地鐵盾構(gòu)施工的質(zhì)量管理

1、地鐵盾構(gòu)施工的質(zhì)量管理Subway Shield ConstructionQuality Management( 黃良杰)摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市規(guī)模的快速發(fā)展，人民生活水平也得到極大提高，近幾年來福州市的私有汽車數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，歷史古城的市政交通環(huán)境已不堪重負(fù)。如果不采取有效措施，交通環(huán)境將嚴(yán)重影響福州市的可持續(xù)發(fā)展。因此，福州市政府規(guī)劃在未來20 年內(nèi)建設(shè) 7 條地下軌道交通線路，以改善交通環(huán)境。其中 1 號(hào)線長(zhǎng) 28.8 公里，計(jì)劃 2014 年建成通車； 2 號(hào)線長(zhǎng) 26.5 公里，計(jì)劃 2018年前建成通車。 地鐵的建設(shè)需要嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)理論作為指導(dǎo)，豐富的施工經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)。本文通過對(duì)地鐵盾

2、構(gòu)管片施工過程中主要的四種工程質(zhì)量問題影響的重要性判別，規(guī)范要求解讀，成因分析，探討其具體預(yù)防措施，以闡述盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量管理的方法及其重要性, 從而為提高工程質(zhì)量作理論準(zhǔn)備。Abstract:Alongwiththesocialeconomyandurbanscaleofrapiddevelopment, peoples living standard have been improved significantlyin recent years, the number of private cars in Fuzhou continue to grow,historical ancient

3、 municipal traffic environment already crumbling. Ifyou dont take effectivemeasures,thetrafficenvironment willseriouslyaffect the sustainabledevelopment ofFuzhou city.Therefore,Fuzhou citygovernment planning over the next 20 years construction 7 undergroundtransit lines, to improve traffic condition

4、s. Which line 1 long 28.8kilometers,plan2014 completed and open totraffic,No.2 linelength26.5kilometers,plan2018 yearsago completed and open to traffic.The subwayconstruction required rigorous scientific theory as guidance, abundantexperiencesas the foundation.ThisarticleThroughidentifyingtheimporta

5、nceof four major qualityproblems ,interpretingCodes, analysingcauses , exploringthespecificpreventivemeasures ofthe subway shieldtunnelsegment qualityproblems duringthe construction,to elaboratethemethods and importance of shield tunnel segment quality management. soas to prepare theory for improvin

6、g the quality of the project.關(guān)鍵詞： 盾構(gòu)隧道滲漏錯(cuò)臺(tái)裂縫質(zhì)量管理Key words:shield tunnelleakagedislocationcracksqualitymanagement1 社會(huì)背景隨著“沿江向海、東擴(kuò)南進(jìn)西拓”發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施， 福州城市規(guī)模迅速擴(kuò)大。據(jù)預(yù)測(cè)，到 2020 年，福州主城區(qū)總?cè)丝趯⑦_(dá)到 475 萬人，是目前的近兩倍，福州的主城區(qū)面積將擴(kuò)大 1.46 倍，城市交通也會(huì)日益擁堵。福州小汽車的擁有量快速增長(zhǎng)，同時(shí)每天約有 102 萬人次乘坐公交車。而福州目前的公共交通已不堪重負(fù)，在公交路線集中的市中心等地，高峰時(shí)段十分擁擠，有時(shí) 5

7、 6 輛公交車同時(shí)停靠在一個(gè)車站。同時(shí)，對(duì)于福州這個(gè)歷史悠久的文化名城來說，城市發(fā)展明顯受到道路空間擴(kuò)張的限制。正是這種狀況，催生了福州市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，實(shí)行以軌道交通為骨干的公交優(yōu)先政策，已成為共識(shí)。地鐵的設(shè)計(jì)使用年限一般為100 年。為貫徹“百年大計(jì)，質(zhì)量第一”的政策方針，在地鐵建設(shè)施工過程中，應(yīng)該有一套系統(tǒng)的質(zhì)量管理程序，以對(duì)施工中經(jīng)常發(fā)生的質(zhì)量問題，有針對(duì)性的制定對(duì)策和預(yù)防措施，達(dá)到保證工程質(zhì)量的目的。目前國(guó)內(nèi)外修建地鐵隧道的主要施工方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法、盾構(gòu)法等。其中盾構(gòu)法是隧道按挖法的一種。盾構(gòu)法施工因其獨(dú)特的優(yōu)越性而得到最廣泛使用。本文從盾構(gòu)施工中存在的主要質(zhì)量問題入手

