《城市轨道交通工程盾构法施工质量通病与防治手册》Word文档下载推荐.docx

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2质量通病的防治原则

1、质量通病的治理要以科学管理和技术措施为主，反对不计成本，以治理为名进行不必要的变更治理行为。

在管理上，要加强施工组织，完善各项制度，落实质量责任，推广标准化和精细化施工管理。

在技术上，要加强技术创新，完善工艺流程，严格执行强制性标准。

2、质量通病的治理要和精细化管理相结合，治理工作注重从小、从细抓起。

治理质量通病的过程就是一个精细化管理的过程，要注重抓好工程质量的细小部位，施工管理的细小措施，施工工艺的细小环节。

3、质量通病的治理要加强协作，各负其责。

在治理过程中，要通过治理责任这个纽带，建立治理沟通、协作机制，形成合力，共同发挥作用。

4、质量通病的治理要预先制定专项治理措施，找准病因，对症下药，做到事半功倍。

质量通病是长期形成的痼疾，治理活动不可能一蹴而就、立竿见影，要根据工程实际情况，突出重点、重点突破，带动全面。

5、质量通病治理活动要在明确责任的基础上，充分发挥一线人员的智慧，让一线工程人员了解质量通病的名称、危害、产生原因和表现形式，掌握治理的措施和施工工艺关键环节，把治理的直接责任落实到一线，调动一线人员的积极性。

3常见的质量通病及预防措施

3.1盾构始发接收阶段

3.1.1盾构基座变形

（1）现象

在盾构机进出洞过程中，盾构基座发生变形，使盾构中轴线偏离设计轴线。

（2）原因分析

①盾构机与基座相对位置不正确，盾构机在基座上纠偏产生了过大的侧向应力；

②基座整体性不够，或局部构件的强度不足；

③盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角，致使盾构基座受力不均匀；

④对盾构基座的固定方式考虑不周，加固不牢靠。

⑤工作井底板面不平整，盾构基座底部未找平，局部悬空。

（3）预防措施

①盾构基座形成的中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致，垂直方向高于设计隧道中心线20mm左右（大坡度除外），基座坡度不宜大于4‰，当洞口段处于隧道设计轴线的曲线时，应考虑盾构基座沿曲线的切线方向放置，切点必须设于洞口内侧面处；

