盾构推进中要求的五不Word文件下载.docx
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（2）拼装时管片环高差过大，形成错台并造成破碎；
（3）封顶块安装时，由于先行安装的5块管片圆度不够，两邻接块间的间隙太小，把封顶块强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎；
有时封顶块在压入时未对中，亦会导致管片破碎，破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧。
拼装中出现的管片破碎不是技术问题，是最不应该发生的。
1.2管片破碎的防治措施
管片破碎常常是以上一种或一种以上因素综合作用的结果，经过仔细分析再采取针对性措施进行处理，可以减少管片破碎现象的发生：
1、搬运堆放时的针对性措施
（1）在搬运过程中轻吊慢放，着地时要平稳；
堆放时不宜超过3层，并正确摆放垫木。
（2）吊放管片的钢丝绳上缠橡胶条等，在起吊时，能起到缓冲作用，或者选用尼龙绳来代替钢丝绳。
（3）选、摆放好垫木，在管片车上管片搁置部位设置橡胶条，以起到缓冲作用。
2、管片拼装时的针对性措施
（1）按要求贴膨胀止水条、橡胶密封垫、传力衬垫、纠偏用石棉橡胶板，保证粘贴可靠，位置正确；
（2）拼装前检测前一环管片的环面情况，清除环面和盾壳内的各种杂物（泥块及浆液），保证环面清洁、无夹泥；
（3）拼装前，先测量前一环各管片之间的相互高差，包括环向和径向。
根据实测数据，调整已粘贴好的纠偏锲子，以保证拼装后环面的平整度；
（4）拼装时保证衬砌环圆度，块与块不错位；
（5）封顶块安装前，实测并确保顶部两邻接块间间距，并通过推进油泵的伸缩来调整好邻接块间的间距，控制在比设计值大6mm左右，以便顺利安装封顶块；
（6）及时复紧环向螺栓。
总之，管片防破碎主要是要提高操作工人的工作责任心。
1.3推进中的控制问题
即盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致（主要表现为管片开裂）
我们使用的是每环带有相同楔形量的螺栓紧固通用环（管片形式分为L1、L2、B1、B2、B3、F六块，每块管片都存在的不同的楔形量），我们依靠这个楔形量来实现隧道的转向及盾构机的辅助控制，其中F管片的宽度最小（1181.4mm），B3管片宽度最大（1218.6mm），成环管片楔形量大小端差值为37.2mm，（原标准管片中的转弯环楔形量大小端差值为24.8mm），通过计算：
二环间F管片相差45゜时，线路曲率半径为276.6m，F环相差112.5゜时，线路曲率半径为516.4m，我区间最小曲率半径为380m，只要管片排版考虑周全，拼装措施到位，应该可以很大程度上避免管片开裂。
1、管片环端面不是垂直法面，千斤顶的中心没有作用在管片环的中心上，造成管片偏心受压：
原因有:
管片XXX为楔形环，盾构机千斤顶作用在管片的不同点位上时提前量不同，推进时各区的千斤顶推力大小不一，方向不一，管片受力不一，管片之间的环缝压缩量不一致，管片纠偏时贴片不平整等。
2、管片拼装的中心与盾尾中心不同心，管片与盾尾相碰，拼装完成后隧道管片在盾构机内部的长度约为2环左右，管片外侧的空隙为2cm，盾构机在曲线段掘进时盾构机的姿态变化与管片的姿态变化不一致，盾尾密封刷挤压管片造成开裂，有时管片无法在盾尾内拼装成正圆，只能拼装成椭圆形，也会使盾尾密封刷挤压管片造成开裂；
