盾构维修技术盾构施工常见问题与监理要点

2024年05月11日潮流资讯

（一）隧道渗漏原因分析及对策

1）管片混凝土自身质量缺陷

在管片生产过程中，混凝土振捣不密实，导致管片混凝土质量不合格，产生渗漏水情况。如部分管片拼装完成后在管片内弧面产生渗漏水。

针对措施：加强生产控制、出厂验收和进厂验收。管片生产过程中安排专人驻场质量把关，把缺陷控制在源头；出厂时对管片再次验收，及时对存在的不可避免的缺陷进行修复，同时注意吊装过程中对管片的损伤。进场管片严格把关，实现管片“零缺陷”，安排专人进行管片进厂验收。

2）管片止水条粘贴不密实

在管片运输及拼装过程中，止水条脱落或断裂使密封垫没有形成闭合的防水圈。

针对措施：管片拼装前对拼装工人进行交底，管片拼装过程中加强对管片的精细操作避免管片碰撞，管片在转运过程中必须垫方木，避免管片在下放时碰角，一旦发现止水条断裂或脱落及时更换，保证拼装管片的质量符合防水要求。对管片及止水条验收：现场验收、下井验收、洞内卸车验收、拼装验收。针对防水胶条粘贴，应安排专人进行检查。

3）管片衬背注浆不饱满

管片衬背注浆不饱满，若管片密封条贴合不密实，管片顶部积水，使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。

针对措施：盾构隧道衬背注浆的浆液配合比和注浆量应进行动态管理，依据不同地质、水文、隧道埋深等情况的变化而不断调整浆液性能，以控制地表的沉降和保证管片的稳定，保证管片的防水效果。对浆液的初凝时间做试验（每周一次）测定，搅拌站称量要复核。

4）盾构机姿态不好

盾构与管片的姿态不好，影响管片的拼装质量，造成管片间错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水；盾构机在曲线段、变坡点掘进、盾构机纠偏过急，管片拼装质量不合格，产生渗漏水情况。

针对措施：为加强盾构机姿态管控，对盾构后端姿态进行控制：水平范围±30mm以内，垂直±30mm以内。推进姿态超限后，立即停机，向负责人汇报，等待指示后继续推进。在盾构机经过曲线段前要提前熟悉曲线半径大小及位置，提前模拟线路线形与管片姿态，提前熟悉线形，提前调整。盾构机纠偏前，必须向技术部门汇报，得到指令后方可纠偏。纠偏过程中循序渐进，每环纠偏量不得超过5mm。纠偏过程中，必须明确盾构机的移动方向，然后通过管片选型保证盾尾间隙，调节油缸推力来增加盾构机趋向实现纠偏。在掘进过程中一次纠偏量不能过大，即油缸行程差不能过大，应控制在60mm左右。

5）掘进过程中推力不均匀

掘进过程中推力不均匀使管片受力不均匀产生裂纹、贯穿性断裂等，引发渗漏水；在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹，引发渗漏水。

针对措施：对盾构机的油缸及传感器进行检查，发现问题，及时处理。

6）管片拼装质量控制不严格

管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水；拼装K块时，K块密封条损坏，造成渗漏水；管片螺栓紧固不到位，造成管片防水没有压实造成渗水，或管片螺栓紧固过早，导致管片整体未压实。

针对措施：拼装前首先应对盾尾杂物进行清理，如果有漏水现象必须补打盾尾油脂止水，在保证盾尾无杂物、无积水的情况下才能开始安装管片。及时进行管片三次复紧，管片安装完后，推进30~50cm后进行螺栓初次紧固，每推进三环之后对管片进行再次紧固，在管片环脱出盾尾后对管片连接螺栓进行三次紧固。

7）转弯处转弯环选型不准确

在水平方向上存在曲线的路线上，曲线内径与外径所存在的长度差即是管片左右侧存在的楔形总量。如果转弯环拼装数量不足或过多，造成管片楔形总量少于或超过曲线内外径实际差值，就会造成管片间隙，使相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水。

针对措施：根据线路情况对盾构区间管片选型进行排版，对管片生产、储备和掘进中管片选型进行指导。在水平方向上存在曲线的路线上，根据曲线内径与外径长度差的楔形总量拼装数量合适的转弯环，使相邻管片止水带正常吻合压紧。

