（广东华隧建设股份有限公司 广东 广州 510520）
【摘 要】城市化的加快也使地铁建设得到快速的发展，其中盾构法在地铁施工中是最安全、最环保、最快速的隧道挖掘技术之一，但是也伴随着质量问题的出现。本文对地铁盾构施工中出现的质量问题以及控制措施进行分析讨论，以供参考。
【关键词】盾构法隧道；质量问题；控制措施
【中图分类号】U455.43 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）10-0155-02
1.地铁隧道盾构法施工原理
地铁盾构施工使用的是盾构机，施工人员利用盾构机钢壳的支护作用，以千斤顶为动力顶推着盾构机前进，进行切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌等作业。盾构，从字面上理解，盾是指钢壳，支护围岩以保证挖掘工作的安全性；构是指管片衬砌、注浆体的构成，可以保证隧道断面的稳定。
2.存在的质量问题
地铁盾构施工中主要的质量问题有管片渗水、管片错台、管片破损、上浮、隧道轴线偏差等等。
2.1 管片渗水
根据这几年来地铁隧道的修建情况来看，管片的渗水问题是普遍存在的，出现了这种问题是不能进行返工的，给整个地铁工程带来了安全隐患。北京在修建地铁大兴线的时候，在公益西桥到新宫站区间，第二次衬砌150米左右时就出现了渗水状况，特别是在管片接口的地方，随着地下水位的升高渗水情况越来越严重，给工程带来了很大的质量隐患。管片渗水主要表现为接缝漏水、裂纹漏水等，出现渗水的主要原因有以下两点：
（1）地铁施工中使用的管片存在质量问题，有不密实的细缝；
（2）管片在拼装过程中没有充分拼在一起，管片之间的止水条可能已经断开了。
2.2 管片错台
管片错台就是指连接好的管片出现了高低不平的现象，或者是说管片之间的连接弧面不平整。在修建广州地铁5号线的时候就出现了部分管片错台的现象。经调查分析，其主要原因可分为三个阶段：
（1）管片安装前就造成了错台。在设计线路方面，曲线段出现的错台情况远远大于直线段，尤其在曲线半径较小的地段。还有就是在选择管片类型的时候，要根据区间段的曲线程度来选择正确的管片类型。
（2）地铁盾构施工过程中造成了错台。管片选型不当使管片的中心与盾构机的中心不同；或者在管片安装的时候，盾尾残留的泥沙没有清理干净，使此位置的管片不能正常就位造成错台；另外，在施工中，由于施工人员操作不当使注浆压力过大，导致注浆位置的管片错台。
（3）施工后发生了错台。当盾构机挖掘速度比较快时，导致管片上浮而发生了错台现象；还有一部分是因为隧道围岩状态发生了改变导致隧道变形，从而使管片发生错台。
2.3 管片破损
管片在制作、运输或者安装的过程中都有可能遭到损坏，常见的破损情况有管片缺角、管片开裂和螺栓孔处破损。天津地铁1号线东延2标盾构区间就出现了管片破损的情况，而且造成破损的原因有很多：管片脱模之后运到施工现场的过程中，在吊装工序就使管片磕碰了，从而造成边角的缺损；再到管片安装的时候，由于相邻的管片之间的接触面达不到平衡面的状态，使管片受力不均匀造成某些部位破损；当隧道轴线与盾构机轴线没有保持一致时，管片环面与盾构机前进方向存在一个夹角，而在其合作用力方向的管片很容易遭到损坏。
2.4 管片上浮
在修建成都地铁2号线保安村-龙泉东站区间的时候，出现了管片上浮的现象，分析后得出原因有以下几点：
（1）由于此盾构区间地层含水量丰富，地下水产生的浮力使刚安装好的管片上浮偏移，这是管片上浮的根本原因；
（2）在下坡段，盾构机千斤顶推力与水平方向形成一个夹角，而千斤顶对管片的推力有一个竖向分力，管片在此作用力下出现上浮现象。
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（3）采用的惰性浆液初凝时间较长又很容易被地下水稀释，处理不当就无法对管片有足够的约束力反而产生了上浮力。
（4）盾构掘进速度过快，浆液不能及时凝结也造成了管片上浮。
2.5 隧道轴线偏差