3、盾构推进过程也是不断纠偏过程，推进中轴线的纠偏量过大，管片的环面与隧道轴线不垂直。
盾构机与管片衬砌环间的相对关系不可能总是保持理想状态，特别是转弯和纠偏量大时，管片外弧与盾尾内壁间的距离沿环向分布不均匀，造成一侧间距很小，而另一侧间距较大，这时易产生“卡壳”现象，即两者碰在一起。
盾构机一推进，就会造成管片一定部位破碎。
。
4、管片在脱出盾尾后，空隙没有及时填充，管片受自重的作用和管片上浮的作用力，造成管片开裂。
总之，造成管片开裂的原因不是单一存在的，常常是几种原因集中在一起，而且大都发生在管片脱出盾尾前后，因此在防止发生管片开裂的措施要综合考虑。
1.4防止管片开裂的注意事项
1、在施工中经常测量管片环面的垂直度，并与轴线相比较，发现误差，根据需要纠偏的量在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫形成楔子环对环面进行纠正，一般一次加贴衬垫的厚度不超过6mm；
2、采用调整盾构千斤顶的组合来实现纠偏；
对千斤顶上、下、左、右四个区域的油压调整来形成一个有利于控制盾构轴线的力偶，同时应经常检查千斤顶撑靴（衬垫）与管片环面的吻合程度，对出现损坏的及时要更换；
3、将管片在盾构内居中拼装，使管片不与盾壳相碰，拼装过程中发现新拼装的管片与前一环管片的环高差过大，采取松开连接螺栓，逐块调整管片的位置；
4、盾构掘进时严格控制盾构机的姿态，特别在曲线段或纠偏时盾构机应缓慢掘进控制盾构机的每环纠偏量，（纠偏量不能大于20mm）偏差大时可连续多环纠偏，纠偏做到多次少量，防止盾构机轴线与隧道管片的轴线间的夹角过大和管片四周盾尾间隙不均匀，使盾构的中心与设计中线误差控制在允许范围内。
5、合理地及时地修改管片的排列顺序，充分利用楔形环管片的特点来纠偏。
6、及时、充足地进行同步注浆，用同步注浆的浆液将管片托住，减少环高差；
7、有意识地在整环的每块管片的凹面上加贴石棉垫，防止管片脱出盾构后变形造成管片的开裂。
管片修补的要求。
除了有特殊的要求（如已露钢筋）外，在隧道水平面180゜以上部位可以不要对管片进行修补。
管片修补要制定专项修补方案，以保证管片修补后的可靠性。
二、不沉降
盾构法在软土层中推进，会导致不同程度的地面和隧道沉降，即使采用当前先进的盾构技术，也难完全防止这些变形
，上海虹桥机场跑道下的盾构推进，采用严格措施，最终跑道沉降也达6mm。
设计图纸要求：
“一般地段盾构掘进引起的地层损失率应＜1%，并不得超过地表最大允许变形：
隆起10mm，沉降30mm，特殊情况下根据具体环境保护要求确定。
”
盾构施工引起的地层损失和盾构周围土体受扰动，或受剪切破坏的重塑土的再固结，是地面和隧道沉降的基本原因。
地层损失是盾构施工中挖除土体体积和建成隧道体积之差。
建成隧道体积包括隧道外围包裹的压入浆体体积，地层损失率以占盾构理论排土体积的百分比表示。
圆形盾构理论出土体积为盾构截面面积。
周围土体再弥补地层损失中，发生地层变形，引起地面沉降。
2.1引起地层损失的因素是：
（1）开挖面土体移动。
盾构掘进时，开挖面土体受到水平支护应力小于土体侧向应力，则开挖面土体向盾构内移动，引起地层损失，而导致盾构上方地面沉降；
若盾构推进时，作用在正面土体的推应力大于侧向应力，则正面土体向上、向前移动，引起地层负损失，而导致盾构前上方土体隆起。
（2）盾构后退。
在盾构暂停推进时，盾构推进千斤顶漏油而引起盾构后退，使开挖面土体坍落或松动，造成地层损失。
（3）土体挤入盾尾空隙。
