浅析土压平衡盾构管片错台与控制-【环球网报道 记者 周旭】据美国有线电视新闻网(CNN)6月27日消...
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[摘 要]随着21世纪经济的高速发展，我国人均汽车拥有量正逐年上升，城市交通压力越来越大，地铁作为新的交通工具正在飞速发展，盾构施工的质量也备受关注，其中管片的拼装质量至关重要，直接影响着地铁的施工质量与安全，因此，对盾构管片施工的质量研究并采取相应的措施是很有必要的。管片质量通病有渗水、破损、错台，而错台是造成渗水和破损的关键条件，影响管片错台的主要因素有：盾构姿态、管片拼装、壁后注浆。
[关键词]管片错台盾构姿态管片拼装壁后注浆
中图分类号：C287 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0247-01
前言：
管片作为地铁隧道的支护体，承受着来自地下的水压力和土压力，管片的错台会造成隧道出现蛇形、管片拼缝漏水、管片开裂、盾尾密封刷的破损、损耗盾尾密封油脂的用量，影响隧道的整体性，严重会剪断管片的连接螺栓甚至地面塌陷，直接影响着隧道的支护安全，因此现在的地铁隧道施工中，对管片的错台量控制要求非常严格。造成错台的原因有很多，主要是因为在盾构操作中盾构姿态控制不好造成管片的错台，拼装的时候点位的选择和拼装的质量也会造成管片的错台，还有一种就是同步注浆浆液量不够或超量上浮造成管片的错台。
1 盾构姿态
盾构掘进前由土木工程师根据地质条件下达掘进指令，盾构司机应当严格按照掘进指令上的各种参数进行掘进，在掘进过程中，应根据导向系统给出的坐标值严格控制好盾构姿态，当盾构的水平位置或高程偏离设计轴线20mm时便要进行盾构姿态纠偏。在纠偏过程中，每一循环盾构的纠偏值水平方向不超过9mm，竖直方向不超过5mm，掘进过程中要严格控制好推进油缸行程，各组推进油缸的行程差控制在50mm。
2 管片的拼装
2.1 拼装准备
在管片拼装前，检查确认所安装的管片及连接件是否为合格产品，管片的止水条安装是否合格并经监理验收，清理盾尾的杂物；量取盾尾间隙，根据盾尾间隙再结合盾构姿态、推进油缸行程进行点位选择。
2.2 拼装方法
管片的拼装从隧道底部开始，先安装标准块，依次安装相邻块，最后安装封顶块。安装封顶块时先径向搭接约2/3的管片宽度，调整位置后缓慢纵向顶推，管片安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，依次松开拼装机抓举头并移开管片安装机。
管片每安装一片，先人工初步紧固连接螺栓；安装完一环后用风动扳手初次整体紧固，在下环推进至1/3的位置时用风动扳手对所有管片螺栓进行二次紧固，管片拖出盾尾后，用风动扳手进行第三次紧固。
拼装要点：
（1）管片拼装应按照拼装工艺要求逐步进行，安装时必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。每安装一块管片立即将纵向连接螺栓插入连接，并戴上螺帽用风动扳手进行紧固。
（2）在管片拼装过程中，应严格控制盾构推进油缸的压力和伸缩量，使盾构位置保持不变，管片安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。
（3）拼装管片时应防止管片及防水密封条的损坏，安装管片后顶出推进油缸，扭紧连接螺栓，保证防水密封条接缝紧密，防止由于相邻连接两片在盾构推进过程中发生错动，防水密封条接缝增大和错动，影响止水效果。
2.3 管片拼装控制标准
（1）轴线允许偏差：高程偏差正负50mm，平面偏差正负50mm.
（2）管片错台<3mm，管片接缝开口<3mm，管片拼装无贯穿裂缝，无大于0.3mm宽的裂缝及剥落现象。
2.4 管片拼装控制措施
2.4.1 管理措施
（1）一旦发生管片错台、破损等问题，现场应立即上报，由技术部门组织盾构机司机等现场施工人员召开分析会，查找原因，根据分析结果提出处置方案。
（2）发生的错台和破损等情况后，尤其是错台处在发展阶段，每班由专人对发生滞后错台和破损的情况进行统计，项目技术部门安排专人两次进隧道统计这些情况，发生较大的错台和破损及时进行分析和处置。
2.4.2 技术措施
为防止盾构扭矩、盾构千斤顶作用下对刚成型管片造成错台，就近三环管片（未注浆2环，已注浆1环）在左右侧腰部采用角钢固定成为整体，以减小并控制管片的错台，另外还需要我们深入现场，大量收集现场问题，制定好拼装的更为细致的措施。
3 壁后注浆
3.1 注浆的作用
（1）缓解地层变形
盾构施工过程中，盾尾脱离管片衬砌后，衬砌外围行成的壁后间隙导致周围土体出现临时无支护状态，此时若不及时对壁后间隙进行填充处理，极易导致周围土体向盾尾间隙（填充空隙）移动，进而引起地层变形；而盾构隧道壁后注浆作为一种弥补地层变形的手段，在缓解地层变形方面起到了重要作用。
（2）確保成型管片受力均匀
盾构隧道应是一种管片衬砌和地层一体化结构稳定的构造物，管片上作用的外力也是在这个假定条件下考虑的。这意味着管片背面空隙的均匀注入填充是确保土压力作用均匀的先决条件。壁后注浆使得管片衬砌和地层紧密结合在一起，地层对管片衬砌产生压力均匀化，管片结构受力状态更为良好，结构更为安全。
（3）提高盾构隧道的抗渗性
盾构施工防水除了管片自身止水条，壁后注浆层作为盾构隧道抗渗的第一层防护圈，能够有效缓解因盾构管片衬砌出现裂缝或防水垫层损坏而导致的渗漏水。
3.2 壁后注浆方式
壁后注浆按照注入位置可分为盾尾注浆（通过安装在盾够壳上的注浆管注浆）和管片注浆（通过管片上的注浆孔），2种注浆方式的优缺点比较见表1。
3.3 同步注浆的参数控制
（1）注浆压力
同步注浆时要求在地层中的浆液压力要大于该点的静水压力及土压力之和，做到尽量填补而不宜过大。
（2）注浆量
同步注浆量理论上是充填切削土体与管壁之间的间隙，但同时要考虑盾构推进过程中的纠偏，跑浆和注浆材料收缩因素。
（3）注浆时间及速度
根据盾构推进速度，以每循环达到总注浆量而均匀注入，从盾构推进进行注浆开始，推进完毕注浆结束，具体注浆速度根据现场实际掘进计算确定。
总结：要把管片质量控制的更好，就要在施工中多做总结，并及时采取相应的防治措施，才能有效控制管片的错台，进而确保隧道的质量。本文分析长春地区黏土及强风化砂岩地层条件下地铁隧道管片施工中管片错台原因及避免错台的控制手段，为今后的类似工程提供借鉴。endprint
