盾構施工過程質量通病原因及預防方案(19頁).doc
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2022-08-31
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1、盾構施工過程質量通病分析及預防 盾構施工過程包括盾構始發接收和正常掘進,始發接收和正常掘進是隧道施工中的兩道關鍵工序。因此,加強這兩道工序質量管理顯得尤為重要,下面對兩道工序分別進行分析。盾構正常掘進: 盾構掘進是盾構法隧道施工的主要工序,要保證隧道的實際軸線和設計軸線相吻合,并確保管片圓環拼裝質量,使隧道不漏水,地面不產生大的變形。一、土壓平衡式盾構正面阻力過大(1) 現象盾構推進過程中,由于正面阻力過大造成盾構推進困難和地面隆起變形。(2) 原因分析 盾構刀盤的進土開口率偏小,進土不暢通; 盾構正面地層土質發生變化; 盾構正面遭遇較大塊狀的障礙物; 推進千斤頂內泄漏,達不到其本身的最高額定2、油壓; 正面平衡壓力設定過大。(3) 預防措施 合理設計進土孔的尺寸,保證出土暢通; 隧道軸線設計前,應對盾構穿越沿線作詳細的地質勘查,摸清沿線影響盾構推進的障礙物的具體位置、深度,以使軸線設計考慮到這一狀況; 詳細了解盾構推進斷面內的土質狀況,以便及時優化調整土壓設定值、推進速度等施工參數; 經常檢修推進千斤頂,確保其運行良好。 合理設定平衡壓力,加強施工動態管理,及時調整控制平衡壓力值。(4) 治理方法 采取輔助技術,盡量采取在工作面內進行障礙物清理,在條件許可的情況下,也可采取大開挖施工法清理正面障礙物; 增添千斤頂,增加盾構總推力。二、盾構后退(1) 現象盾構停止推進,尤其是拼裝管片的3、時候,產生后退的現象,使開挖面壓力下降,地面產生下沉變形。而且盾構后退過多會嚴重損害盾尾密封裝置壽命。(2) 原因分析 盾構千斤頂自鎖性能不好,千斤頂回縮; 千斤頂安全溢流閥壓力設定過低,使千斤頂無法頂住盾構正面的土壓力; 盾構拼裝管片時千斤頂縮回的個數過多,并且沒有控制好最小應有的防后退頂力。(3) 預防措施 加強盾構千斤頂的維修保養工作,防止產生內泄漏; 安全溢流閥的壓力調定到規定值; 拼裝時不多縮千斤頂,管片拼裝到位及時伸出千斤頂到規定壓力。(4) 治理方法盾構發生后退,應及時采取預防措施防止后退的情況進一步加劇,如因盾構后退而無法拼裝,可進行二次推進。三、 盾尾密封裝置泄漏(1) 現象4、地下水、泥及同步注漿漿液從盾尾的密封裝置滲漏進入盾尾的盾殼和隧道內,嚴重影響工程進度和施工質量,甚至對工程安全帶來災難。(2) 原因分析 管片與盾尾不同心,使盾尾和管片間的空隙局部過大,超過密封裝置的密封功能界限: 密封裝置受偏心的管片過度擠壓后,產生塑性變形,失去彈性,密封性能下降; 盾尾密封油脂壓注不充分,盾尾鋼刷內侵入了注漿的漿液并固結,盾尾刷的彈性喪失,密封性能下降; 盾構后退,造成盾尾刷與管片間發生刷毛方向相反的運動,使刷毛反卷,盾尾刷變形而密封性能下降,嚴重影響盾尾密封壽命; 盾尾密封油脂的質量不好,對盾尾鋼絲刷起不到保護的作用,或因油脂中含有雜質堵塞泵,使油脂壓注量達不到要求。(5、3) 預防措施 嚴格控制盾構推進的糾偏量,盡量使管片四周的盾尾空隙均勻一致,減少管片對盾尾密封刷的擠壓程度; 及時、保量、均勻地壓注盾尾油脂; 控制盾構姿態,避免盾構產生后退現象; 采用優質的盾尾油脂,要求有足夠的粘度、流動性、潤滑性、密封性能。