盾构施工质量控制

盾构施工质量控制重点及措施1盾构始发阶段1.1 盾构端头井土体加固(始发)等相关质量控制 在盾构始发时,提高地基强度,防止沉陷,防止地下水突出及土砂 等流入端头井内,需进行洞圈周围土体的加固和改良。加固和改良的 效果是质量控制的关键。(1) 加固效果要通过在不同部位、不同深度钻心取样等手段进行 验证,确保满足设计要求。(2) 降低地下水位(无水地层除外)。在始发期间,端头井周围地 下水位要降至洞圈以下1.5 2m,要实施实时监测，并有备用降水井和 降水设备。(3) 暂时墙拆除。这是在盾构施工中最应引起注意的一道作业,有 很大的危(wei )险性。拆除暂时墙的时间应在盾构机调试达到稳定 推进条件 后。暂时墙与盾构机间应预留不小于 1.2m 的作业空间。 拆除暂时墙前应钻梅花型探孔(不少于 5 点)观察,观察时间不少于 12h。(4) 出洞止水密封装置安装。帘布橡胶板上的安装螺栓必须齐全 紧固,防翻卷装置加工坚固,帘布橡胶板紧贴洞门,防泥水流失。(5) 始发出洞应做如下工作:洞门凿除后,盾构机应迅速靠上洞 口土体。观察洞口有无渗漏，如有应及时封堵(应急封堵材料及排水 设备)。盾构机土仓内不得有砼块、钢筋等，暂时墙周边钢筋不得伸 入盾构切削圆周内。第一正环拼装时检查最后一负环管片的位置、 真圆度等。控制推进千斤顶的使用情况,防止盾构机磕头或者上飘。 严格控制负环管片的真圆度。1.2 盾构始发设备1.2.1 盾构机基座质量控制重点(1) 位置及尺寸。基座设置前,应对洞中的实际净尺、平面位置、 直径及高程进行复核,确定基座的位置和高程。盾构姿态的调整,测量 基点的布置。 (2)基座的加固焊接质量,导向轨的夹角,基座的防挪移加 固。 (3)考虑设计坡度和盾构机预沉降防范措施(可将预先抬高基座 20cm 以内) 。 (4)前端应有防盾构机磕头装置。1.2.2 反力架反力架由暂时管片(负环管片)、反力架、调节装置等部份组成。 质量控制重点: (1)必须尽可能地保持负环管片的真圆度。 (2)使用钢 材等按设计调整正 1 环与竖井坑口部位的位置关系。 (3)负环顶部作 为运输开口时,必须用钢材加固该开口。 (4)反力架的支撑中,受力混凝 土的强度,要达到设计推力的要求(初始推力约在 800t 以内)。1.3 盾构机及后配套设备质量控制盾构机在隧道内有只能进不能退的特点,因此盾构机的质量是隧 道能否顺利施工的关键,现场应有厂方经验丰富的组装和调试工程 师。现场应加强对隐蔽组装部位以及盾构机出洞后不便观察检查等部 位的检查验收,如刀盘安装螺栓(力矩、 数量)、止水密封圈、同步注浆 和加泥系统等。始发前主要对盾构进行部件、系统功能性、运转状况进行验收,应制定详细的验收表格,逐项验收,确保盾构机的组装调试质量。 具体各参数表如下：2 盾构试掘进和正式掘进阶段盾构机在初始推进时,需进行各功能系统的带载试验,完善各功 能系统,并进行整合。同时在掘进过程寻求最佳施工参数,为全线正常 推进提供符合土质特点的基本施工参数。试掘进过程基本在100 环左 右。无论是试掘进还是正式掘进都需加强过程管理来保证盾构施工的 安全,保证隧道施工质量。2.1 土压式盾构的掘进管理流程实例（见图 1）( 眸进聞椁制)TtfEHmiSAS1ifiS!Bff5Bvffi莊熬址的控剖UhI WhMgg In i式蜃构的期进wanffl2.2 开挖面的土压力管理(1) 理论土压力值计算理论的土压力值是个范围值,其公式为:上限值Pmax=地下水压力+静止水压力+豫备压力(约取1020kN/m2)下限值Pmin=地下水压力+(主动土压力或者松动土压力)+豫备 压力(约取 1020kN/m2)由于盾构机工况复杂,合理的土压力是变化的,这要通过与理论 值进行对照,并不断通过综合监测,利用千斤顶推力、速度、螺旋机转 速等参数进行调整, 以保证掘进面的稳定。(2) 设置备用的土压力计,异常时切换使用。(3) 设置土压计的更换机构进行检查和更换。2.3 切削土量的管理为了保持开挖面稳定,顺利进行掘进,就必须切当地排出与掘进量 相一致的切削土砂。由于地质改良关系,切削土体积与分量将产生变 化,不能单独地进行切削土量计算,通常与土压力一起考虑,来判断开 挖面的稳定状态。切削土量的管理方法有分量管理和体积管理两种, 都需要通过计算与理论出土量进行比较。这也是选用渣土车的台数及 体积需要考虑的。通过出土量的统计和计算,可以判断超挖量和掘进 面是否浮现了塌方。由于螺旋机转数不太容易记录,普通不用螺旋机 的转数来计算出土量。2.4 推进速度与推力(1)盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制,若出土 速度不协调,极易浮现土面土体失稳和地表沉降等不良现象,因此推进 应尽量均衡连续作业。 (2)千斤顶推力是盾构前进的动力,正确地使用 千斤顶是盾构能否沿设计轴线(标高)方向准确前进的关键,应根据盾 构趋势,合理选择千斤顶和设定千斤顶的推力。2.5 盾构机姿态控制要点(1)盾构姿态的测量数据包括自动测量数据和人工测量数据。人 工测量数据是对自动测量数据正确性的检测和校正。两类数据要进行 比较、分析,动态掌握数据变化情况,正确指导盾构机正确、安全地推 进。 (2)基准点的前移和复测。隧道内测点设置间距大约为20 50m, 隧道内测点必须定期复测和修正。 (3)以测量结果为基础,绘制盾构及 管片与设计线之间的位置关系图。(4)发现盾构机偏向时,应及时纠正, 不得猛纠硬调。进行慷慨向的纠正时,要确保盾尾间隙,可采用特殊管 片进行纠偏。2.6 管片拼装的质量控制管片拼装是盾构工法的关键工序,管片拼装质量的好坏直接影响 隧道结构的使用功能和安全,为此应重点做好以下工作: (1)按地下 铁道工程施工及验收规范的要求,对管片进行严格验收。 (2)管片运 输、搬运时要防止损伤边角和防水装置。 (3)管片拼装要符合设计要 求(通缝或者错缝)。(4)管片接缝间严禁夹有杂物(如砂土等)。(5)管片 定 位应谨慎,防止接头表面碰撞和挤坏止水装置。 (6)按组装顺序收 缩该 部位的千斤顶,不可全缩。 (7)轴入插入 K 型管片难以向下方向 错动, 而端部有微上翘的倾向。 (盾尾长度要加长到管片宽度的1/3 至 1/2) 要充分注意不要损伤管片及产生密封材料的剥离。(8)管片 定位后,首 先拧紧管片螺栓,再拧紧环接头的螺栓。 (9)待拼装一环管片后,利用全 部的盾构千斤顶均匀压紧新拼装的管片,正式紧固。普通在盾尾后方 10 15m 摆布,需按设计力矩再度复紧。 (10)拼装管片时,接触面要严 密对准,防止拼装中的管片与已有管片的转角处成点接触或者线接触 状 态 , 在受千斤顶推力时会产生缺陷和开裂。当盾构方向与管片方 向不 同时,盾尾会挤伤管片,此时就要瞬时改变盾构的方向, 以杜绝挤 压。 (11)K 管片的位置变化可进行细微纠偏,但需注意不可将管片拼 装成 通缝。 (12)在负环管片拆除或者掘进终了,管片脱离盾构机时, 在二次注 浆不充分或者没固化时,普通应采用钢材将端头的10 环摆 布管片连接成 体,防应力释放、环缝增大或者管片挪移。2.7 同步注浆 同步注浆主要起固定管片,防止地基变形、止水等作用。注浆质 量直接影响到隧道长期防水效果,因此要认真对待。(1)壁后注浆材料中的流动性、强度、收缩率、水密性及胶凝时 间都是选用材料的指标,应定期检查试验。(2) 施工时应注意事项:注浆的配比(可参考相似工程实例); 材料在搅拌时的投入顺序;水泥及膨润土的分散状态和杂物是否混 入;搅拌时间及有无离析;注浆位置;注浆压力及注浆量;盾尾 密封的泄漏及向开挖面陷进情况。(3) 注浆量普通按计算空隙量的 143%来注入;注浆压力在管片注 浆口处普通为13kgf/cm。应以注浆实际效果的反馈来指导具体施工。3.1 盾构进洞区域土体加固3 盾构机到达的质量控制3.1 盾构进洞区域土体加固盾构进洞区域土体加固普通与出洞区域土体加固是同时进行,对 盾构进洞土体加固效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。3.2 盾构接收基座设置盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机, 由于盾构进洞姿态是未 知的。在盾构接收（进洞）前仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座 平面、高程位置（普通以低于洞圈面为原则）,确保盾构机进洞后能平 稳、安全推上基座。3.3 进洞前盾构姿态监控在盾构进洞前约 100 环应对已贯通隧道内布置的平面导线控制 点及高程水准基点做贯通前复核测量,是准确评估盾构进洞前姿态和 拟定进洞段掘进轴线的重要依据。3.4 洞门围护结构凿除（进洞侧）盾构进洞前需对接收井内围护结构背水面钢筋进行割除及砼凿 除,通过打探孔实际验证盾构进洞区域土体加固的效果。洞门围护结 构凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察,判断进洞 区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求,否则应采取 补救措施。3.5 盾构接收进洞观察盾构接收（进洞）准备工作就续后,盾构机向前推进,在前端刀盘露 出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收进洞”。 该关键环节重点做好以下工作: （1）观察进洞洞口有无渗漏的状况,发 现洞口渗漏及时封堵; （2）及时安装洞口拉紧装置,并检查其坚固性。