盾构法施工中，隧道轴线控制是重要的环节之一。在修建无锡地铁的三阳广场站到南禅寺站区间，就有部分管片偏差达到了140米，主要是因为测量空间有限，前视边较长但后视边较短，增大了测量误差。还因为没有及时进行二次测量来纠正隧道的的轴线，导致了隧道轴线出现偏差，影响了整个地铁盾构工程的质量。
3.针对质量问题采取的措施
3.1 加强管片本身质量的控制
管片的制作对技术有很高的要求，其主要的工序有钢筋笼焊接、模具组装、混凝土搅拌、混凝土浇筑和捣实、养护。采用高精度的钢筋焊接靠模来制作管片的钢筋骨架，并采用专用吊装工具以防钢筋骨架在吊装过程中变形；每次浇筑前都要清理干净钢模上的残渣，钢模合拢前也要清理干净底模和侧模；选择质量好的原材料配上合适的配合比去搅拌混凝土，注意在混凝土浇筑过程中要捣实；管片出模后要对管片进行遮覆养护，防止管片因降温或失水产生裂纹。
3.2 机器设备方面
在使用盾构机的时候，常常会遇到盾构机的中心与管片的中心不同心。这时则需要根据盾构机姿态和设计线路，结合当前的盾构机与管片相对圆心位置关系，调整铰链千斤顶的行程，使它们尽可能同心。
3.3 施工管理方面
在运输和吊装管片的过程中，都要设置好垫木，对管片有一个缓冲的作用；吊装过程又分为立吊和平吊，所以要选择合适的吊具，并且对管片要轻吊慢放，堆放也不宜超过三层；在车辆运输过程中，对车厢的周围装上可以缓冲碰撞力的材料，比如橡胶板，而且管片要固定在车上，车速也不宜过快。
在管片拼装的过程中，在保持盾构姿态稳定的条件下，应该按照要求逐块拼装，并及时连接成环形，还要检查防水条是否破损；特别是在曲线段，严格要求管片的环向定位准确，符合隧道轴线的设计要求。
3.4 管片错台防控措施
调整好同步注浆，保证空隙量和注浆量平衡，防止壁后浆液被地下水稀释；二次注浆的时候使用水玻璃、水泥双浆液；在拼装管片之前就要把拼装位置的泥沙清理干净，拼装管片要先从下到上再左右交叉，然后封顶，而且动作要缓慢，防止碰撞到已固定好的管片；根据设计的隧道轴线来对管片进行排版，选择合适的管片型号；控制好盾构机的挖掘速度，还要对施工人员强调按照管片连接规范来拼装。
3.5 预防隧道轴线偏差的措施
（1）控制平衡压力，使出土量与理论值相近，防止出现欠挖或超挖的现象，控制好盾构姿态；
（2）地铁盾构施工过程中，要进行多次测量和复核测量基站；
（3）一旦发现盾构姿态出现偏差，务必及时纠正过来，使盾构机沿隧道设计轴线推进，纠偏时需要遵循“少量多次”的原则，避免因纠偏过急导致的管片错台现象。
（4）当盾构机在不均匀的地层中时，需要控制好刀盘转速与推力的配合，适当控制好挖掘速度。也可以向开挖处注入泡沫来改善土体，使盾构机推进更加顺利；
（5）当盾构机在极其松软的土层中时，应按照技术要求掌控推进速度与进土量的关系，防止正面土体流失；
（6）在拼装底部管片的时候，要对盾壳下面的杂物清理干净，防止其夹在管片之间影响隧道轴线；
（7）对注浆工作用到的浆液质量严格要求，搅拌工序也要到位，保证注入的方量。
4.结语
通过以上的分析和讨论，在地铁盾构施工中，出现的质量问题主要有管片渗水、管片错台、管片破损、上浮、隧道轴线偏差，阻碍了施工的进度，也影响到地铁工程的质量。为了有效地避免这些危害，需要全体施工管理人员持续学习新的相关技术，牢牢掌握出现质量问题的应对措施，这样才可以在以后的地铁盾构施工中提供有力的质量保证，让盾构法顺利实施到更多的地铁建设工程中。
参考文献
[1]张培翔.关于盾构法施工地铁区间隧道的质量控制[J].科技创新与应用,2016(08).
[2]李亚军.盾构隧道管片施工质量管控分析[J].江西科技学院学报,2016(04).
论文作者:李君立
论文发表刊物:《建筑知识》2017年10期
论文发表时间:2017/7/11
标签：管片论文; 盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 轴线论文; 质量问题论文; 过程中论文; 《建筑知识》2017年10期论文;