②根据盾体重量对基座进行受力分析，确保基座框架结构的强度和刚度满足盾构进出洞受力要求；

③合理控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与基座中心夹角轴线保持一致；

④盾构基座的底面与始发（接收）井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求。

3.1.2盾构进出洞时洞口土体流失及渗水漏浆

盾构机进、出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧地面大量沉降。

①洞口土体加固质量不好，强度未达到设计或施工要求而产生塌方或者加固不均匀，隔水效果差，造成漏水、漏泥现象；

②在凿除洞门混凝土后，盾构未及时靠上土体建立平衡土压，使正面土体失去支护造成塌方；

③进洞时，洞门密封装置安装不好或压板过短，压板长度小于钢管与管片之间间隙，封堵洞门过程止水橡胶帘布内翻，造成水土流失。

④洞门密封装置强度不够，经不起较高的土压力，受挤压破坏而失效；

⑤到达时土压力未及时下调，致使洞门装置被顶坏，井外大量土体塌入井内；

⑥在地下水丰富的地层，未采取降水措施或地下水位未降到作业面以下。

①洞口土体加固应保证端头土体强度和均匀性，加固完成后按要求对加固土体进行抽芯及探孔检查，无侧限抗压强度、渗透系数满足设计要求后方可进行下一步工序；

②洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作；

③洞门密封圈安装要准确，避免与盾体产生较大间隙，必要时可用塞棉被外抹堵漏王进行封堵。

洞门凿除后，残留的砼渣、石块及玻璃纤维筋等杂物应及时清理，防止损伤橡胶帘布；

盾构进洞前，橡胶帘布上均匀涂抹黄油，保证接触面润滑；

洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；

④封堵洞门时，根据盾构中心调整折压板长度，控制注浆压力，一般不超过4bar；

⑤盾构到达时要及时快速将洞门封好；

⑥盾构在到达口时，要降低正面的平衡压力；

⑦根据设计方案布置井点降水，在盾构始发、接收前检查降水井静水位，将地下水位降至盾构开挖面以下0.5m-1.0m为宜；

⑧始发、接收前进行水平探孔检查掌子面地质情况，水平探孔应均匀分布在掌子面上，并将勘探情况向设计、监理上报，经确认具备条件后方可始发。

3.1.3盾构后靠支撑位移及变形过大

（1）现象

在盾构进洞过程中，盾构后靠支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变形或位移过大。

（2）原因分析

①盾构推力过大，或受出洞千斤顶编组影响，造成后靠受力不均匀、不对称，产生应力集中；

②盾构后靠混凝土充填不密实或填充的混凝土强度不够；

③组成后靠体系的部分构件的强度、刚度不够，钢构件间的焊接强度不够；

④后靠支撑与管片间的结合面不平整。

（3）预防措施

①在推进过程中合理控制盾构的总推力，且尽量使千斤顶编组合理，使之均匀受力；

②采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙时，除填充密实外，还必须确保填充材料强度和养护；

③对系统的各构件必须进行强度、刚度校验，对受压构件应作稳定性验算，反力架螺栓连接应做抗剪试验，钢构件焊接必须补充焊缝探伤检测报告；

④尽快安装上部的后盾支撑构件，完善整个后盾支撑体系，以便开启盾构上部的千斤顶，使后盾支撑系统受力均匀；

⑤反力架预埋件安装前的定位确认。

反力架在安装之前应由测量工程师对所有连接预埋钢板的定位及平整度进行复测，偏差较大的部位应进行补强处理。

（4）治理方法

①对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除，重新充填，并经过养护后达到要求强度再恢复推进；

②对变形的构件进行修补及加固。

根据推进油压及千斤顶开启数计算出发生破坏时的实际推力，对后靠体系进行校验；

③对于发现裂缝的接头及时进行修补。

3.1.4盾构到达时姿态突变

盾构到达后，最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差，影响了隧道的有效净尺寸。

①盾构到达时，由于接收基座中心夹角轴线与推进轴线不一致，盾构姿态产生突变，使在盾尾内的或环管片位置产生相应的变化；

②最后两环管片在脱出盾尾后，由于洞口处无法及时地填充空隙，使管片产生沉降。

①盾构接收基座安装高度需根据出洞姿态设计，使盾构下落的距离不超过盾尾与管片的建筑空隙；

②将到达段的最后10环管片上半圈的部位用槽钢相互连结，增加隧道整体刚度；

③在最后几环管片拼装时，及时复紧管片的拼装螺栓，提高抗变形的能力；

④到达前调整好盾构姿态，使盾构标高略高于接收基座标高；

⑤当盾构到达接收工作井100m时，应加强对盾构及管片姿态的测量和调整；

⑥及时对出洞前几环管片进行二次注浆以稳定其姿态。

①在洞门密封钢板未焊死以前，用整圆装置将下落的管片向上托起，纠正偏差；

3.1.5负环管片变形或下沉

始发时，负环管片姿态比设计隧道中心线偏低，并且出现管片变形（横鸭蛋）。

①盾构始发时，由于拼装管片与始发基座存在间隙，在实际施工过程中，管片脱出盾尾后没有及时有效的加固，造成管片下沉；

②拼装管片时没有严格按照质量要求拼装，致使管片拼装质量不合格；

③负环管片上部没有及时加固或过早的拆除支撑，致使管片上部没有足够的约束力导致变形

①负环管片脱出盾构机后，周围无约束，在推力作用下易变形，为此将在管片两侧用负环管片支架支撑并在始发托架导轨与负环外径之间的空隙内打入木楔子加固，必要时用钢丝绳将管片和始发基座箍紧；

②严格按照质量要求拼装负环管片，保证圆度,螺栓要及时紧固；

拼装第一环上部管片时要及时加固，防止变形，待管片稳定后拆除，同时也要考虑盾构推进时产生的偏心力，因此支撑尽可能稳固；

③管片定位块必须及时安装。

3.2盾构正常掘进阶段

3.2.1盾尾密封装置泄漏

（1）现象

地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾体和隧道内，严重影响工程进度和施工质量，甚至对工程安全带来灾难。

（2）原因分析

管片与盾尾不同心，使盾尾和管片的间隙局部过大，超过密封装置的密封功能界限；

密封装置受偏心的管片过度挤压后，产生塑性变形，失去弹性，密封性能下降；

因盾尾密封油脂注入压力不足或注入量不充分，导致盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结，盾尾刷的弹性丧失，密封性能下降；