8、，探討影響地鐵盾構(gòu)施工問題的主要因素，制定對(duì)策和措施，已到達(dá)保證地鐵隧道質(zhì)量的目的。2 地鐵盾構(gòu)施工中存在的質(zhì)量問題與地鐵隧道的技術(shù)要求隨著國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)地鐵隧道工程經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，逐步形成了較成熟的盾構(gòu)地鐵隧道設(shè)計(jì)、施工的計(jì)算理論和實(shí)踐體系。但地鐵盾構(gòu)施工仍存在一些尚未得到很好解決的問題，如：盾構(gòu)隧道的滲漏、隧道管片錯(cuò)臺(tái)、管片破損、裂縫等。盾構(gòu)隧道滲漏是指隧道管片縱環(huán)接縫之間或結(jié)構(gòu)面表面出現(xiàn)濕漬、滴水、線漏、和泥沙等現(xiàn)象。一般盾構(gòu)隧道工程的防水等級(jí)為二級(jí)，二級(jí)的防水具體要求為：結(jié)構(gòu)表面不允許漏水，表面可以少量濕漬，總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的6；任意 100m2防水面積上的濕漬不超過 4 處，

9、單個(gè)濕漬的最大面積不大于 0.2 m 2。地鐵隧道滲漏容易導(dǎo)致漏電、斷電、信號(hào)不穩(wěn)定甚至中斷等一系類影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量問題。隧道管片錯(cuò)臺(tái)即為每相鄰管片的高差和縱向相鄰環(huán)管片的交錯(cuò)。規(guī)范要求錯(cuò)臺(tái)高差控制為：管片在盾尾內(nèi)拼裝完成后，每環(huán)管片相鄰管片高差 6mm；地鐵建成后，每環(huán)管片相鄰允許高差 10mm，縱向相鄰環(huán)管片允許高差 15mm。隧道管片偏差會(huì)影響隧道表面質(zhì)量和隧道整體受力結(jié)構(gòu)，同時(shí)受到管道偏差超出允許范圍也容易造成受到軸線超限。隧道錯(cuò)臺(tái)根據(jù)其管片間高差大小可分為嚴(yán)重質(zhì)量缺陷和輕微質(zhì)量缺陷。隧道管片破損主要是指在各種內(nèi)、 外力作用下，隧道管片產(chǎn)生的各種開裂、破損等現(xiàn)象。一般情況下，能修

10、復(fù)的隧道破損為輕微質(zhì)量缺陷；如果破損嚴(yán)重，會(huì)影響到隧道結(jié)構(gòu)的防水、安全時(shí)則認(rèn)為是嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。裂縫是指隧道管片上產(chǎn)生的裂隙。 因?yàn)槠洳焕谒淼婪浪?、反腐，?duì)隧道安全將產(chǎn)生較大且較長(zhǎng)期的危害，規(guī)范明確規(guī)定地鐵隧道管片結(jié)構(gòu)表面上不允許出現(xiàn)裂縫。隧道管片裂縫被定為嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷。3 地鐵盾構(gòu)施工中質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施3.1滲漏滲漏往往發(fā)生在地鐵隧道管片與管片的交接縫處，但是管片之間的交接縫卻不一定是隧道管片質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的地方。由此，準(zhǔn)確判斷隧道管片滲漏產(chǎn)生的本質(zhì)原因就顯得尤其重要。3.1.1滲漏產(chǎn)生的原因1) 管片制作方面原因分析管片制作過程中可能產(chǎn)生的將會(huì)導(dǎo)致管片滲漏的原因可以歸納為：管片

