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摘要：地铁隧道混凝土管片是地铁盾构隧道采用管片作为永久性支护结构，混凝土管片是盾构机掘进开挖隧道完成后的主要装配构件，是隧道的最外层混凝土结构屏障，承担着支承土层压力、地下水压力等一系列特殊荷载的作用。盾构管片质量直接关系到盾构隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能和耐久性能。
关键词：盾构施工；管片质量管理问题；整改措施
前言
盾构管片是在管片厂经过混凝土搅拌、混凝土浇捣、蒸汽养护、脱模起吊、管片翻身、管片水养护、堆放、等工序制成。还需要经过装载、运输、卸车、吊运、电瓶车运输、管片安装机安装等一系列工序后最终在隧道被安装到位。
施工过程中发现在设计、制作、运输、安装等环节中还存在着许多的处理不当的问题、严重影响着最终形成的隧道质量，必须在施工过程中及时整改与改进，才能保证隧道的整体质量，下面就是具体的例子：
一、管片装载、运输、卸车过程管理缺失造成管片碰撞损坏：
在某工程盾构机始发阶段，发现有一定数量的现场对方待安装的管片边角被碰裂、吊角现象严重（见下图）：
经分析气泡多可能是由于以下原因引起：
1、人、设备、材料、方法的影响因素：
a.级配不合理、粗级料过多、细级料偏少；
b.水泥用量相对较少；
c.外加剂过多；
d.油性脱模剂（建议使用水性脱模剂）；
e.塌落度较大或较小；
f.用水量较大、水灰比较高；
g.混凝土搅拌不均；
h.振捣操作不充分、不均匀（应该在操作过程中注意快插慢拔操作要点、分层浇筑混凝土，加强振捣）；
经过监理专题会议、监理通知书的形式敦促承包商应经过对比性试验，找出导致气泡多的真正原因，采取有效整改措施。经过对现场施工全过程的排查中最终确定是由于混凝土坍落度控制不均（常温下依据冷热情况坍落度一般为30-50mm为宜）、振捣不均、不充分为主要原因引起，经过改进这两项工作之后，气泡数量和气泡大小都得到了良好的改善和提高。
三、在某工程盾构机始发掘进500环范围内，期间接连发生6次管片吊装过程中吊装螺栓连同管片吊装孔螺纹套管一起拔出的事故，见下图：
经过对出事管片的详细了解、观察并到管片厂现场调查、检查生产过程以及通过召开专门专题会员讨论，得出如下基本结论：
1、人、材料、操作方法方面的原因：
a.混凝土振捣严重不足；
b.施工人员可能存在赶工或不熟悉操作等问题；
c.振捣设备可能存在问题；
d.混凝土配合比可能有问题、或砂、石料、水泥有问题；
e.螺纹模具用材问题、导致强度不高、壁厚增加带来裹浆空间减小；
2、设计方面的影响因素：
螺纹管模具仅仅是底部橡胶底座固定（见下图右图），而其顶端悬空无任何规定措施，加上因为工厂有严格的管片废品处罚制度，直接造成振捣工担心、恐惧吊装孔塑料管被振歪而不敢靠近螺纹管进行振捣操作，导致螺纹管周围振捣严重不足、进而水泥浆液对螺纹管的包裹不足或无包裹，最终导致螺纹管形同虚设、一拔即脱的事故；
而另一方面：由于螺纹管仅仅是底部单端固定，如果靠近振捣便会使得螺纹管立即发生上端偏移，造成螺纹管歪斜、管片吊装时无法旋入吊装螺栓，最终导致管片无法吊装并报废的后果。见下图
3、经与承包商共同研究的针对性整改方法为：
a.针对《螺纹模具用材问题、导致强度不高、壁厚增加、裹浆空间减小》的问题，送检检查旧型号螺纹吊装塑料管用材的质量是否符合设计要求；同时同意立即启用新设计的管片吊装螺纹塑料管。
b.处理管片吊装螺纹孔塑料管固定不良的问题
协助管片厂在管片的后续生产过程中，在管片钢筋网吊装螺纹塑料管的上端加装钢筋圆环固定架，设计了四钉（或三钉）圆环固定器（见下图），圆环钢筋固定器的内径控制在塑料螺纹孔顶端外径尺寸加大1－2mm的尺寸范围内,将四钉或三钉与钢筋笼点焊或捆扎方式与管片钢筋网进行牢固定位固定，彻底消除解决螺纹塑料管单端固定、随着振捣而不定向摇摆的设计失误，同时消除因振捣不足而产生的混凝土包裹不足、最终导致吊装塑料管与管片连接强度不足的老问题；
