盾构法施工质量控制.docx

1、盾构法施工质量控制盾构法施工质量控制20建筑与发展JianZhuYuFaZhan一线写真YiXianXieZhen盾构法施工质量控制付新生【摘要】随着城市的现代化,地下轨道交通的高速发展,盾构法因其先进的施工工艺,具有较高的施工效率和安全环保,逐渐成为隧道施工的主要方法.本文就盾构的施工实践,论述盾构掘进质量控制方法,并对一些质量控制进行了探讨.【关键词】盾构施工质量控制.1盾构法施工特点盾构施工的主要原理是尽可能在不扰动围岩的前提下进行施工,最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响.为达到这一目的,除了刀盘和盾构钢壳可以被动的产生支护作用外,使用压力仓内泥土或泥水的压力来平衡掌子面的土

2、压力和水压力,防止土体坍塌,使用壁后及时注浆以填充由开挖产生的盾尾空隙,主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键.目前,国内盾构法施工由若干预制钢筋混凝土管片或砌块拼装而成隧道衬砌结构体,其管片必须满足工程结构的强度和刚度要求,满足工程所提出的安全质量指标要求,因此预制钢筋混凝土管片的质量控制非常重要.2盾构法施工质量控制要点2.1预制钢筋混凝土管片质量控制要点混凝土管片对材料和成型方法都非常敏感,对强度,抗渗性,耐久性,外观质量,尺寸等要求都非常严格的高精度钢筋混凝土预制构件.管片生产过程中的每一道工序都可能影响最终的管片质量,因此对于管片的质量控制,仅仅靠各种原理统计远远不够,必须有效

3、的应用这些原理,尽可能的多方面考虑可能影响管片质量的每一个细小的因素,从原材料的选择上严格按照规范标准和设计图纸要求进行选择,对钢筋制作,混凝土配合比优化,混凝土的入模浇筑及混凝土的拆模,养护进行严格的控制,并通过现场的管片试生产试验对各个工序进行确认和修改,因此要选择具备相应资质等级的生产厂家进行生产.,2.2钢筋骨架制作加工的质量控制管片的钢筋骨架关系着管片的结构安全及耐久性,生产必须要严格要求;钢筋骨架按先成片(在焊接台生产)后成笼(在胎膜焊接生产)的生产顺序进行流水作业.钢筋骨架除组合焊接质量外,还需要注意钢筋骨架的几何尺寸以保证钢筋骨架在模具中的保护层,如果保护层过大,则会影响管片承

4、载能力,保护层过小会影响管片的耐久性.2.3钢筋笼入模前的质量控制清理模具时要防止管片因内表向光洁度不够而产生气泡.脱模剂要均匀的喷刷在钢模与混凝土所有接触面特别注意模具的边角处及手孔位置,保证涂后不流淌,不漏涂;脱模剂的选择要根据实际施工情况进行现场试验确定.在正常生产状态下,对钢模要实施浇筑前的快速检查和定期检查,一般以制作l00环管片作为暂定检查周期.质检人员必须坚持每块模具浇筑前测量钢模的合模精度,以保证生产的每一块管片的质量,钢模的合模精度一般要求高于管片精度0.15mm.2.4钢筋笼入模,保护层及预埋件安装的质量控制钢筋应放于钢模平面中间,其四个周边及底面须扎有砂浆垫块或塑料垫块,

5、厚度符合设计规定的混凝土保护层厚度;钢筋骨架不得与螺栓手孔模芯相接触:安装螺栓芯棒必须到位,不得有松动现象;安装压浆孔及拼装预埋件时,其底面必须平整密贴于底模上;所有预埋件必须按照设计要求准确就位,并固定牢靠,防止振捣时移位:钢筋上不得有油渍和污油;2.5混凝土拌合的质量控制混凝土配合比必须经过试验合格后才可使用,混凝土坍落度控制在36Cm,每次搅拌须作好记录.按照规范要求的拌合时间充分搅拌确保混凝土和易性及均匀性,同时杜绝超时搅拌,避免超时搅拌造成含气量小,影响管片的耐久性.2.6混凝土运输,浇筑,振捣的质量控制搅拌好的混凝土应立即使用,防止在运输的过程中长时间没有搅动而发生离析或初凝,运输