压浆不及时，压浆量不足，压浆压力不适当，使盾尾后周边土体失去平衡状态，向盾尾空隙中移动，引起地层损失。
（4）改变推进方向。
盾构在曲线推进、纠偏、抬头或磕头推进过程中，实际开挖面不是圆形而是椭圆，引起地层损失。
盾构轴线与隧道轴线的偏角越大，则对土体扰动和超挖程度就越大，其引起的地层损失也越大。
（5）随盾构推进而移动的盾构正面阻碍物，使地层在盾构通过后产生空隙，而又无法及时压浆填充，引起地层损失。
（6）推进的盾构外周粘附一层粘土时，盾尾后隧道外周环形成空隙会有较大量的增加，如不相应增加压浆量，地层损失必然大量增加。
（7）盾构移动对土层的摩擦和剪切。
（8）在土压力作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起地层损失。
饱和松软地层衬砌渗漏亦会引起地层沉降。
2.2施工引起的地层损失可分为三类：
（1）正常的地层损失。
盾构施工操作精心，没有失误，但由于地质和盾构施工方法的特定条件，在施工中总要引起不可避免的地层损失。
一般说这种地层损失可以控制到一定限度，可通过变形弥补地层损失，因此施工沉降槽体积与地层损失相等。
在均匀地质中，这种地层损失引起的地面沉降比较均匀。
（2）不正常的地层损失。
因盾构施工操作失误而引起的地层损失，如隧道土压骤降，压浆不及时，开挖面超挖，盾构后退等。
这种地层损失引起的地面沉降有局部变化的特征，如局部变化的大，一般还可以认为是正常的
，操作得当是可以弥补的。
（3）灾害性的地层损失。
盾构开挖面发生的土体急剧流动或突发性的崩塌，引起灾害性的地面沉降。
经常是敞开式盾构遇到水压大、透水率高的颗粒状土或遇到地层中的贮水洞穴。
在粘性土中局部土体强度降低过多而引起灾害性地面沉降的情况则少见。
地面沉降的横向分布估算公式为：
式中：
S（x）――沉降量
V1――地层损失量
Z――距隧道中心的埋深
隧道上部地面沉降槽示意图
Smax――隧道中心线处最大的沉降量
i――沉降槽宽度系数
沉降槽宽度系数i的计算方法有多种，attewell的公式计算方法是：
r为隧道半径，Z为隧道的中心埋深。
地层损失率的计算方法是：
其中：
V为盾构的截面面积，31.55m2（直径6340mm盾构机），地层损失率用百分比表示。
盾构掘进引起的地层损失率应小于1%，如果大于1%，区间隧道的后期沉降量大，相应可能引起运营隧道的曲率半径过小，影响隧道的正常使用和安全。
对应于盾构掘进引起的地层损失率1%，相应管片自脱出盾尾15天后不同盾构覆土厚度处的地面沉降槽最大沉降量Δ及盾构前方是最大隆起量δ不得大于下表中的规定数值。
表内数值就是根据目前1%的地层损失率来计算的。
只要有隧道埋深就可计算出最大沉降量和最大隆起量。
盾构顶部覆土深度（m）
盾构中心覆土深度（m）
Δ（mm）
δ（mm）
备注
4
7.1
30
10
其它不同深度处的Δ、δ值用内插法计算确定。
8
11.1
19
6.3
12
13.1
14
4.7
16
19.1
11
3.7
20
23.1
9
3
2.3解决措施
（1）注意盾构推进中各项工作参数的控制，对土压、推进速度、出土量、纠偏保持高度重视，即做到不扰动或少扰动土体；
（2）应重视管片同步注浆的及时和压力、注浆量，使管片与土体间的空隙迅速填充密实；
（3）应重视同步注浆浆液的质量（配方、浆液的实物质、初凝时间等）；
（4）重视后期的监测，根据沉降情况及时进行二次补浆。
特别是双液浆因凝结时间短、固结后强度高、不易渗入周边土体等优点广泛应用于实际工程中，尤其是在含水量较高的软土层地区中应用。