盾构后退，造成盾尾刷与管片间发生和刷毛方向相反的运动，使刷毛反卷，盾尾刷变形而密封性能下降，严重影响盾尾密封寿命；

盾尾密封油脂的质量不好，对盾尾钢丝刷起不到保护的作用，或因油脂中含有杂质堵塞泵，使油脂压注量达不到要求；

⑥始发前盾尾手涂油脂涂抹不深入、不饱满、有漏涂等现象，导致施工过程中盾尾刷磨损过大，密封性能下降。

（3）预防措施

严格控制盾构推进的纠偏量，尽量使管片四周的盾尾空隙均匀，减少管片对盾尾密封刷的挤压程度；

盾构机正式掘进时，盾尾油脂应同步注入，注脂量以第三排盾尾刷各个部位挤出盾尾油脂为宜，确保密封腔内盾构油脂保持填充饱满状态；

控制盾构姿态，避免盾构产生后退现象；

采用优质的盾尾油脂，要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能；

⑤同步注浆压力既要大于管片外侧水压力和土压之和,又不能超过盾尾刷所能承受的最高设计压力，一般情况下不得超过0.5Mpa，否则容易击穿盾尾刷；

⑤手涂油脂作业应严格按照技术方案执行，施工前对作业人员进行详细交底，施工完成后及时进行检查和验收，确保手涂油脂的施工质量；

⑥盾尾刷质量、盾尾刷安装质量符合设计要求及相关标准的规定。

（4）治理方法

对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂，恢复密封的性能；

管片拼装时在管片背面塞入海绵，将泄漏部位堵住；

有多道盾尾钢丝刷的盾构，可将最里面的一道盾尾刷更换，以保证盾尾刷的密封性；

从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。

3.2.2沿隧道轴线地层变形量过大

沿隧道轴线地层变形过量，引起地面建筑物及地下管线损坏。

盾构开始掘进后，如不能同步地进行注浆或注浆效果差，则会产生地面沉降；

盾尾密封效果不好，注浆压力又偏高，浆液从盾尾渗入隧道，造成有效注浆量不足：

浆液质量不好，强度达不到要求，不能起到支护作用，造成地层变形量过大；

盾构掘进速度过快，而同步注浆不能及时达到强度，特别是下坡阶段，浆液易流向盾尾，壁后间隙未能填充。

⑤盾构掘进里程未明显增加，出土量显著增多。

同步注浆实行注浆压力和注浆量双控模式。

每环的注浆压力和注浆量应在理论的基础上做适当调整，以保证地表和隧道沉降处于可控范围内，注浆压力应均匀分布以避免损坏管片。

注浆率理论值一般为130%~250%，可根据隧道工程的地层条件、隧道稳定性和环境保护要求通过试验实测确定合理的注浆参数；

注浆应均匀，根据推进速度的快慢适当地调整注浆的速率，尽量做到与推进速率相符，通过地面监测情况调整注浆量和注浆压力；

进行浆液配比试验，保证浆液的体积安定性、凝结时间及强度满足稳定当前地质的要求；

推进时同时、均匀、经常地压注盾尾密封油脂，保证盾尾钢丝刷的使用功能；

⑤严格控制出土量，推进速度应与螺旋输送机转速相匹配；

⑥加强每日地表监测，若累计隆起值超过+10mm或沉降值超过-30mm，则必须立即停止盾构掘进，检查分析原因并及时处理；

（4）治理方法

根据地面变形情况及时调整注浆量、注浆部位，对于沉降大的部位可采用地面开孔注浆的措施；

损坏的盾尾进行更换，或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏；

注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆，可采用从管片上进行壁后注浆的方法，减少浆液的渗漏。

④掘进过程中，若出现单环出土量超方量大于5m3或三环累计出土量超方大于10m3的现象，必须立即停止掘进，加强地表监测，及时主动找出空洞并回填处理。

3.2.3同步注浆浆管堵塞

采用单液浆注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。

停止注浆的时间太长，留在浆管中的浆液凝固，引起堵塞；

浆液中的砂含量太高，沉淀在浆管中，使浆管通径逐渐减小，引起堵塞；

搅拌用砂的粒径过大，减弱了浆液的流动性；

④浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存，长时间未清洗从而沉淀凝固；

临时停止掘进时应定时用浆液打循环回路，使管路中的浆液不产生沉淀，长期停止推进时，应将管路清洗干净；

通过浆液配比试验，选择合适配比值，保证浆液不离析、和易性好、初凝时间合理等满足搅拌、运输、泵送至管片后方时间，即初凝时间不宜过短；

定期清理浆管，清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的管壁润滑良好；

经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活；

⑤严格控制浆液各组分原材料的质量符合设计要求，如砂的颗粒级配应不大于2.36mm，水泥体积安定性、强度及凝结时间均应满足设计及规范要求；

⑥定期清洗、检查注浆泵，每日清洗砂浆罐形成常态化；

（4）治理方法

将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理干净后重新接好管路。

3.2.4隧道管片上浮

（1）问题分析

在隧道掘进施工中，拼装后的成形隧道或多或少会产生不稳定的现象，根据施工经验隧道产生的上浮现象比较常见，而隧道的上浮会对隧道质量产生严重的影响，因此分析其成因并制定相应的措施在工程中是必不可少的。