(4) 治理方法 對已經產生泄漏的部位集中壓注盾尾油脂,恢復密封的性能; 管片拼裝時在管片背面塞人海綿,將泄漏部位堵住; 有多道盾尾鋼絲刷的盾構,可將最里面的一道盾尾刷更換,以保證盾尾刷的密封性; 從盾尾內清除密封裝置鋼刷內雜物。四、 沿隧道軸線地層變形量過大(1) 現象沿隧道軸線地層變形過量,引起地面建筑物及地下管線損壞。(2) 原因分析 盾構開始掘6、進后,如不能同步地進行注漿或注漿效果差,則會產生地面沉降; 盾尾密封效果不好,注漿壓力又偏高,漿液從盾尾滲入隧道,造成有效注漿量不足: 漿液質量不好,強度達不到要求,不能起到支護作用,造成地層變形量過大; 注漿過程不均勻,推進過程中有時注漿壓力大,注漿量足,有時注漿量少,甚至不注漿,造成對土體結構的擾動和破壞,使地層變形量過大。(3) 預防措施 正確確定注漿量和注漿壓力,及時、同步地進行注漿; 注漿應均勻,根據推進速度的快慢適當地調整注漿的速率,盡量做到與推進速率相符;通過地面監測情況調整注漿量和注漿壓力。 提高拌漿的質量,保證壓注的漿液的強度; 推進時同時、均勻、經常地壓注盾尾密封油脂,保證7、盾尾鋼絲刷的使用功能。 (4) 治理方法 根據地面變形情況及時調整注漿量、注漿部位,對于沉降大的部位可采用補壓漿的措施; 損壞的盾尾進行更換,或采用在盾尾內墊海綿的方法對盾尾進行堵漏; 注漿口離盾尾太近引起盾尾漏漿,可采用從管片上進行壁后注漿的方法,減少漿液的滲漏。五、 同步注漿漿管堵塞(1) 現象采用單液漿注漿時漿管堵塞,無法注漿,甚至發生漿管爆裂的情況,嚴重影響施工質量和進度。(2) 原因分析 停止注漿的時間太長,留在漿管中的漿液結硬,引起堵塞; 漿液中的砂含量太高,沉淀在漿管中,使漿管通徑逐漸減小,引起堵塞; 漿管的三通部位在壓漿過程中有漿液積存,時間長了就沉淀凝固。(3) 預防措施 停8、止推進時定時用漿液打循環回路,使管路中的漿液不產生沉淀。長期停止推進,應將管路清洗干凈; 拌漿時注意配比準確,攪拌充分; 定期清理漿管,清理后的第一個循環用膨潤土泥漿壓注,使注漿管路的管壁潤滑良好; 經常維修注漿系統的閥門,使它們啟閉靈活。(4) 治理方法將堵塞的管子拆下,將堵塞物清理干凈后重新接好管路。六、管片壓漿孔滲漏(1) 現象管片壓漿孔處滲漏,壓漿孔周圍有水漬,壓漿孔周圍混凝土有鈣化斑點。(2) 原因分析 壓漿孔的悶頭未擰緊; 壓漿孔的悶頭螺紋與預埋螺母的問隙大。(3) 預防措施 要用扳手擰緊壓漿孔的悶頭; 在悶頭的螺絲上纏生料帶,以起到止水的作用。(4) 治理方法 將悶頭擰出,重新按9、要求擰緊; 在壓漿孔內注少量水泥漿堵漏,然后再用悶頭悶住。七、 管片接縫滲漏(1) 現象地下水從已拼裝完成管片的接縫中滲漏進入隧道。(2) 原因分析 管片拼裝的質量不好,接縫中有雜物,管片縱縫有內外張角、前后喇叭等,管片之間的縫隙不均勻,局部縫隙太大,使止水條無法滿足密封的要求,周圍的地下水就會滲漏進隧道; 管片碎裂,破損范圍達到粘貼止水條的止水槽時,尤其是管片角部碎裂,止水條與管片間不能密貼,水就從破損處滲漏進隧道; 糾偏量太大,所貼的楔子墊塊厚度超過止水條的有效作用范圍; 止水條粘貼質量不好,粘貼不牢固,使止水條在拼裝時松脫或變形,無法起到止水作用; 止水條質量不符合質量標準,強度、硬度、10、遇水膨脹倍率等參數不符合要求,而使止水能力下降; 對已貼好止水條的管片保護不好,使止水條在拼裝前已遇水膨脹,管片拼裝困難且止水能力下降。