构隧道管片预制件质量控制及拼装问题为研究对象，首先对地质盾构隧道管片预制件质量控制措施进行了探讨分析，随后讨论了当下管片拼装施工存在的问题及原因，最后结合问题原因，提出了一些针对性应对措施，以供参考。

关键词：地铁盾构施工；管片预制件；质量控制；拼装问题

前言:随着人口大量涌入城市，城市交通压力也越来越大，地铁工程则成为缓解城市交通压力的重要方式。在地铁工程施工时，盾构施工比较常见，管片拼装作为盾构施工一项重要环节，当下还存在一些问题亟待解决，因此为提高地铁盾构整体施工质量水平，有必要对管片拼装问题进行分析讨论，从而推动我国城市地铁工程建设实现更好发展。

一、地质盾构隧道管片预制件质量控制措施

（一）优化管片预制件混凝土配比

在优化管片预制件混凝土时，应做到以下几点，一是混凝土坍落度要低，由于管片模具需要循环利用，因此低坍落度混凝土能够提高施工效率，并且更有利于外弧面收光。二尽量压缩水泥用量，有利于减少水化热，避免出现混凝土裂缝；三是混凝土配比要求和易性强,有利于提高管片振捣与收光效果。为满足上述要求，结合工程实践，现管片混凝土配比如下表1所示：

表1地质盾构隧道管片优化后的混凝土配比

（二）浇筑预制阶段质量控制措施

在浇筑混凝土管片时，需要采取以下措施，做好管片预制件质量控制：

一是对进场原材料加强审查，保证原材料质量品质稳定。

二是检查好模具，要求模具干净整洁，并做好模具关键位置清理，比如模具止水槽下边口注意做好清理，否则容易后期导致管片出现渗漏水现象；完成检查清理后，再刷脱模剂,吊入钢筋笼[1]。

三是做好混凝土浇筑振捣工作，以附着式振捣器振捣为主,并辅以必要的人工振捣，要求振捣均匀，防止振捣棒触碰注浆管、弯管等预埋件。一般混凝土表面均匀，不再显著下沉，不再有气泡冒出，表面泛出灰浆，即可达到振捣完成的标准。然后借助刮尺工具，完成外弧面抹面施工,要求外弧面弧度平整，再对混凝土表面作收光处理,后续还需要再次进行抹面，保证外弧面光滑平整。

四是做好管片养护。完成混凝土管片预制件振捣抹面施工后，需要采用蒸养方式进行管片预制件养护。养护过程中做好温度控制，在升温阶段，要求每小时升温应控制在15℃以内；在恒温阶段，要求温度控制在50至60℃，相对湿度在90%以上；在降温阶段，要求混凝土预制每小时降温至10℃以内。

五是做好管片预制件脱模处理。在管片预制件达到20MPa以上时，才能进行脱模，随后静置管片4h左右时间，让管片彻底降温，要求放置管片环境有着良好的湿度，避免出现龟裂、干缩问题。然后再仔细检查管片预制件，及时发现问题，做好必要的修复。

二、隧道管片常见的拼装问题原因分析

（一）管片破碎问题原因

在隧道衬砌内外两侧，很容易出现管片拼装破碎问题，之所以会出现这一问题，原因包含多种，一是在进行管片运输时，没有做好保护，造成管片出现了磕碰，导致磕碰位置出现破裂问题；二是在实际进行拼装时，若不同管片之间的接触面存在错位偏差，将会增大衬砌的角部受力，一旦这种力超过了管片本身承受极限，便会导致管片角部出现破碎问题。三是在安装封顶块时，若管片圆度不足，不同管片连接缝隙过小，在采用蛮力强行顶入拼接时，容易致使管片出现破碎问题；四是在实际进行管片拼装时，若只重速度不重质量，没有做好管片本身品质检查，在管片接缝时同样会致使管片边角破碎。除了上述种种问题原因之外，盾构机的姿态与管片姿态不一致、注浆分布等，也会导致管片出现破碎问题。

（二）管片上浮问题原因

管片上浮问题原因如下：一是当盾构机切削刀盘直径与衬砌管片外径存在偏差时，或者在盾构掘进过程中，出现了超挖问题，都会导致地层与管片之间，产生一种环形的空隙，从而使得管片有了一定的位移空间，若上述这种缝隙空间没有被注浆及时封堵住，或者封堵的浆液没有在短时间内凝固，那么管片在脱离盾尾后，受浮力等因素的影响，管片将会出现上浮。二是在隧道之上进行覆土施工时，如果覆土量比较少，或者完成覆土后产生了较大扰动，都会严重影响管片与土层之间的贴合效果，在泥浆沿盾构机后溢到完成施工隧道部分，将会引发管片上浮问题。

