地鐵盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量控制分析

朱建偉

中鐵九局集團(tuán)第四工程有限公司 遼寧沈陽 110000

1 地鐵盾構(gòu)隧道施工概述

為滿足城市發(fā)展要求，有更多的大中型城市建設(shè)了地鐵工程，地鐵其作為一種新型的公共交通形式，與常規(guī)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(gòu)隧道施工基本原理是通過盾構(gòu)機(jī)在盡量減少對周邊環(huán)境影響的情況下不斷開挖巖體或者土體而向前推進(jìn)，管片在盾殼的保護(hù)下隨著盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)不斷向前拼裝，經(jīng)過無數(shù)個(gè)掘進(jìn)及拼裝循環(huán)完成整個(gè)隧道的施工。鋼筋混凝土管片是盾構(gòu)隧道的主要受力結(jié)構(gòu)，承擔(dān)著上部的水土壓力及地面荷載。盾構(gòu)管片質(zhì)量好壞直接決定著盾構(gòu)隧道的施工質(zhì)量、運(yùn)營安全、防水性能以及耐久性能，所以對盾構(gòu)隧道所用管片的生產(chǎn)質(zhì)量、拼裝質(zhì)量，盾尾注漿質(zhì)量及盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整因素引起的管片錯臺、管片破損等質(zhì)量問題進(jìn)行分析控制是非常必要的。

2 地鐵盾構(gòu)管片質(zhì)量控制

2.1 加強(qiáng)管片生產(chǎn)質(zhì)量控制

盾構(gòu)管片生產(chǎn)質(zhì)量主要從管片所用原材料質(zhì)量、混凝土配合比設(shè)計(jì)、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(yǎng)護(hù)、管片脫模、吊運(yùn)存放等方面進(jìn)行控制。嚴(yán)格控制管片試片的生產(chǎn)階段，通過試片生產(chǎn)掌握管片生產(chǎn)中各項(xiàng)施工參數(shù)，必須在完成三環(huán)拼裝且管片檢漏試驗(yàn)合格后，才能正式進(jìn)行批量生產(chǎn)；首先，管片混凝土具有高強(qiáng)度、高抗?jié)B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(qiáng)、低熱性能；要有級配良好的粗、細(xì)集料及優(yōu)質(zhì)的外加劑；通過采用低水灰比、小坍落度的配合比設(shè)計(jì)來控制水化熱及后期收縮并應(yīng)保證良好的可施工性能。鋼筋原材進(jìn)場要加強(qiáng)驗(yàn)收管理并及時(shí)送檢復(fù)試，確保原材料合格，通過嚴(yán)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(hù)層厚度。將管片混凝土澆筑作為關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站監(jiān)控，嚴(yán)格控制混凝土的澆筑溫度、養(yǎng)護(hù)溫度以及養(yǎng)護(hù)時(shí)間；及時(shí)對混凝土試件進(jìn)行抗壓、抗?jié)B試驗(yàn)和管片檢漏試驗(yàn)確保不合格管片不能進(jìn)入安裝現(xiàn)場；模板拆除不可使用蠻力，模板拆除應(yīng)先拆蓋模，再拆側(cè)模和端模，最后底模拆除采用真空吸盤，防止出現(xiàn)裂縫；總之，管片生產(chǎn)質(zhì)量得到基本的保證才能保障整個(gè)地鐵盾構(gòu)隧道施工的工程質(zhì)量。

2.2 加強(qiáng)管片拼裝質(zhì)量控制

盾構(gòu)掘進(jìn)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(shí)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(jī)避免大幅高速動作導(dǎo)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(jìn)行潤滑處理，安裝時(shí)先徑向插入，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推插入成環(huán)，不能強(qiáng)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(jié)束后及時(shí)對環(huán)縱向螺栓進(jìn)行緊固，盾構(gòu)掘進(jìn)下一環(huán)時(shí)，借助推進(jìn)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(huán)縱向螺栓進(jìn)行復(fù)緊，經(jīng)過多次復(fù)緊可有效減少因螺栓不緊造成的錯臺、裂縫等缺陷。

實(shí)際拼裝過程中，有些管片拼裝手習(xí)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(qiáng)注漿管理，及時(shí)穩(wěn)定管片

在施工過程中對注漿應(yīng)加強(qiáng)管理，注漿操作是盾構(gòu)施工中的一個(gè)關(guān)鍵工序，為防止土體擠入盾尾空隙，必需嚴(yán)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(jì)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(jìn)行二次或多次補(bǔ)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(shù)控制不當(dāng)也非常容易造成管片錯臺與裂縫，所以為保證漿液的質(zhì)量，要對制備漿液的原材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，并定期測定漿液的坍落度、粘性、離析率、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度等。

2.4 加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

盾構(gòu)掘進(jìn)常常是在不斷地糾偏過程中完成掘進(jìn)的。管片拼裝需按照盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)軌跡進(jìn)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(yán)重時(shí)可造成盾尾刷損壞而喪失止水止?jié){功能。所以，糾偏必須要有計(jì)劃有步驟的進(jìn)行：①在糾偏過程中，必須控制掘進(jìn)速度不能過快，且要避免糾偏時(shí)由于單側(cè)千斤頂受力過大對管片造成的損壞。②合理進(jìn)行管片選型，避免人為因素對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)產(chǎn)生影響而引起對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的調(diào)整。③當(dāng)盾構(gòu)機(jī)偏離設(shè)計(jì)軸線較大時(shí)，不得猛糾猛調(diào)，而應(yīng)逐環(huán)調(diào)整，避免糾偏過大。總之在糾偏時(shí)，要密切注意盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)、管片選型、盾尾的間隙等，確保糾偏不能影響管片的拼裝質(zhì)量。

2.5 做好質(zhì)量缺陷整治

成立由項(xiàng)目經(jīng)理或者總工任組長、相關(guān)部門負(fù)責(zé)人及質(zhì)量管理人員任組員的管片質(zhì)量缺陷整治領(lǐng)導(dǎo)小組，質(zhì)量管理人員要每天進(jìn)行巡視檢查，對發(fā)現(xiàn)的管片錯臺、滲漏、破損、裂縫等質(zhì)量問題做好詳細(xì)記錄并形成質(zhì)量缺陷臺賬，編制質(zhì)量缺陷整治專項(xiàng)方案，組織專業(yè)消缺隊(duì)伍逐項(xiàng)進(jìn)行整治消缺，確保存在的質(zhì)量缺陷得到可靠的修復(fù)。

總之，為了有效保障地鐵工程建設(shè)的質(zhì)量，必須對盾構(gòu)施工質(zhì)量進(jìn)行控制分析，而盾構(gòu)管片是地鐵隧道這個(gè)百年工程的永久支撐結(jié)構(gòu)，必須通過不斷地研究和總結(jié)來完善管片質(zhì)量管理。