(3) 預防措施 提高管片的拼裝質量,及時糾環面,拼裝時保證管片的整圓度和止水條的正常工況,提高縱縫的拼裝質量; 對破損的管片尤其是管片角部及時進行修補,運輸過程中造成的損壞應在貼止水條以前修補好。對于因為管片與盾殼相碰而在推進或拼裝過程中被擠壞的管片,也應原地進行修補,以對止水條起保護作用; 控制襯墊的厚度,在貼過較厚襯墊處的止水條上應按規定加貼一層遇水膨脹橡膠條; 應嚴格按照粘貼止水條的規程進行操作,清理止水槽,膠水不流淌以后才能粘貼止水條: 采購質量好的11、止水條產晶,在施工過程中定期抽檢止水條的質量,產品須檢驗合格方能使用; 在施工現場加工雨棚等防護設施,加強對管片的保護。根據情況也可對膨脹性止水條涂緩膨脹劑,確保施工的質量。(4) 治理方法 對滲漏部分的管片接縫進行注漿; 利用水硬性材料在滲漏點附近進行壁后注漿; 對管片的縱縫和環縫進行嵌縫,嵌縫一般采用遇水膨脹材料嵌入管片內側預留的槽中,外面封以水泥砂漿以達到堵漏的目的。八、 隧道上浮解決措施(1) 問題分析在隧道掘進施工中,拼裝后的成形隧道或多或少會產生不穩定的現象,根據施工經驗隧道產生的上浮現象比較常見,而隧道的上浮會對隧道質量產生嚴重的影響,因此分析其成因并制定相應的措施在本工程中是必12、不可少的。(2) 總結以往施工經驗,該現象產生的成因有如下幾點: 對于盾構掘進后的建筑空隙漿液沒有及時填充; 由于建筑空隙的存在致使地下水、裂隙水的涌入造成隧道上浮; 漿液凝固時間長; 盾構掘進速度過快;(3) 施工技術措施為了減少隧道的上浮量,使隧道盡快穩定,控制隧道可能會發生上浮的現象,確保隧道的穩定。因此采取下列措施: 施工期間嚴格控制隧道軸線,使盾構盡量沿著設計軸線推進,每環均勻糾偏,減少對土體的擾動。 均衡施工,必要時減慢隧道掘進速度,讓填充的漿液有充足的時間凝固,確保拼裝好的管片穩定性。 根據推進監測的結果對注漿方案進行針對性的調整。如調整注漿部位、注漿量、配制快凝及提高早期強度的13、漿液等。 為了正確觀測隧道縱向變形,消除潮汐對隧道的影響,正確地判斷隧道是否穩定,必要時采用連通管進行縱向變形監測。 加強對管片的監測工作,以指導盾構機姿態調整,如果出現管片上浮和下沉量突變,則應加大監測頻次,并采取二次壓注雙液漿的方法對管片進行穩定,防止情況進一步惡化。 在盾構剛始發掘進時,由于盾構處于試推進階段,所以盾構掘進較慢,有利于隧道的穩定。另外,由于試推進本身的目的就在于摸索盾構對本標段地層的適應性,所以在掘進此段時,可以通過加強監測,制定相應的對策如壁后二次注漿、調整漿液配比、調整注漿位置等措施來解決此問題,從而形成一套適用今后盾構在本標段掘進碰到類似問題的解決辦法。九、圓環管片14、環面不平整1、現象同一環管片在拼裝完成后迎千斤頂一側環面不在同一平面上,不同塊之間有凹凸現象存在,給下一環的拼裝帶來影響。導致環向螺栓穿進困難,管片碎裂等問題。2、原因分析 (1)管片制作誤差尺寸累計; (2)拼裝時前后兩環管片間夾有雜物; (3)千斤頂的頂力不均勻,使環縫間的止水條壓縮量不相同; (4)糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求; (5)止水條粘貼不牢,拼裝時翻到槽外,使與前一環的環面不密貼,引起該塊管片凸出; (6)成環管片的環、縱向螺栓沒有及時擰緊及復緊。