6、时间根据混凝土的坍落度及天气情况而定,一般不宜超过30分钟.浇筑过程中正确的操作能够防止粗集料离析,混凝土应该垂直下落,下落高度控制在1.5111以内.浇筑顺序从管片模具两端的底部开始浇筑,下料速度应同振动效果相匹配.振捣是管片成型质量的关键工序,振动时间,混凝土坍落度,布料速度和振动器效率是构成振捣效果的四大因素.因此在管片正式生产前,必须经过模块试验和试生产来确定有关制作参数.混凝土的温度应控制在不超过35,在实际操作中尽量保持低温,并使混凝土远离有空气流动的干燥环境.2.7混凝土抹面收光质量控制混凝土抹面分三步:粗抹面(刮平)用直尺(最好选择振动刮板)初步抹平;中抹面(镘平)在混凝土析出

7、水上升到表面之前完成;精抹面(抹平)时混凝土硬化直到所有的析出水已消失,手按混凝土表面不留下大于2mm的印痕,抹平时将水泥砂浆带列表面,形成一层致密,坚实,光滑的水泥砂浆面层.抹面太早,或涂抹过度,引起泌水量增加,产生塑性收缩,在管片外表面产生细而不规则的地图样开裂(龟裂).要根据浇筑的混凝土的性质和当时的天气情况来调整三次收光的时机.管片的抹血收光不但关系到管片的外观质量,还关系管片的耐久性等一系列问题.2.8混凝土养护质量控制每块管片必须设有保温设施,并在蒸养前安放完善.混凝土预养期的最佳时间通常为46小时,使混凝土管片经历的初步水化并改善其稳定性,这样可提高后期强度,这个时间的长短主要取

8、决于水泥类型,最高养护温度,外加剂类型等,通过试生产时的试验实践来确定.混凝土养护主要采用低压蒸汽式,升温梯度每小时不得一线写真YiXionXieZheI1建筑与发展JianzhuYuFaZhan?21?超过15,最高温度为60,混凝土在最高温度下的养护时间决定了其在养护期间强度增长的最大值.养护温度最大值越高,养护时间就越短.在养护期结束时,已硬化的混凝土对热震的敏感程度要比新混凝土小的多,因此,对冷却速度的控制不需要象加热速度那样严格,但还是将冷却速度最好控制在10以内,以避免降温速度过快,使混凝土出现裂缝.养护过程中应避免出现中断养护,中断养护不仅影响混凝土的最终强度,而且混凝土也会受到

9、干湿循环的损害.2.9混凝土脱模质量控制在同条件下养护的混凝土试块的强度达到要求的脱模强度后,按照模具操作手册一般先拆侧板,后端头板.脱模采用专用吊具,平稳起吊,起吊时吊具和钢丝绳垂直,起吊后翻片机上成侧立状态,且所有与管片接触部位都有柔性材料予以保护.3盾构掘进质量控制要点在盾构法施工中,盾构掘进技术和管片拼装是盾构工法的重点,直接影响成型隧道的质量,掘进时必须注意以下几个方面:3.1土压正常掘进理想土压应比开挖面土压大0.80.1MPa,初始掘进根据实际掘进时的推力可适当的降低土压力.一般土压最低不能低于开挖面土压力0.05MPa.土压控制土压平衡盾构机掘进时,是将刀具切削下来的土体充满土

10、仓,利用这种泥土压与作业面的土压与水压平衡,同时利用螺旋输送机进行与盾构机推进量相应的排土作业,掘进过程中始终维持开挖土量与排土量的平衡,以保持正面开挖面的土体稳定.土压平衡模式下排土量的控制排土量的控制是盾构在土压平衡模式下工作的关键技术之一.理论上螺旋输送机的排土量Qs是由螺旋输送机的转速来决定的,千斤顶的速度和P值设定后,盾构机可自动设置理论转速N.Qs:VSXN式中Vs一设定的每转一周的理论排土量QS应与掘进速度决定的理论碴土量Q0相当,即:Qo:hXVNoA一切削断面面积V一推进速度N0土体松散系数通常理论排土率J【jK:OS/Qo表示.理论K值应取1或接近1,这时碴上有低的透水性H

11、_处于好的流状态.事实I,地的十顾不一定都具有这种性质,螺旋输送机的交际HJ不符,当碴处tT馊状态时,因摩擦大,碴土螺旋输送机lfl输送遇到的阻也人,容易造成结堵塞现象,实际排i:量将小J理论排i,则必须依靠增人转速来增大实际排土量,以使之接近Q0,这时Q0<QS,K>1:当碴上柔软向富有流动性时,t仓内高压力作用下,碴土自身有一个向外流动的能力,从而碴土的实际排土量大于螺旋输送机转速决定的理论排土量,这时Qo>QS,K<1,此时必须依靠降低螺旋输送机转速来降低实际排出土量.当渣土的流动性非常好时,由于螺旋输送机对碴土的摩擦阻力减少,有时会产生碴土喷涌现象,这时转速很小