（三）管片渗漏水问题原因

管片渗漏水也是一种常见的管片拼装问题，主要问题原因包含以下几点：一是管片拼装不到位，在不同管片接缝缝隙中，存在一些杂物，或者管片之间的缝隙不均匀，比如管片纵缝出现内外张角，管片的外弧面会因此受到较大的集中应力，然后出现碎裂问题，最终引发渗水。二是止水条施工存在质量问题，没有做好止水密封，容易引发管片渗水问题。三是管片拼装错位或者止水条粘贴不固，也会引发管片渗水问题。四是在开展注浆施工时，注浆量较少，或者出现了漏浆问题，也会造成管片渗漏水

[2]。

三、隧道管片拼装问题应对措施

（一）管片破碎的控制措施

为避免管片出现破碎问题，在进行管片运输时，应注意做到轻拿轻放，避免出现不必要的磕碰现象，在进行管片搬运堆放时，注意堆放层数应小于3层，为防止管片碰撞，还可以采用一些橡胶垫层进行铺垫；在进行管片拼装时，注意将止水胶条贴好，做好石棉橡胶板的调整；在进行管片拼装前，需要做好测量工作，注意测量内容是管片之间相互高差，并结合测量获得的数据，做好锲子的调整，有效提高管片拼装的平整度；拼装时尽量控制衬砌的圆度，块与块之间不能错位。在安装封顶块时，注意控制好顶部与相邻接块间距，在调整间距时，可以借助推进油泵工具，期间注意做好润滑剂涂抹；在盾构推进前，注意做好油泵衬垫检查，若发现破损问题，需要及时做好处理。如果衬垫与管片环面不吻合，可以采用橡胶锲子进行补充。在盾构推进过程中，注意做好各项参数的调整，尤其是注意调整好盾构姿态，避免出现偏差，在注浆时，注意控制好注浆压力，保证注浆充足。

（二）控制管片上浮的措施

为解决管片上浮问题，应注意在盾构隧道刚成型50m范围内，严禁开展土方开挖工作，只有在确保盾构隧道管片的稳定性，再进行开挖。在开挖施工期间，应注意实时监测管片高程，一旦发现异常变化，需要及时停止开挖施工，做好覆土改良。在开展注浆施工时，注意浆液应将盾尾间隙完成填充，做好注浆配比，保证浆液能够快速凝固。在注浆时，可采用两种注浆方法可供选择，一种是管片注浆法，一种是盾尾注浆，前者优点是自动化程度较高，注浆分布均匀，能够有效降低施工的质量控制难度；注浆操作也比较灵活，缺点是注浆均匀度不高。因此在施工时，可以先选择盾尾注浆法，待浆液初次凝固后，再选择管片注浆法，能够从根本上解决管片上浮问题；除此之外，还应控制好盾构推进姿态，做好跟踪测量，及时调整偏差。

（三）控制措施

为解决管片渗漏水问题，首先需要注重提高管片预制质量，提升混凝土材料防水性，从根本上减少管片渗水影响。其次，在实际进行管片拼装施工时，注意加强千斤顶伸缩度控制，防止对尾刷造成不利影响。在拼装封顶时，注意预留一定宽度，提高管片接缝水平，最后，还应做好止水条合理制作安装，提高止水条粘的密封性，除此之外，还应做好注浆孔封堵工作，能够有效减少管片渗水问题的发生[3]。

总结：综上所述，地铁盾构隧道管片施工是一项非常重要的施工环节，因此在实际施工过程中，需要立足不同施工环节，做好管片预制质量控制，并深入了解当下管片拼装施工存在的种种问题，了解其中的原因所在，并提出一些针对性应对策略，从根本上提高地铁盾构隧道管片拼装质量水平。

参考文献：

[1]冯宝军, 马继山, 高勇. 盾构隧道管片拼装质量问题分析及对策[J]. 市政技术, 2018, 036(002):83-85.

[2]王淑丽. 盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制[J]. 现代商贸工业, 2017, 000(018):176-177.

[3]胡小强. 小半径大纵坡条件下盾构法施工管片受力及拼装技术研究[D]. 2018.