3、預防措施(1)拼裝前檢測前一環管片的環面情況,決定本環拼裝時糾偏量及糾偏措施;(2)清除環面和盾尾內的各種雜物;(3)控制15、千斤頂頂力均勻;(4)提高糾偏楔子的粘貼質量;(5)檢查止水條的粘貼情況,保證止水條粘貼可靠;(6)盾構推進時騎縫千斤頂應開啟,保證環面平整。4、治理方法對于已形成環面不平的管片,在下一環及時加貼楔子糾正環面,使環面平整。十、管片環面與隧道設計軸線不垂直1、現象拼裝完成后的管片迎千斤頂的一側整環環面與盾構推進軸線垂直度偏差超出允許范圍,造成下一環管片拼裝困難,并影響到盾構推進軸線的控制。示意圖如下:圖1管片環面與隧道中心線不垂直示意圖(臨界狀態)2、原因分析(1)拼裝時前后兩環管片間夾有雜物,使相鄰塊管片間的環縫張開量不均勻;(2)千斤頂的頂力不均勻,使止水條壓縮量不相同,累計后使環面與軸線不16、垂直;(3)糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求;(4)前一環環面與設計軸線不垂直,沒有及時地用楔子環糾正;(5)盾構推進單向糾偏過多,使管片環縫壓密量不均勻而使環面豎直度差。3、預防措施(1)拼裝時做好清理工作,防止雜物夾雜在管片環縫間;(2)盡量多開啟千斤頂,使盾構糾偏的力變化均勻;(3)在施工中經常測量管片環面的垂直度,并與軸線相比較,發現誤差,及早安排制作楔子糾環面消除。4、治理方法(1)合理地修改管片的排列順序,利用增減楔子環(曲線管片)來進行糾偏;(2)根據需要糾偏的量,在管片上適當的部位加貼厚度漸變的傳力襯墊,形成楔子環,對環面進行糾正。一般一次加貼襯墊的厚度最厚不超過6mm。偏差17、大可連續多環的糾偏達到目的;(3)當垂直度偏差較大,造成管片拼裝極困難,盾殼卡管片嚴重時,可采用糾偏量較大的剛性楔子。十一、 縱縫質量不符合要求1、現象縱縫質量差表現在同環相鄰的管片相互位置發生變動,致使縱縫出現了前后喇叭、內外張角、內弧面產生踏步、縱縫過寬、兩塊管片相對旋轉等質量問題。對于隧道的防水、管片的受力都造成嚴重的危害。2、原因分析(1)拼裝時管片沒有放正,盾殼內有雜物,使落底塊管片放不到位或產生上翹、下翻,環面有雜物夾入環縫,也會使縱縫產生前后喇叭;(2)拼裝時管片未能形成正圓,造成內外張角;(3)前一環管片的基準不準,造成新拼裝的管片位置亦不準;(4)隧道軸線與盾構的實際中心線不18、一致,使管片與盾殼相碰,無法拼成正圓,只能拼成橢圓,縱縫質量也就無法保證。3、預防措施(1)拼裝前做好盾殼與管片各面的清理工作,防止雜物夾入管片之間;(2)推進時勤糾偏,使盾構的軸線與設計軸線的偏差盡量減少,保證管片能夠居中拼裝,管片周圍有足夠的建筑空隙使管片能拼裝成正圓;(3)環面的偏差及時進行糾正,使拼裝完成的管片中心線與設計軸線誤差減少,管片始終能夠在盾尾內居中拼裝;(4)管片正確就位,千斤頂靠攏時要加力均勻,除封頂塊外每塊管片至少要有兩只千斤頂頂住;(5)盾構推進時騎縫的千斤頂應開啟,保證環面平整。4、治理方法(1)用整圓器進行整圓,通過整圓來改善縱縫的偏差;(2)管片出盾尾,環向螺栓19、再進行一次復緊,可改善縱縫的變形。