12、就能满足出土要求.3.2推力控制初始掘进应当严格控制推力,特别是盾构初始掘进前10环,最大推力应控制在1200t以下.当推力接近1200t时,应适当降低推进速度,或适当降低土压,但要保证合理土压并严格控制出土量;推进前l0环时应当设专人观察反力架的稳定情况,如果出现异常情况立即停止掘进;当反力架变形或后背墙体出现裂缝时应立即停止掘进并查找原因,排出后再继续推进.3.3推进速度在初始掘进速度应控制在30mm/min之内,掘进速度较稳定时,在盾构机姿态及推进参数都良好的前提下可适当加快掘进速度,但一般不能超过60mm/miiq.3.4同步注浆盾构开始推进1OOmm后时开始进行同步注浆,首先根据实际

13、的推进速度确定注浆的流量,随时根据推进速度及需要注入的总量对其进行调整,当盾构推进至l100mm左右(即距一环推进完成还差1O0/11/n)时,停止同步注浆,进行管路冲洗.同步注浆浆液的凝结时间控制在12l8秒之内.A液,B液的混合液注入量控制在理论空隙的1.21.5倍之间.3.5补注浆为防止同步注浆出现未能完全填充管片外空隙的情况,需要通过管片_卜的注浆孔对管片外侧进行二次补注浆,二次补注浆安排在拼装管片时进行,补注浆的压力应该比同步注浆的压力高,以更好的对外部间隙进行填充.盾构掘进10环左右时开始补浆,补浆量以压力控制一般不超过0.6MPa左右;补浆位置和同步注浆方位相反.3.6盾构机姿态

14、在盾构掘进过程中,盾构机轴线严格控制在3Omm以内,操作人员(拼装手)每环必测管片和盾壳的间隙,尽量使各位置的间隙相等,当间隙量有差别时,通过加贴软木衬垫来调整:当间隙量相差较大时,通过左右曲管片来调整间隙量.另外严格控制管片的超前量,保证管片姿态和盾构姿态的一致性.在不同的地区,土质情况不太一样,通过对地质勘察了解,在盾构机掘进的过程中,采取加泥,加泡沫来改善土壤的塑性指标,从而减少刀盘的扭矩.4盾构掘进过程中的注意事项4.1管片崩缺,裂纹管片的崩缺,裂纹对隧道产生的危害比较大,管片损坏后进行修补,修补后的防水性能比原始混凝土差,这样征今后的使过程中,管片最先损坏的应该是这止匕以行受过损坏的

15、部位,所以管片的损坏对永久结构的使川寿命仃定的影响.造成管片崩缺,裂纹的土要原冈如卜:盾构操作方向的州题吊运和拼装过程中的碰撞损坏,盾构机姿态控制不好.如蛇行或盾构机轴线与管片轴线偏差过人,各组摊进千斤顶推相差过大等.管片1浮方面的原因随着盾构推进,管片环脱盾尾后,刻受到浆液或地下水浮力的作用要浮,而位于盾尾内刚拼装的管片则受到盾尾约束,使管状的隧道结构相当于悬臂梁,在盾尾附近的管片受到的弯矩最大,故管片的开裂往往在脱m盾尾后23环处出现的概率最大.(下转第19页)一线写真YiXianXieZhen建筑与发展JianZhuYuFaZhan?19?我们可以推出上游污水的势能可以转化为下游污水的动

16、能,从而增大流速,可保证污水在管道中不会沉淀.示意如图:断面l另外,也可在坡度偏小的管线的卜游井内设自动阀门.当上游井水位集到一定位置时,阀门自动打开,从而对下游管线进行一次冲洗,使管中的淤积物得到冲刷,便达到自我清通的效果,但此种方法对于污水中含有杂质特多即淤泥大于2O%时的情况下是不适用的.除此之外,还可采用在出户管最上游接入建筑物雨水管的方法,即在暴雨时,对下游管道进行冲洗.对于交叉井偏小,清通不方便时,可采取在交叉井的上游设一沉渣井的方法进行处理,这要求对沉渣进行及时清通.(三)其他原因导致管道堵塞的研究其他原因主要包括以下几方面:施工中清理不彻底,接口处有砂浆挤入下水道,造成下水道的