（2）总结以往施工经验，该现象产生的成因有如下几点：

盾构油缸形成差较大，千斤顶作用在管片上的力不平行，在管片环间产生垂直向上的分力；

在上软下硬的变化地层中穿越，盾构机向受约束小的地质层偏离；

盾构姿态控制与标准值偏差大；

壁后注浆的浆液填充性能差、易离析、凝固时间过长或早期强度较低、硬化后体积收缩率大，浆液稠度配制不合理。

为了减少隧道的上浮量，使隧道尽快稳定，控制隧道可能会发生上浮的现象，确保隧道的稳定。

因此采取下列措施：

调整盾构机推进油缸，油缸行程差应控制在50mm左右为宜；

在实际过程中根据管片拼装后上浮经验值，将盾构机推进轴线高程降至设计轴线下一定数值，以此来抵消管片衬砌后期的上浮量；

加强对管片姿态的监测工作，以指导盾构机姿态调整，如果出现管片上浮和下沉量突变，则应加大监测频次，并采取二次压注双液浆的方法对管片进行稳定，防止情况进一步恶化；

保证同步注浆浆液质量，可根据现场实际情况调整浆液配比，缩短浆液初凝时间。

管片上浮情况下，可适当加大上部注浆压力减小下部压力；

⑤对脱出盾尾的管片螺栓时及时复紧，确保管片环的整体受力。

3.2.5管片环间错台超标

拼装完成的两环管片间内弧面不平，环高差过大，引发管片漏水及破损的情况。

图1管片错台超限

管片拼装不规范：

管片拼装前盾尾的杂物没有彻底清除，管片拼装顺序没有按照由下至上左右交叉进行，管片拼装完成及管片脱出盾尾后没有及时将螺栓拧紧或未进行复拧，封顶快强行插入等；

管片上浮较大未及时进行调整；

盾构机姿态控制不佳，主要包括盾构机主轴线偏离行进路线，盾尾间隙设置不均匀；

管片的法面与隧道轴线不垂直，如继续上一环的方向拼装将会与盾尾相碰，将管片向相反方向位移，造成过大的环高差。

⑤由于局部同步（二次）注浆过量或压力过大导致管片错台。

规范管片拼装程序，如严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩，封顶块安装前应对止水条进行润滑处理，实测并确保两邻接块间间距，安装时先径向插入，调整位置后缓慢纵向顶推等；

采取有效控制管片上浮的措施，如缩短同步注浆浆液初凝时间，合理控制掘进速度，每环管片在脱出盾尾前后要进行螺栓复紧，每当油缸行程达到1000mm~1300mm时，须对最近安装的三环管片螺栓进行复紧，以避免管片掘进推力不均匀造成的扭矩错台；

盾构姿态平稳控制，遵循盾尾间隙控制为主，线性为辅的原则，做到勤纠、缓纠；

保持管片法面与盾构掘进方向垂直，使盾构机千斤顶作用在管片上推力的径向分力尽可能减小。

⑤施工过程中，推进油缸压力差过大，造成整环管片受力不均，拼装完成管片出现侧向移动。

3.2.6隧道管片碎裂

拼装完成的管片有缺角掉边和裂缝，使结构强度受到影响，且产生渗漏。

图2螺栓处管片破损数量较多

管片在运输、转运过程中磕碰破碎，产生缺棱掉角；

管片拼装操作不当：

管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态，使得衬砌角部点接触而产生应力集中，导致管片角部破碎。

邻接块与周边管片拼装间隙过小，强行插入产生破损。

管片拼装成“横鸭蛋”型，各块管片邻接面未贴合产生“喇叭口”，由于受力不均匀应力集中，容易导致管片破碎；

盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致，管片的环面与盾构推进方向存在夹角，其合力作用方向部位的管片发生破碎；