管片被周圍土體包裹住以后,橢圓度會相應地減小,縱縫壓密程度提高,此時對螺栓進行復緊可取得較好的效果;(3)采用局部加貼楔子的辦法,作縱縫質量的糾正。十二、圓環整環旋轉1、現象拼裝成環的管片與設計要求的拼裝位置相比較,旋轉了一定的角度,使盾構的后續車架及電機車軌道的鋪設不平整,影響設備的運行,也增加了封頂成環的拼裝難度。2、原因分析 (1)千斤頂編組不合理,使管片受力不均勻,管片產生相對轉動; (2)管片環面不正,千斤頂的頂力方向與環面不垂直,盾構推進時就會產生使管片轉動的力矩,導致管片旋轉; (3)拼裝時管片的位置安放不準確,導致拼裝時形成旋轉; (4)管片上20、的螺栓孔和螺栓之間由于拼裝需要,一般留有5-8mm的間隙,這樣就給兩環管片之間相互錯動留有了條件,如果在管片就位時隨意操作,就會引起旋轉偏差;(5)拼裝時后拼裝的管片與已就位的管片發生碰撞,使已拼裝的管片發生移位,如果長時間采用相同的順序拼裝管片,管片向同一方向發生旋轉偏差,累積的偏差量就較大;3、預防措施(1)控制好盾構推進的姿態,千斤頂編組情況要使推力的變化均勻,調整好管片環面的角度,減少推進過程中產生的轉動力矩;(2)拼裝管片時管片要放置正確,千斤頂靠攏時要有足夠的頂力使管片不發生相對滑動;(3)拼裝機操作時要動作平緩,旋轉緩慢,這樣有利于拼裝的準確性;(4)對已成環的管片的旋轉情況要經21、常進行測量,并及時糾正;(5)經常變換管片拼裝的順序。4、治理方法利用管片之間可相互錯動的余地,在落地塊管片拼裝時,管片縱向螺栓穿進后,利用拼裝機鉗著管片向需要糾正的方向旋轉一個角度,然后靠攏千斤頂,并擰緊縱向螺栓。以落底塊管片為基準,正確拼裝其余管片,就可使整環管片向相反的方向旋轉一個角度。連續數環管片拼裝時采用這種方法,可使旋轉誤差得到糾正。十三、連接螺栓擰緊程度沒達到標準要求1、現象螺栓的擰緊力矩未達到要求,有些螺母用手就能擰動。雙頭螺柱一頭超出螺母另一頭縮入螺母,使螺紋的有效連接長度不能保證,嚴重時個別的螺栓沒有穿進。2、原因分析(1)拼裝質量不好,導致相鄰管片之間錯位嚴重,有的螺栓無22、法穿進;(2)螺栓加工質量不好,螺紋的尺寸超差,造成螺母松動或無法擰緊;(3)施工過程中只注意進度,忽視了擰緊螺栓的工作。有時甚至出現螺栓上未套螺母的情況;(4)未及時進行復緊,尤其是底部、兩肩部位的螺栓,復緊難度大,往往漏擰。3、預防措施(1)提高管片拼裝質量,及時糾正環面不平或環面與隧道軸線不垂直度等,使每個螺栓都能正確地穿過手孔;(2)嚴格控制螺栓的加工質量,定期抽查,發現問題及時更換。不符合質量要求的螺栓應退換;(3)加強施工管理,做好自檢、互檢、抽檢工作,確保螺栓穿進及擰緊的質量。4、治理方法 (1)未穿入螺栓的管片,可采用特殊工具對螺栓孔進行擴孔,使螺栓可以穿過; (2)對不能穿過23、的孔換用小直徑等強度的螺栓; (3)加工專用平臺,對隧道的所有連接螺栓進行檢查和復緊。十四 、管片碎裂 1、現象拼裝完成的管片有缺角掉邊和裂縫,使結構強度受到影響,且產生滲漏。 