17、沉淀和淤积,久而久之,就会发生堵塞;建筑垃圾和生活垃圾等进入下水道,卡死管道而造成堵塞;有大量含有脂肪的污水排入管道,使排水断面减少而堵塞;绿化中一些植物的须根伸入管道,以及菌类植物在管道中的生长,久之形成堵塞.针对上述原因造成的管道堵塞,可采取水力清通和机械清通的办法加以处理.1,水力清通法是用水对管道进行冲洗,将上游管中的污泥排入下游检查井,然后用吸泥车抽汲运走.水力清通法操作简便,功效较高,工作人员操作条件较好,目前己得到广泛采用.清通时常采用的吸泥车型式有:装有隔膜泵的南泥车,装有真空泵的真空吸泥车,装有射流泵的射流泵式吸泥车,水力冲洗设备常用的是水力冲洗车.2,机械清通法当管内淤塞严

18、重,淤泥已粘结密实,水力清通的效果不好时,需要采用机械清通方法.机械清通工具的种类繁多,主要有:骨骼形松土器,锚式清通工具,气动式通沟机,钻杆通沟机等.(四)技术管理对于管道养护的重要性做好排水管道的技术管理工作,是搞好管道养护的重要保证.首先要做好技术档案的归档,要定期对管道进行巡视检查和技术检查,做好排水泵站机组和设备的技术检查和鉴定,在下雨后要及时进行雨后检查等.同时,应加强对巡视人员的管理和专业知识的教育,尤其对巡视检查人员,应进行专业培训,使他们能够掌握管道检查的基本技能,熟悉必要的业务知识.在巡视检查中需要观察以下几方面:地面有无沉陷,有无过重的外荷载,井内有无异变,水流是否正常,

19、有无违章接入管线,有无堵塞物等.(五)电子信息系统(GIS)在污水管网中的应用利用GIS技术建立排水管网管理信息系统已经成为排水管网管理的一个新的发展趋势,这不仅满足了排水管网的管理要求,并实现了管网的信息化管理,同时还大大减轻了管理人员的工作强度,提高了管网的管理效率,极具推广价值.结束语城市排水系统的正常运行,标志着一个城市在市政工程建设和环境保护意识方面迈上了一个新的台阶.在工作中,我们必须要加大研究力度,让养护维修和管理手段逐步向机械化过渡,不断采用新工艺和新技术,减轻工人的劳动强度,改善其工作条件,以保障安全操作.实践证明:只有采取科学的管理手段,充分发挥养护人员的工作积极性,才能提

20、高工作效鼋夏,这也是保障排水管网系统全线正常运行的行之有效的办法.鱼;_呈坤且且璺t皇且宴皇;立宴皇皇产呈产亘皇肚P置宴盈i亘(上接第21页)管扭转管片扭转后,会导致管片端部(千斤琐的作用血)的受压区混凝土开裂或相邻两块管片接缝处崩角破坏.4.2管片渗漏水管一渗漏水卜婴表现为裂纹渗水,K块漏水,接缝漏水._1,=,卜原有以儿:管片本身质原.钤J1制作和养护过_11J的质州题.管片壁后注浆防水.壁后注浆实施的好与坏直接影响到隧道的施上质量,注浆的好坏影响地皿C降控制.事实,注浆也是隧道的第道防水防线,注浆不足,直接致使接缝防水和管片防水.4.3管片错台线路方面的原因.在小曲率半径地段,易产生错台

21、.主要是由于在转弯段推进千斤顶沿垂直隧道轴线方向的横向分力引起错台.此类错台主要表现为左右方向错台,隧道腰部错台量最大.此外是管片拟合方面产生的几何误差,即用折线(管片)拟合曲线(线路)产生的误差.管片浮造成错台.由于盾尾内的管片受到约束,而脱盾尾的管片受到向的浮作JIlJ_,管片环之问产生剪力作川向错台.此类错台主要现为向错台,隧道顶部,拱部锚台量最大.浆偏压造成错台.进仃管背后次补汁浆,力过人时易jfl现错台.国外曾经l叶J现过对K块l进倚,5背后次补注浆时由于压力失控导致K块火落并伤人的事故.此炎锚台般农现为局部管片块的I隧道内部错台.其他原造成错台.管片选型/f当,掘进操f1不,急纠偏,盾构姿态差等也会造成管片错台.结束语盾构法施工是一种在地面下暗挖建造隧道的施_L方法,利用盾构作为开挖地下土体及支护土体和拼装隧道衬砌的机具,掘进一环,拼装一环,循环工作,直至完成整条隧道.不受地面建筑物和交通的限制,设计隧道走向时有较大的自由度,适用在地下较深处建造隧洞,适应性强,因此盾构法施工工艺在城市上程领域的应用将越来越广泛.