8）管片上浮或侧移

管片与隧道初期支护间空隙较大且不均匀，注浆时操作难度大，而且填充效果差，从而导致顶部回填注浆难以密实，极易发生管片上浮或侧移，造成管片破损，引起管片渗漏。

针对措施：应加强管片注浆管理，在同步注浆过程中合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆速度与推进速度等施工参数形成最佳的参数匹配，及时进行二次补注浆，使浆液能有效填充管片与土体间间隙。

（二）管片错台原因分析及对策

1）管片尺寸问题

在区间检查过程中发现部分管片尺寸有问题，管片尺寸不标准，拼装时导致管片产生错台。

针对措施：加强生产控制、出厂验收和进场验收。进场管片严格把关，派遣专人针对管片尺寸进行专项验收，保证每环管片的尺寸无问题，发现尺寸问题管片，坚决退场，并做好现场资料的统计及收集工作。

2）管片选型

管片选型不当，管片拼装的中心与盾构机中心不同心，管片与盾尾相碰，为了安装管片，人为将管片偏移，造成错台。

针对措施：了解盾构机所在线路的线形，知道标准环和转弯环的配合比。管片选型首先保证盾尾间隙不小于60mm。盾尾间隙保证后，结合盾构机走势和趋势需要，进行管片选型，不要盲目调节油缸行程。

3）注浆压力过大造成错台

施工过程中，注浆压力控制不严格，导致注浆压力过大，引起顶部注浆位置管片发生错台。

针对措施：结合不同地层、覆土深度、地下水的压力及管片强度确定注浆过程中注浆压力，对注浆量、注浆速度与推进速度等施工参数进行专项交底。严格按照交底进行注浆工作，同时加强注浆人员的质量意识，控制好注浆过程中的各项参数。

4）盾构机姿态控制

盾构机姿态控制不当，或者由于其他原因姿态不利于控制时，引起盾构姿态大幅度调整，盾构机纠偏时，纠偏过急，管片脱出盾尾时，受到盾构机壳体的挤压力而造成管片错台，甚至连续错台。

针对措施：盾尾间隙控制为主，趋势控制为次，线形控制为辅；在掘进过程中一次纠偏量不能过大，即油缸行程差不能过大，应控制在60mm左右。盾构机纠偏前，必须向技术部门汇报，得到指令后方可纠偏。纠偏过程中循序渐进，每环纠偏量不得超过5mm。纠偏过程中，必须明确盾构机的移动方向，然后通过管片选型保证盾尾间隙，调节油缸推力来增加盾构机趋向实现纠偏。不得急纠、猛纠。

（三）地表沉降预防及处理

1）选择正确的掘进模式

土压平衡盾构机（EPB）可以通过自身的转换即能实现土压平衡、半敞开式、敞开式三种模式。不同模式对应不同的出土速度、刀盘扭矩及土仓压力的设定。由于地质条件千变万化，故在施工中首先要根据详勘及补勘地质资料，并运用诸如地质雷达、超前钻孔预报等措施，提前做好掘进模式的选择与相应的准备。

2）设定足够的土压力

在设定土压力时，要考虑：①土层土压力、地下水压力；②由于施工当中存在着不可预见的因素，因此需要考虑一定的预备压力；③能维持开挖面土体稳定，不致因土压设定偏低引起沉降或土压偏高引起地表隆起；④为了降低扭矩、推力，提高掘进速度，降低土压力对刀具的磨损，尽量采取设定较低的土压力。

土压力主要以静止土压力为计算依据，并取值偏大的静止土压力（计算值的120%）作为土仓压力控制值较合适。土压力的设定主要应与掘进速度、螺旋输送器出土速度之间相匹配，是一个动态的且随时需要调整的过程。

3）严格控制出土量

正常情况下每一类土层掘进后的松散系数是一定的，即对同一类土在正常情况下每环出土量基本一致，当大于正常情况出土时要引起警觉。故而在掘进过程中，除了对土质随时观察外，每环出土量的统计及控制很关键，要严格控制出土量。

4）保证连续掘进

盾构机及后配套的维修、保养要跟上，保证设备的完好率；对机械故障的处理要及时，确保不因机械故障因素长时间停机。另外渣土外运、管片供应、砂浆供应及掘进组织要紧凑，务必要保证连续掘进，尤其在软土中掘进更是这样。长时间的停机将不可避免地导致土仓压力的消散。

5）控制盾构纠偏

盾构在曲线上推进时，土体对盾构和隧道的约束力差，盾构轴线较难控制，若推进速度较快、纠偏幅度较大、注浆量不足，易增大地层损失，造成沉降。