2、原因分析 (1)管片在脫模、儲存、運輸過程中發生碰撞,致使管片的邊角缺損; (2)拼裝時管片在盾尾中的偏心量太大,管片與盾尾發生磕碰現象,以及盾構推進時盾殼卡壞管片; (3)定位凹凸榫的管片,在拼裝時位置不準,凹凸榫沒有對齊,在千斤頂靠攏時會由于凸榫對凹榫的徑向分力而頂壞管片;如下圖所示:圖2 有凹凸榫管片定位不準導致管片碎裂 (4)管片拼裝時相互位置錯動,管片與管片間沒有形成面接觸,盾構推進時在接觸點處產生應力集24、中而使管片的角碎裂;如下圖所示:圖3 管片局部接觸應力過大而碎裂示意圖 (5)前一環管片的環面不平,使后一環管片單邊接觸,在千斤頂的推動下形同蹺蹺板,管片受到額外的彎矩而斷裂。在封頂塊與鄰接塊的接縫處的環面不平,也是導致鄰接塊兩角容易碎裂的原因; (6)拼裝好的鄰接塊開口量不夠,在插入封頂塊時間隙偏小,如強行插入,則導致封頂塊管片或鄰接塊管片的角崩落;如下圖所示:圖4 鄰接塊開口量不足造成管片碎裂示意圖(7)拼裝機在操作時轉速過大,拼裝時管片發生碰撞邊角崩落。 3、預防措施 (1)管片運輸過程中,使用彈性的保護襯墊將管片與管片之間隔離開,以免發生碰撞而損壞管片。在起吊過程中要小心輕放,防止磕壞25、管片的邊角;(2)管片拼裝時要小心謹慎,動作平穩,減少管片的撞擊; (3)提高管片拼裝的質量,及時糾正環面不平整度、環面與隧道設計軸線不垂直度、縱縫偏差等質量問題;(4)拼裝時將封頂塊管片的開口部位留得稍大一些,使封頂塊能順利地插入;(5)發生管片與盾殼相碰,應在下一環盾構推進時立即進行糾偏。4、治理方法(1)因運輸碰損的管片進行修補后方能使用,修補須采用與原管片強度相應的材料進行修補;(2)在井下吊運過程中損壞的管片,如損壞范圍大,影響止水條的部位的,應予以更換。如損壞范圍小,可在井下修補后使用;(3)推進過程中被盾殼拉壞的管片,應立即進行修補,以保證止水效果;(4)內弧面有缺損的管片進行修26、補時,所用的材料應與原管片強度等級相同,以保證強度和減少色差。 十五、管片環高差過大1、現象拼裝完成的兩環管片間內弧面不平,環高差過大。2、原因分析(1)管片拼裝的中心與盾尾中心不同心,管片與盾尾相碰,為了將管片拼裝在盾尾內,將管片徑向內移,造成過大的環高差; (2)管片拼裝的橢圓度較大,造成環高差過大;(3)管片的環面與隧道軸線不垂直,如繼續上一環的方向拼裝將會與盾尾相碰,將管片向相反方向位移,造成過大的環高差;(4)管片在脫出盾尾后建筑空隙沒有及時填充,管片在自重的作用下落低,造成環高差過大。3、預防措施(1)將管片在盾構內居中拼裝,使管片不與盾構相碰; (2)保證管片拼裝的整圓度; (327、)糾正管片環面與隧道軸線的不垂直度; (4)及時、充足地進行同步注漿,用同步注漿的漿液將管片托住,減少環高差; (5)嚴格控制盾構推進軸線和盾構姿態,確保管片能拼于理想的位置上。4、治理方法拼裝過程中發現新拼裝的管片與前一環管片的環高差過大,可擰松連接螺栓,逐塊調整管片的位置。十六、管片橢圓度過大1、現象 拼裝完成的管片的水平直徑和垂直直徑相差過大,導致橢圓度超過標準。 2、原因分析(1)管片的拼裝位置中心與盾尾的中心不同心,管片無法在盾尾內拼裝成正圓,只能拼裝成橢圓形;(2)管片的環面與盾構軸線不垂直,使管片與盾構的中心不同心;(3)單邊注漿使管片受力不均勻。 3、預防措施(1)經常糾正盾構28、的軸線,使盾構沿著設計軸線前進,管片能居中拼裝;(2)經常糾正管片的環面,使環面與盾構軸線垂直,管片始終跟隨著盾構的軸線,使管片與盾尾的建筑空隙保持均勻;(3)注漿時注意注漿管的布置位置,使管片均勻受力。 