地鐵盾構隧道管片質量控制分析

朱建偉

中鐵九局集團第四工程有限公司 遼寧沈陽 110000

1 地鐵盾構隧道施工概述

為滿足城市發展要求，有更多的大中型城市建設了地鐵工程，地鐵其作為一種新型的公共交通形式，與常規公共交通相比，基本不占用城市平面的面積，不存在平面的交叉，安全性與輸送旅客效率更高。盾構隧道施工基本原理是通過盾構機在盡量減少對周邊環境影響的情況下不斷開挖巖體或者土體而向前推進，管片在盾殼的保護下隨著盾構機的掘進不斷向前拼裝，經過無數個掘進及拼裝循環完成整個隧道的施工。鋼筋混凝土管片是盾構隧道的主要受力結構，承擔著上部的水土壓力及地面荷載。盾構管片質量好壞直接決定著盾構隧道的施工質量、運營安全、防水性能以及耐久性能，所以對盾構隧道所用管片的生產質量、拼裝質量，盾尾注漿質量及盾構姿態調整因素引起的管片錯臺、管片破損等質量問題進行分析控制是非常必要的。

2 地鐵盾構管片質量控制

2.1 加強管片生產質量控制

盾構管片生產質量主要從管片所用原材料質量、混凝土配合比設計、鋼筋骨架的制作加工、管片模板安裝、混凝土攪拌及振搗成型、混凝土養護、管片脫模、吊運存放等方面進行控制。嚴格控制管片試片的生產階段，通過試片生產掌握管片生產中各項施工參數，必須在完成三環拼裝且管片檢漏試驗合格后，才能正式進行批量生產；首先，管片混凝土具有高強度、高抗滲性能要求，所以原材料方面要求較高：水泥等級不低于42.5，且具有早強、低熱性能；要有級配良好的粗、細集料及優質的外加劑；通過采用低水灰比、小坍落度的配合比設計來控制水化熱及后期收縮并應保證良好的可施工性能。鋼筋原材進場要加強驗收管理并及時送檢復試，確保原材料合格，通過嚴格控制鋼筋骨架的制作和安裝尺寸來確保有符合要求的保護層厚度。將管片混凝土澆筑作為關鍵工序進行旁站監控，嚴格控制混凝土的澆筑溫度、養護溫度以及養護時間；及時對混凝土試件進行抗壓、抗滲試驗和管片檢漏試驗確保不合格管片不能進入安裝現場；模板拆除不可使用蠻力，模板拆除應先拆蓋模，再拆側模和端模，最后底模拆除采用真空吸盤，防止出現裂縫；總之，管片生產質量得到基本的保證才能保障整個地鐵盾構隧道施工的工程質量。

2.2 加強管片拼裝質量控制

盾構掘進完工之后，管片拼裝前需要對于盾尾雜物展開清理，確保盾尾無雜物、積水的情況下拼裝。

管片拼裝時先拼裝底部，按左右對稱順序逐塊拼裝，最后拼裝頂塊，拼裝機避免大幅高速動作導致管片碰撞而缺棱掉角或損壞拼裝孔。

封頂塊拼裝前使用抹肥皂水等方法對止水條進行潤滑處理，安裝時先徑向插入，調整位置后緩慢縱向頂推插入成環，不能強行插入封頂塊，否則容易損壞止水條。

管片連接螺栓必須擰緊，螺栓緊固采取多次緊固的方式。管片拼裝結束后及時對環縱向螺栓進行緊固，盾構掘進下一環時，借助推進油缸推力的作用，再一次緊固所有的螺栓尤其是縱向螺栓，隧道貫通后，必須對所有環縱向螺栓進行復緊，經過多次復緊可有效減少因螺栓不緊造成的錯臺、裂縫等缺陷。

實際拼裝過程中，有些管片拼裝手習慣把千斤頂油缸全部縮回，這樣容易造成盾尾附近管片松弛，影響密封防水效果。

2.3 加強注漿管理，及時穩定管片

在施工過程中對注漿應加強管理，注漿操作是盾構施工中的一個關鍵工序，為防止土體擠入盾尾空隙，必需嚴格按照“確保注漿壓力，兼顧注漿量”的雙重保障原則，對注漿量一定要確保大于理論計算值的150%，對超挖或者同步注漿未能填滿的部位采用水泥水玻璃雙液漿進行二次或多次補漿。漿液凝固后能起到固定管片及防止隧道滲水的作用，但注漿參數控制不當也非常容易造成管片錯臺與裂縫，所以為保證漿液的質量，要對制備漿液的原材料進行嚴格控制，并定期測定漿液的坍落度、粘性、離析率、凝結時間、抗壓強度等。

2.4 加強盾構機姿態控制

盾構掘進常常是在不斷地糾偏過程中完成掘進的。管片拼裝需按照盾構機掘進軌跡進行，否則易造成盾尾與管片間隙過小，而引起管片錯臺、碎裂等，嚴重時可造成盾尾刷損壞而喪失止水止漿功能。所以，糾偏必須要有計劃有步驟的進行：①在糾偏過程中，必須控制掘進速度不能過快，且要避免糾偏時由于單側千斤頂受力過大對管片造成的損壞。②合理進行管片選型，避免人為因素對盾構機姿態產生影響而引起對盾構機姿態的調整。③當盾構機偏離設計軸線較大時，不得猛糾猛調，而應逐環調整，避免糾偏過大。總之在糾偏時，要密切注意盾構機的姿態、管片選型、盾尾的間隙等，確保糾偏不能影響管片的拼裝質量。

2.5 做好質量缺陷整治

成立由項目經理或者總工任組長、相關部門負責人及質量管理人員任組員的管片質量缺陷整治領導小組，質量管理人員要每天進行巡視檢查，對發現的管片錯臺、滲漏、破損、裂縫等質量問題做好詳細記錄并形成質量缺陷臺賬，編制質量缺陷整治專項方案，組織專業消缺隊伍逐項進行整治消缺，確保存在的質量缺陷得到可靠的修復。

總之，為了有效保障地鐵工程建設的質量，必須對盾構施工質量進行控制分析，而盾構管片是地鐵隧道這個百年工程的永久支撐結構，必須通過不斷地研究和總結來完善管片質量管理。