11、制作材料工藝不佳、管片制作精度不足、管片接縫防水質(zhì)量缺陷等。在管片制作過程中，混凝土的配合比、水泥標(biāo)號(hào)，水泥用量、入模溫度、澆搗工藝、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)溫度、養(yǎng)護(hù)濕度、外加劑摻量等都會(huì)對(duì)管片成品的防水質(zhì)量造成一定的影響。管片制作精度在管片制作工藝中是一個(gè)重要的先決條件。如果管片制作精度不足，管片拼裝后每一環(huán)產(chǎn)生的誤差最終將累計(jì)疊加在一起， 影響管片間的密封條件，一起滲漏，甚至造成嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷。管片接縫防水施工的質(zhì)量缺陷可能是引起地鐵隧道滲漏的一個(gè)直接原因。管片施工中要對(duì)其涂刷緩膨劑，發(fā)現(xiàn)其脫落要接縫防水也是控制盾構(gòu)隧道防滲的關(guān)鍵技及時(shí)處理。術(shù)。3.2錯(cuò)臺(tái)2) 管片破損方面原因分析管片錯(cuò)臺(tái)是拼裝好

12、的管片同一環(huán)各片，隧道管片精度要求高， 任何細(xì)微的損壞都有可能造成其質(zhì)量缺陷。管片在裝車、運(yùn)輸、保存、施工過程中的磕碰、磨損等都有可能造成管片的損壞，從而隧道滲漏或者是管片與管片之間的內(nèi)弧面不平整。管片的錯(cuò)臺(tái)，一般是由于受力不均勻造成的，當(dāng)某點(diǎn)的集中荷載超過了承載極限后，的原因之一。必然會(huì)導(dǎo)致管片的相對(duì)位移。3.2.1錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因3) 管片施工方面原因分析盾構(gòu)隧道的施工工藝是影響隧道防水工程質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。掘進(jìn)過程控制不當(dāng)，盾構(gòu)與管片的姿態(tài)不好將影響到管片的拼裝質(zhì)量，造成管片間錯(cuò)位，相鄰管片止水帶不能正常吻合壓緊，從而引起漏水。管片錯(cuò)位裝拼，裝拼不到位也將引發(fā)滲漏。壁后注漿有控制地面沉降

13、、充當(dāng)隧道防水的第一道防水防線的作用，壁后注漿施工質(zhì)量缺陷有可能會(huì)引起管片滲漏。3.1.2滲漏預(yù)防措施1) 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求科學(xué)進(jìn)行硂的攪拌、澆注、養(yǎng)護(hù)，出廠前進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量檢查并進(jìn)行與拼裝。1)管片選型不當(dāng)， 管片拼裝的中心與盾構(gòu)機(jī)中心不同心，管片與盾尾相碰，為了安裝管片，人為將管片徑向偏移，造成錯(cuò)臺(tái)。2)管片安裝時(shí)， 在盾尾殘留的渣土未清理干凈，尤其是底部，有時(shí)是盾尾漏泥沙，清理困難，在此位置的某片管片很難就位，甚至螺栓難以插入，造成錯(cuò)臺(tái)。或由于采用人工操作機(jī)械安裝，安裝時(shí)不按照規(guī)范要求， 未調(diào)整好管片內(nèi)環(huán)面平整度，引起錯(cuò)臺(tái)。管片安裝完畢后，未采用保圓裝置，以及管片螺栓未按照要求復(fù)緊造成錯(cuò)臺(tái)

14、。3)注漿壓力過大引起的錯(cuò)臺(tái)。 在掘進(jìn)2) 管片在裝車、運(yùn)輸、保存、施工過程要格外小心，注意保護(hù)，避免磕碰、磨過程中，當(dāng)圍巖狀況或隧道軸線曲率發(fā)生損等造成管片損壞。改變時(shí)，如果注漿和壓力條件不及時(shí)調(diào)整，當(dāng)注漿量過大，壓力過高時(shí)將引起管片錯(cuò)3)保持管片基面干凈， 保證止水條黏貼牢靠，安裝工程中要經(jīng)常檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)止水條損壞要及時(shí)更換。臺(tái)。4)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制不當(dāng)， 或者由于其它原因姿態(tài)不利控制時(shí)候，引起盾構(gòu)機(jī)姿4) 選用緩膨時(shí)間較長(zhǎng)的橡膠止水條，態(tài)大幅度調(diào)整。管片脫離管片時(shí)，受到盾構(gòu)機(jī)殼體的擠壓力而造成管片錯(cuò)臺(tái)。有時(shí)錯(cuò)臺(tái)甚至?xí)永m(xù)多環(huán)。5) 施工完成后管片的錯(cuò)臺(tái)管片上浮或隧道圍巖條件發(fā)生變化也會(huì)造成管