4、治理方法(1)采用楔子環管片借隧道的軸線,使管片的拼裝位置處在盾尾的中心;(2)控制盾構糾偏,使管片能在盾尾內居中拼裝;(3)待管片脫出盾尾后,由于四周泥土的擠壓力近似相等,使橢圓形管片逐漸恢復圓形,此時對管片的環向螺栓進行復緊,使各塊管片的連接可靠。盾構始發接收:盾構始發接收是盾構法隧道施工中的一道關鍵工序。在始發接收過程中,施工環節多工作量集中,各工種交叉施工頻繁,設備、人員眾多,工29、作零亂,因此,加強質量管理尤為重要。一、 鑿除洞門時產生涌土(1) 現象在拆除洞封門過程中,洞門前方土體從封門間隙內涌入工作井(接收井)內。(2) 原因分析 封門外側土體加固方案不當或加固效果欠佳,自立性達不到封門拆除所需的時間; 地下水豐富,土體軟弱自立性極差; 封門拆除工藝編制不合理或施工中發生意外,造成封門外土體暴露時間過長。(3) 預防措施 在盾構始發接收前,必須對始發井進行土體加固,采用三重管高壓旋噴及壓密注漿方法。對旋噴和注漿材料要進行檢查、試驗,同時要嚴格控制其水灰比及注漿流量、壓力、提升速度等參數,并且根據地質情況和灌注情況及時調整參數,保證洞門打開后土體具有良好的自立性和止水30、性。 為了確保始發時土體不塌方,在洞門砼鑿除前洞門的滲水情況及土體變形進行檢查,以達到對土體的加固質量進行評估,若有大的質量隱患必須對土體進行二次加固。在鑿除內排鋼筋時,全體工作人員就位,一旦鋼筋全部割斷,清理完畢后,馬上推進,刀盤迅速切入土體,進洞過程結束。 期間若發生塌方,或大量涌水,必須對洞門暫時封堵,并進行補加固。 塌方時必須疏散地面人群,并開始執行處理危急情況的流程。(4) 治理方法創造條件使盾構盡快進入洞口內,對洞門圈進行注漿封堵,減少土體流失。二、盾構進出洞時洞口土體大量流失(1) 現象進、出洞時,大量的土體從洞口流入井內,造成洞口外側地面大量沉降。(2)原因分析 洞口土體加固質31、量不好,強度未達到設計或施工要求而產生塌方,或者加固不均勻,隔水效果差,造成漏水、漏泥現象; 在鑿除洞門混凝土后,盾構未及時靠上土體,使正面土體失去支護造成塌方; 洞門密封裝置安裝不好,止水橡膠簾帶內翻,造成水土流失; 洞門密封裝置強度不夠,經不起較高的土壓力,受擠壓破壞而失效; 盾構外殼上有突出的注漿管等物體,使密封受到影響; 到達時土壓力未及時下調,致使洞門裝置被頂壞,井外大量土體塌入井內。(3)預防措施 洞口土體加固應保證加固后土體強度和均勻性; 洞口封門拆除前應充分做好各項進、出洞的準備工作; 洞門密封圈安裝要準確,在盾構推進的過程中要注意觀察,防止盾構刀盤的周邊刀割傷橡膠密封圈,密封32、圈可涂牛油增加潤滑性;洞門的扇形鋼板要及時調整,改善密封圈的受力狀況; 盾構到達時要及時快速將洞門封好; 盾構在到達口時,要降低正面的平衡壓力。(4)治理措施 將受壓變形的密封圈重新壓回洞口內,恢復密封性能,及時固定弧形板,改善密封橡膠帶的工作狀態; 對洞口進行注漿堵漏,減少土體的流失; 注漿堵漏,仍無法達到出洞所需的土壓時,在洞口可重新設計加工第二套密封裝置,以達到洞門密封效果。三、洞門漏水(1) 盾構始發時,在盾尾未完全脫離洞門,不能進行封堵時,在洞圈與盾構外殼之間會出現漏水,嚴重時出現噴水。(2) 始發時,現場準備好麻袋、鋼板等堵水材料,以作備用。(3) 加強地面監測,若有塌方及時通報。33、(4) 當出現小規模漏水時,可不做封堵,盾構機快速前進,以期在短時間內推進洞門。