这里要强调，沉降量不能满足于30mm，要考虑隧道埋深，隧道埋深大的盾构施工，如沉降达30mm，就说明推进中工艺参数控制得不好（具体见上表）。
三、不隆起（不上浮）
同样盾构法在软土层中推进，也会导致不同程度的地面隆起和隧道上浮。
地面隆起主要是推进中的操作失误。
（推进速度快、土压设定大，出土与推进速度不匹配等）
隧道上浮原因复杂的多。
盾构隧道施工中，对于刚脱离盾尾的管片，经常会出现局部或整体上浮，已经被众多的工程实际所证实。
表现为管片错台、裂缝、破损，乃至轴线偏位等现象，尤其是在穿越河底浅覆土时，该问题尤为突出。
3.1盾构隧道管片上浮的影响因素分析
1、盾构工法特性的影响
为保证盾构的顺利掘进和管片拼装，盾构机的切削刀盘直径D与隧道衬砌管片的外径d有一定的差值，于是在盾构开挖的洞身与管片外径间是存在建筑间隙Δ=D-d的。
在高水位软土地层中，管片脱出盾尾后，拱顶土体全部塌落到管片结构需要一定时间和过程，如不及时填此空间，脱出盾尾的管片周围处于无约束的地下水的包围状态，给管片的位移提供了可能的条件。
盾构隧道是空心的简体，在混凝土自重作用下有下沉的趋势；
但在全断面地下水压力作用下，防水性能优良的衬砌隧道则有上浮的趋势。
以本区间盾构隧道外径6.2m、内径5.5m、宽1.2m的管片为例：
管片混凝土自重G=ρ×
g×
Vc=2400×
9.8×
7.8≈184（kN）
（1）
水浮力
F=ρw×
g×
V=1000×
9.8×
36.2≈355（kN）
（2）
式中：
混凝土比重ρ为2400kg/m3，管片混凝土方量Vc约为7.8m3，一环管片所占空间体积V约为36.2m3。
可见管片混凝土自重G小于水浮力F，而拱顶土体施加在管片结构上需要时间，这就解释了在拼装管片初期为何隧道上浮位移发展快的原因。
另一方面盾构机的重量主要集中在前盾（切口环和支承环），由盾尾至后配套台车之间一段衬砌（约9～10环管片）基本无压载，管片脱出盾构后失去了约束，同时还受到周围土层的作用。
土层作用可能是压力，也可能是盾构出土造成压力卸载，地基回弹的作用上浮（这种情况表现在纵缝拼装的管片上更加严重）。
2、同步注浆工艺的影响
如前所述，隧道上浮有两大条件：
一是建筑间隙Δ的存在，二是引起上浮位移的力。
同步注浆浆液可以在填充了建筑间隙Δ的同时，让隧道与周围土层紧密接触形成稳定的复合构造体共同抵抗外力。
要达到上述目的，关键问题是选择的注浆浆液应满足：
①必须具有充填性；
②应具有一定的和易性且离析少；
③应及早凝固且有一定的早期强度，以抵抗变形对管片产生的不均匀压力；
④浆液硬化后的体积收缩率要小，以便更好地固定管片；
⑤应有合适的稠度，以便不被地下水稀释。
从同步注浆、二次同步注浆和二次注浆的目的和对浆液的性能要求上分析，及时填充固结管片背后环形建筑空间是解决管片上浮位移的关键。
隧道每环同步注浆量、注浆压力的选定依盾构推进的理论建筑孔隙GP计算：
GP=πL×
（R2-r2）+g=1.82（m3）
（3）
公式中：
R为盾构外半径（3170mm）；
r为管片外半径（3100mm）；
L为环宽（1.2米）；
g为盾壳外4根注浆管肋总体积。
理论上讲，浆液需100％充填建筑总空隙。
由于①通常的浆液失水固结，②盾构推进时壳体带土使开挖断面总是大于盾构外径，③部分浆液劈裂到周围地层，导致实际注浆量要超过理论注浆量。
按照以往工程实践和经验，注浆时实际注浆量应为理论空隙体积的130～200％。
另外，注浆压力应为保证足够注浆量的最小值，一般为0.2～0.4MPa。