15、片錯(cuò)臺(tái)。3.2.2錯(cuò)臺(tái)防止措施1) 優(yōu)化線路曲線設(shè)計(jì)， 盡量避免小直徑的曲線段。根據(jù)設(shè)計(jì)線路確定管片，對(duì)于曲線半徑較小的，可以采用較小寬度的管片。2) 合理配置各種類型的管片， 轉(zhuǎn)彎管片的比例必需達(dá)到實(shí)際施工的需求，嚴(yán)格控制管片螺栓的質(zhì)量。3) 在施工過程中，依據(jù)實(shí)際施工情況，根據(jù)不同類型的管片設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇合理類型的管片，保證管片軸心與盾構(gòu)機(jī)軸心一致 . 施工時(shí)主要以千斤頂形程差， 和盾尾間隙等為依據(jù)。4) 安裝管片時(shí)， 必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范。5) 嚴(yán)格注漿管理，根據(jù)不同地層，調(diào)整不同的注漿方式，控制注漿壓力。6) 不應(yīng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)過急的調(diào)整。總之，因?yàn)槊總€(gè)工程都有其自身的特點(diǎn)，發(fā)生錯(cuò)臺(tái)的原

16、因都不完全相同。當(dāng)施工中，發(fā)現(xiàn)管片錯(cuò)臺(tái)時(shí)，應(yīng)分析相應(yīng)原因并及時(shí)調(diào)整施工，一般可得到有效控制，從而保證了隧道的質(zhì)量。3.3管片破損大多數(shù)管片的破損 , 都傷及鋼筋，即使修復(fù)也將容易受到再次的損壞，管片的損壞對(duì)永久結(jié)構(gòu)的使用壽命有一定的影響。1. 管片破損產(chǎn)生的原因1) 吊運(yùn)和拼裝過程中的碰撞， 邊緣部分混凝土的脫落。2) 千斤頂撐靴頂在管片上不正 ( 盾尾間隙不均勻時(shí) ) 會(huì)使管片內(nèi)側(cè)或外側(cè)的混凝土破損。3) 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整時(shí) , 急于糾偏造成受力不均勻、千斤頂行程差過大而導(dǎo)致受力不均出現(xiàn)管片損壞。2. 管片破損防治措施1) 在吊裝、運(yùn)輸、安裝過程中應(yīng)做好防護(hù)措施，做好保護(hù)工作。2) 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)

17、調(diào)整不宜過急， 適當(dāng)安排千斤頂形成差。3.4裂縫1. 裂縫產(chǎn)生的原因1) 混泥土各向異性影響。2) 混凝土內(nèi)外溫差影響。2. 裂縫的預(yù)防措施1) 嚴(yán)格選擇混凝土材料、 優(yōu)化各材料配合比例。2) 合理控制混凝土澆注、 養(yǎng)護(hù)的環(huán)境溫度，濕度。4 質(zhì)量管理過程質(zhì)量管理的過程是發(fā)現(xiàn)問題、分析問施工質(zhì)量。盾構(gòu)施工是一個(gè)流水式作業(yè)，題、處理問題、總結(jié)分析的一個(gè)過程。在高度機(jī)械化施工的過程，這個(gè)過程中隱蔽地鐵隧道盾構(gòu)施工項(xiàng)目管理工程中，應(yīng)反著各種各樣的質(zhì)量問題。在設(shè)計(jì)施工過程復(fù)循環(huán)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、處理問中充分考慮各方面影響因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)施題、總結(jié)分析的過程，以最大限度的提高工。參考文獻(xiàn)1 李鴻威 ,