(5) 若發生洞門噴水,全體人員立刻搶險,用泥袋堵住水源,或用鋼板封住盾構外殼與洞門間隙,以減少涌水量,盾構機快速推進,脫離洞門。(6) 一旦盾構機脫離洞門,馬上進行洞門封堵,用預先加工好的洞門鋼板將四周空隙全部焊接封住,再進行注漿。四、盾構基座變形(1) 現象在盾構進出洞過程中,盾構基座發生變形,使盾構掘進軸線偏離設計軸線。(2)原因分析 盾構基座的中心夾角軸線與隧道設計軸線不平行,則盾構在基座上糾偏產生了過大的側向力; 盾構基座的整體剛度、穩定性不夠,或局部構件的強度不足; 盾構姿態控制不好,盾構推進軸線與基座34、軸線產生較大夾角,致使盾構基座受力不均勻; 對盾構基座的固定方式考慮不周,固定不牢靠。(3)預防措施 盾構基座形成的中心夾角軸線應與隧道設計軸線方向一致,當洞口段處于隧道設計軸線的曲線時,應考慮盾構基座沿曲線的切線方向放置,切點必須設于洞口內側面處; 基座框架結構的強度和剛度能抵抗盾構出洞段施工土體加固區所產生的推力; 合理控制盾構姿態,盡量使盾構軸線與盾構基座中心夾角軸線保持一致; 盾構基座的底面與始發井的底板之間要墊平墊實,保證接觸面積滿足要求。(4)治理方法 對已發生變形損壞的構件,進行相應的加固或調換; 盾構基座的變形嚴重,將盾構脫離基座,對基座作修復加固。五、盾構后靠支撐位移及變形過35、大(1)現象在盾構出洞過程中,盾構后靠支撐體系在受盾構推進頂力的作用后發生支撐體系的局部變形或位移過大。(2)原因分析 盾構推力過大,或受出洞千斤頂編組影響,造成后靠受力不均勻、不對稱,產生應力集中; 盾構后靠混凝土充填不密實或填充的混凝土強度不夠; 組成后靠體系的部分構件的強度、剛度不夠,各鋼構件間的焊接強度不夠; 后靠與管片間的結合面不平整。(3)預防措施 在推進過程中合理控制盾構的總推力,且盡量使千斤頂編組合理。使之均勻受力; 采用素混凝土或水泥砂漿填充各構件連接處的縫隙時,除填充密實外,還必須確保填充材料強度和養護; 對系統的各構件必須進行強度、剛度校驗,對受壓構件一定要作穩定性驗算,36、確保連接強度和焊接質量; 盡快安裝上部的后盾支撐構件,完善整個后盾支撐體系,以便開啟盾構上部的千斤頂,使后盾支撐系統受力均勻。(4)治理方法 對產生裂縫或強度不夠的縫隙填充料鑿除,重新充填,并經過養護后達到要求強度再恢復推進; 對變形的構件進行修補及加固。根據推進油壓及千斤頂開啟只數計算出發生破壞時的實際推力,對后靠體系進行校驗; 對于發現裂縫的接頭及時進行修補。六、盾構到達時姿態突變(1)現象 盾構到達后,最后幾環管片往往與前幾環管片存在明顯的高差,影響了隧道的有效凈尺寸。 (2)原因分析 盾構到達時,由于接收基座中心夾角軸線與推進軸線不一致,盾構姿態產生突變,使在盾尾內的或環管片位置產生相應的變化; 最后兩環管片在脫出盾尾后,由于洞口處無法及時地填充空隙,使管片產生沉降。(3)預防措施 盾構接收基座要設計合理,使盾構下落的距離不超過盾尾與管片的建筑空隙; 將到達段的最后一段管片上半圈的部位用槽鋼相互連結,增加隧道剛度; 在最后幾環管片拼裝時,及時復緊管片的拼裝螺栓。提高抗變形的能力; 到達前調整好盾構姿態,使盾構標高略高于接收基座標高。(4)治理方法 在洞門密封鋼板未焊死以前,用整圓裝置將下落的管片向上托起,糾正偏差; 將洞口處的管片拆除,重新按正確的軸線位置立模板,澆混凝土