浆液分配控制为：
增大上部两个注浆管注浆量和注浆量和注浆压力，下部两个注浆管少注。
对于整环管片来讲，上部与下部的注浆量比例为2∶1。
目前隧道同步注浆浆液采用惰性浆液，其主要成分为砂、粉煤灰、膨润土、消石灰和水，24h强度很低（基本无强度），在富水软土地层中，惰性浆液初凝时间长，浆液在初凝前容易被稀释，因此低强度浆液不仅无法对管片提供约束，相反可能提供了上浮力；
另一方面，盾构机掘进震动和隧道内电瓶车运动震动下，未凝固的浆液材料很可能被挤到隧道底部或地层其他间隙，进一步加剧了隧道上浮。
从盾构机掘进到管片脱出盾尾后的工况分析来看，隧道管片在一定长度范围内就象两端固定的弹簧梁，一端受到盾尾的约束不能上浮，另一端受到已凝固注浆固体的约束也不能上浮。
这时，如果管片脱出盾尾后
（一般情况2～3环），同步注浆的浆液不能达到初凝和一定的早期强度，隧道管片仍然可视为浸泡在液体之中，在浮力的作用下必然会产生上浮现象。
3、盾构机姿态及走向的影响
盾构机在掘进过程中的运动轨迹实际上是一条蛇形运动轨迹，始终围绕着隧道轴线作蛇形运动，要通过不断调整各分区油缸千斤顶的推力来让盾构机运动中不断逐渐靠近隧道设计轴线。
而我标段隧道设计轴线平面上呈“L”字形曲线，纵断面呈“V”字形上下坡，所处地层又是粘土。
在盾构掘进中，由于盾构机自身重量，可能发生盾构机偏离隧道中心线以下。
此时，为纠正其运动轨迹不断靠近理论轴线，要加大下部千斤顶的推力以克服盾构机身的自重。
在隧道轴线由下坡改变为上坡或由急下坡改变为缓下坡时，亦需要加大下部千斤顶的推力，循序渐进地改变盾构机的运动轨迹，以满足设计线路的需要。
本区间盾构隧道无论是盾构机偏离隧道中心线以下还是线路坡度变化，都通过加大下部千斤顶的推力来调整盾构机的姿态。
这样，致使管片底部受到大于上部的作用力，管片环面上受力不均，加剧了管片上浮的趋势。
3.2管片上浮的控制
1、选择适当的注浆浆液及方法
在含水软土地层中，解决管片上浮问题实质上是同步注浆稳定管片与管片上浮在时间上的竞赛。
比较理想的注浆方法应是盾构沿轴线掘进，注浆浆液完全充填施工间隙并快速凝固形成早期强度，隧道与周围土体形成整体构造物从而达到稳定。
那么，在浆液性能上的选择唯有双液瞬凝性浆液（水泥浆液和水玻璃浆液）和同步注浆工艺能彻底解决管片上浮的问题。
双液瞬凝浆液因其时效特点在隧道位移控制上是具有优势的，但双液浆随着温度的变化，同种配比的浆液化学凝胶时间因时而异，堵管故障极易发生。
同步注浆管在掘进结束前只能清洗而无法更换，且双液浆的成本也不适宜，目前仍然只能采用惰性浆液。
根据管片上浮的规律值和盾构推进姿态的关系合理选择注浆孔位、注浆量和注浆压力。
根据本区间施工经验，盾构上部两注浆孔的注浆量明显大于下部两孔位的浆量，有时甚至下部可以不注浆以减小管片的上浮量。
同时要尽可能的提高浆液的稠度，使浆液有尽可能多的实物质以填充总空隙。
2、控制盾构机姿态
盾构机过量的蛇形运动必然造成频繁的纠偏，纠偏的过程就是管片环面受力不均的过程。
所以要求在掘进过程中必须要控制好盾构机的姿态，尽可能地使其沿隧道轴线作小量的蛇形运动。
按规范要求，盾构掘进中，拼装管片中心轴线的平面位置和高程允许偏差为±
50mm。
发现偏差时应逐步逐环缓慢纠正，避免突纠，以免人为造成管片环面受力严重不均，使环外空隙加大。
在区间施工中，一要合理调整各区域千斤顶油压，但各区千斤顶油压差不宜过大
二要跟踪测量管片法面的变化，合理排版，注意点位，并及时利用管片凹面粘贴石棉橡胶板纠偏，粘贴时上下呈阶梯状分布。