管片在脱离盾尾后上浮或下沉，未稳定的管片之间剪力增大，引起螺栓孔附近砼破裂（此类碎裂情况占比最多）；

⑤同步注浆量分布不合理不会直接造成管片破碎，但会导致管片“卡壳”而造成破碎。

同步注浆后，隧道上部的浆液会逐渐向下部流动，形成下部浆液多而上部浆液少的状况，引起隧道上浮，上部管片（尤其是封顶块、封顶块与邻接块接缝处）与盾构机内壳间隙减少，推进时造成管片破碎；

⑥管片本身存在质量问题。

如管片的保护层过厚、管片养护龄期不足、管片存在超出规范允许的尺寸偏差、管片修补部位强度没有达到设计要求；

⑦撑靴尼龙板磨损过大，导致管片直接与油缸刚性接触；

⑧管片间传力衬垫或止水条粘贴不牢，拼装过程中脱落，导致管片直接为刚性接触，在受力作用下出现破损。

在搬运过程中轻吊慢放，着地时要平稳，吊运时采用柔性材料保护管片阳角；

拼装保证各管片相邻面贴合度，避免产生夹角，同时保证整个管片环的圆度，适当放大封顶块拼装位置的尺寸；

加强对盾构机姿态与管片姿态的监测，在不超出偏差范围的情况下，对盾构机姿态进行调整，保证盾尾间隙分布均匀，使盾构机与管片尽可能处于同心状态；

合理的进行同步注浆和二次注浆尽快稳定管片环，减少管片的上浮和下沉等现象的发生；

⑤严把管片质量关。

对进场的管片应逐块检查，对不符合要求的必须坚决退场。

同时安排专人监督管片的生产，进驻生产厂家掌握管片生产情况，将施工中发现的管片质量问题，及时向生产厂家反馈，督促生产厂家改进生产工艺，提高管片质量。

管片存在一般缺陷时，应严格按照专项方案在地面进行修复并做好记录标识，养护到设计强度后方可下井使用；

⑥根据现场实际情况，按照施工方案合理设置盾构掘进参数。

3.2.7管片注浆孔渗漏

管片压浆孔处渗漏，注浆孔周围有水渍，压浆孔周围混凝土有钙化斑点。

图3（a）注浆孔渗漏（b）注浆孔渗漏封堵

注浆孔的堵头未拧紧；

注浆孔的堵头螺纹与预埋螺母的间隙较大，尺寸不匹配。

用扳手拧紧压浆孔的闷头；

在堵头的螺丝上缠生料带，以起到止水的作用；

将堵头拧出，重新按要求拧紧；

在注浆孔内注少量水泥浆堵漏，再用堵头封堵严密。

3.2.8管片接缝渗漏

地下水从已拼装完成管片的接缝中渗漏进入隧道。

图4管片接缝渗漏

管片自身质量存在缺陷，密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷；

管片碎裂，破损范围达到粘贴止水条的沟槽时，尤其是管片角部碎裂，止水条与管片间不能密贴，极易产生渗漏；

止水条、衬垫等有粘贴不牢固、拼装时脱落、起鼓、断裂、粘贴未闭合等现象，无法起到止水作用；

管片环背部同步注浆量不准确，注浆压力不够，因填充不饱满而渗漏；

盾构机与管片的姿态不好，影响到管片的拼装质量，造成管片错台和破损，相邻管片密封垫不能正常吻合压紧，从而引起漏水；

管片拼装质量控制不严格，如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块强塞硬挤使得密封条损坏，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。

图5管片防水密封垫起鼓

图6管片防水材料不牢固、局部脱落

严格执行管片进场验收制度，杜绝不合格管片流入现场使用；

对破损的管片尤其是管片角部及时进行修补，运输过程中造成的损坏应在粘贴止水条以前修补好。

对于因为管片与盾壳相碰而在推进或拼装过程中被挤坏的管片，也应原地进行修补，以对止水条起保护作用；

应严格按照粘贴止水条的规程进行操作，清理止水槽，胶水不流淌以后才能粘贴止水条，每块管片防水粘贴完成后及时进行挂牌验收并做好成品保护工作；

④坚持对管片防水粘贴工人进行班前技术、质量交底，明确质量标准，严格落实奖罚制度；

⑤加强同步注浆控制，性能上保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度、限定范围防止流失（浆液的稠度），施工过程中采用注浆压力和注浆量双控指标，有效填充管片壁厚间隙，从而保证防水第一道防线的质量；

⑥盾构推进300m，施工单位和监理单位必须对压浆施工质量进行抽检，在拱底和拱腰部位取30个注浆孔拧开后探查浆液厚度和强度（采用60cm钢钎锤击）；

⑦严格控制和调整管片姿态，规范管片拼装过程。