4、其它多管齐下的辅助性措施：
a.针对《混凝土振捣严重不足》问题加强振捣操作管理，实行严格的培训与检验制度；
b.针对《振捣设备可能存在问题》，采取措施检查振捣设备，对于过于陈旧的设备应立即淘 汰，更换新品；
c.针对《混凝土配合比可能有问题、或砂、石料、水泥有问题》，检查进场原材料，进行抽样送检、发现问题立即整改；
d.针对《施工人员可能存在赶工或不熟悉操作等问题》，加强质量检验、加强对质量控制过程的管理、加强对操作人员的培训、培训合格准予上岗；
e.承包商就管片生产中的关键工序应作出详细的操作规程并应用于生产过程中，其中的《管片振捣操作规程》要报监理部审查修改后执行。
5、结论：经过一系列的管片制作改良措施之后的管片没有再次发生吊装螺纹孔被拔出的事件。
四、纠正管片拼装错误导致的隧道管片拼装后的大面积漏水问题：
在某工程管片拼装完成500多环的范围内，左右线质量与安全巡视检查情况时发现左线隧道顶部出现大范围的管片有规律的漏水情况，有一个及其鲜明的特点：那就是漏水点基本都集中在管片K块周围，见下图：
管片拼装质量问题原因分析：
发现隧道内、主要是左线为多，如228、205、217、191、192、180、189、202环等处渗漏水严重，经过专题会议和现场勘察、拼装过程检查、反复试拼装后，总结发现其原因是：
在进行管片拼装时，管片周向通过管片拼装机施加的压缩止水条环向压力不够，没有有效压缩止水密封条，进而造成K块拼装位置空间变窄，在这种情况下拼装人员操作管片安装机进行强力推挤方法拼装K块，其结果是造成K块止水条被挤出、拉断等不良后果，直接造成了K块周边漏水孔隙增多，导致K宽周边有规律地漏水不止的严重后果，见下图：
经过与承包商共同总结研究的处理解决办法为：
a.利用海瑞克管片拼装机的扭矩对拼装的管片进行周向施压，使得相邻管片的隧道环向止水条充分压缩到位，最终给K块留下足够的安装空间；
b.给K块和相邻管片环向两侧止水条涂抹非腐蚀性的肥皂膏，增加管片止水条之间的润滑条件。
c.经过整改后的复查，管片拼装情况得到了极大的改善，该问题没有继续重复出现。
工作方法概括性总结
盾构机掘进施工隧道的管片从制作、运输到安装是一个复杂的链条过程，环环紧扣，互相牵连影响，有时小问题得不到及时处理解决往往会引发、转变为大的质量事故、或风险事件，所以，面对任何的工作都需要以科学的工作方式方法去面对，树立和掌握以问题为导向的观念与管理模式是非常重要的，以问题为导向的管理模式可以总结为：
（1）依据“发现问题才能解决问题”的观念用怀疑的眼光看世界，凡是问一个为什么？随时识别鉴定任何不正常的信息；
（2）透过现象看本质，通过分析问题的外在表象与表现，初步归纳总结引发问题的原因种类；
（3）通过类比人、机、料、法、环、测、设七大影响因素分析法、准确定位、深挖问题的深层原因；
（4）评估问题后续发展的风险后果；
（5）针对引发问题的原因机理，制定有效的、可操作的、最低成本的针对性措施；
（6）监督、监控措施的实施，随时针对新的问题寻找新的原因，始终遵循：《识别问题信息——分析原因——制订措施——问题信息再识别》的问题导向循环。
参考文献
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[4]张晓光.小直径盾构隧道管片抗弯承载试验研究[J].隧道建设.2015(06)
论文作者:赵炳文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/16
标签：管片论文; 盾构论文; 螺纹论文; 隧道论文; 混凝土论文; 塑料管论文; 下图论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;