三要根据上浮规律值控制盾构推进高程。
3、控制掘进速度
如果同步注浆过程中，浆液不能达到及时有效地固结和稳定管片的条件时，应适当控制盾构掘进速度，一般以缓推为宜，推进速度不大于3cm/min．确保管片脱出盾尾时形成的空隙量与注浆量平衡，尽量避免注入的浆液被水稀释而降低浆液性能。
4、合理控制盾构机推进高程
一般来说，隧道管片拼装后的初期（最初2天）管片上浮量是总位移的70～80％，上浮速率快，后期上浮速率趋缓。
并且在拼装24h后下坡时管片的上浮值明显大于上坡时的上浮值。
在隧道推进中，可以根据统计的管片拼装后上浮经验值，将盾构机推进轴线高程稍降至设计轴线下30～40mm，以此来抵消管片衬砌后期的上浮量，使隧道中心轴线近可能地接近设计轴线。
3.3管片上浮后的处理措施
管片上浮后的处理比较难，一般可尝试在隧道底部打开注浆孔泄压，释放管片底部的注浆浆液，根据经验，但此方法效果不理想，并且污染隧道。
一旦发现管片上浮超限，立即停止盾构掘进，对已上浮的管片通过注浆孔进行二次注浆。
注浆材料以瞬凝双液浆为最好，注浆压注顺序应顺着隧道坡度方向，从隧道拱顶至两腰，最后压注拱底。
终止注浆以打开拱底注浆孔无渗水为条件，以防止盾构恢复掘进后管片继续上浮。
对于上浮段长、上浮量大、超限严重的隧道，只有进行设计调坡才能满足隧道限界的要求。
四、不渗水不漏水
隧道管片拼装后出现渗漏水的情况较常见，管片拼装完成后，往往有地下水从已拼装完成管片的接缝中渗漏进入隧道，主要表现为管片接缝漏水、管片破损处漏水、管片吊装螺孔处和手孔螺栓处渗水。
如果对渗漏问题处理不当，将会使管片受到地下水的长时间冲刷作用，使钢筋混凝土管片受到电化学腐蚀。
所以隧道防水是地铁建造质量的重要环节，防水的好坏关系到地铁的使用性、耐久性、安全性。
4.1、主要原因：
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入隧道；
②管片碎裂，破损范围达到粘贴止水条的止水槽时，止水条与管片间不能密贴，水就从破损处渗漏进隧道；
③止水条粘贴不牢固、提前粘贴遇水膨胀，使止水条在拼装前已松脱、变形、提前膨胀，无法起到止水作用；
④把封顶块强行顶入，将止水条拉脱扯断，造成无止水措施的管片拼接。
另外管片自身质量如裂缝等，隧道伸缩缝、变形缝等情况这儿不作讨论，仅对管片拼装和止水条失效原因引起的渗漏水作分析。
治水的防、排、截、堵，关键在防。
4.2、防止管片接缝渗漏及处理措施：
①做好管片清理和止水条的粘贴，特别注意雨天管片的遮雨防水工作；
（要求管片堆放场地搭棚和加盖彩条布，防雨水和露水）
②加强管片拼装措施，不错台、减少管片及止水条的破损；
③增加止水条粘贴措施，在三无乙丙密封垫内加贴一层遇水膨胀橡胶条，此项措施可在上部180゜的管片上采用；
4.3、后期处理措施
①对管片的纵缝和环缝进行嵌缝：
嵌缝一般采用遇水膨胀材料嵌入管片内侧预留的槽中，外面封以水泥砂浆以达到堵漏的目的。
（上海目前不许可用嵌缝的方法堵漏；
同时也不许可在管片上打针注聚氨酯止水）
②对渗漏部分的管片接缝进行注浆：
利用可硬性材料在渗漏点附近进行壁后注浆。
注浆不但可防止地面沉降，而且有利于隧道衬砌的防水，可选择合适的浆液（初期粘度低，微膨胀，后期强度高）、注浆参数、注浆工艺，形成稳定的管片外围防水层，将管片包围起来，形成一个保护圈。
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