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摘要：在隧道施工过程中，需要用到盾构管片进行必要的施工操作，但是在盾构管片的运输以及施工过程中，不可避免的会发生盾构管片的损坏问题，这就在一定程度上影响了相应的施工效果，增加了材料成本，因此需要采用大直径盾构管片修补技术，确保盾构管片的完整性。
关键词：盾构管片；隧道施工；管片修补
前言
进行盾构管片的修补技术过程中，为了能够更好的完成对盾构管片的有效管理，需要结合盾构管片破损的原因进行必要的修复工作。本文介绍了修复大直径盾构管片的必要性进行，分析了大直径盾构管片破损的原因，并就其具体的施工环境进行有效探讨，对其提出了具体的修补措施和方法，以实现大直径盾构管片的有效修补工作，降低了材料成本。
1.修复大直径盾构管片的必要性分析
在进行隧道工程施工过程中需要运用到大直径盾构管片，也是进行盾构施工中的主要装配构件，对土层压力、地下水压力等载荷具有一定的承担和抵抗的作用，是隧道盾构工程内层屏障，也属于隧道内部的衬砌结构。因此对盾构管片的施工质量和整体结构，对于隧道安全性、防水性以及耐久性等有着直接的联系。盾构管片主要由高强度抗渗性混凝土作为原材料进行生产的，从而能够达到隧道内要求的承载性和防水性。但是，随着工程量的增加，在进行管片生产、运输以及拼装的过程中，会造成管片裂缝以及一些棱角磕碰丢失等现象，如果进行丢弃不用，会对施工成本造成极大的压力，如果使用则施工质量无法保障，因此为了解决这一问题，需要对一些破损的且具有维修价值的盾构管片，进行维修工作，使其能够适应工程建设需要。
2.大直径盾构管片破损的原因
2.1 设计以及生产制作不合理
大直径盾构管片由于管片数量多，体积大，在接缝设计、拼装设计以及注浆类型等方面进行综合考虑，并需要对设计精度进行严格要求，并结合线路设计曲线参数对盾构管片进行独立设计，如果因为设计不合理，则既有可能导致管片破损。除此之外，在生产作业环节如果没有严格遵从出模、拆模等设计工序进行，或者在脱模的过程中，因为真空吸盘起吊过程中的震荡和不平稳，都会导致在盾构管片出现质量问题，不利于今后的日常工作。
2.2 运输原因造成的质量问题
一般来讲，从盾构片的生产到运输的过程需要经历较长的距离，甚至还有可能要采用陆运和水运相结合的运输方式，这就在实际的工作过程，难免造成磕碰，造成盾构管片的损坏，并且由于公路和水路联运等，造成了装卸货频率增加，并且运输过程中，柔性材料由于的布置问题，或者由于长时间运输造成保护材料脱落，并不能够对运输过程中对管片进行有效的缓冲，导致管片破裂的情况常常发生。
2.3 施工原因中造成的管片损坏
在具体的施工环节，现场环境较为复杂，进行吊装和掘进的过程中，接缝面不平整以及掘进推力大于临界值，这些都是造成管片开裂的原因，并受到拼装质量、壁后注浆密度达不到要求以及盾尾间隙过小等因素的影响，对盾构管片的质量造成了威胁。并且在施工的过程中，由于掘进方向和管片之间存在着夹角，使管片、管片以及油缸之间形成点接触，从而导致盾尾部存在着挤压管片产生了集中应力，造成管片损坏，如图一。还有就是管片自身重力以及挤压组合过程中受力不均，也是造成管片损坏的最直接原因[1]。
图一 掘进方向和管片夹角的集中应力造成的管片损坏
3.大直径盾构管片破损修补技术技术分析
3.1 修补人员和物料准备工作
在具体的施工阶段，需要专业维修人员采用专业维修工具，对有裂缝的地方进行修复工作，并定期对检修盾构管片进行检修工作。在材料的运用上可以采用富斯乐岩补FC，富斯乐岩GP等等。并且按照各自的材料水分配合比，尽心修补材料的制取工作，如FC材料、水粉配合比为1：3.4。利用水泥、级配骨料和其它填充料等组成，通过具体的使用后发现，该材料和其它的岩补砂浆具有良好的契合度。，而岩补GP的配合比需要按照，水、粉剂为0.18：1的比例的配合比进行有效的配合工作，能够对管片进行良好的修复工作，也能够用于管片的一般性修补。从而能够，为今后的工作提供重要的材料和技术支撑。除此之外，为了能能够对修补材料进行有效操作，使修补处呈现良好的物理状态，需要用到配套齐全的修补工作，如大抹刀、放大镜、尖头抹刀、钢丝球、毛刷等，以及必要的电工工具和保持工具，为修补工作提供物资和工具支持。并按照施工操作程序进行，如图二修补施工流程图。
图二 修补施工流程图
3.2 修补施工的环境要求
在进行修补施工的过程中，由于修补材料对温度的要求较高，当室外温度低于5℃的时候，需要采用必要防护措施，需要使用30℃左右的温水进行材料的制备。当基面温度降到5℃以下的时候，需要停止施工过程中。且要求岩补GP混合料水的温度不能超过20℃。并通过对气温的有效控制使其保持在要求的条件下，进行修补操作。使修补材料的性能得到良好的发挥，从而避免在极端条件下可能造成材料损害，使修补工作有着可靠的材料支持。如气温高于30℃以及在多风、潮湿等工作条件下，需要按照操作工艺要求，在修补完成后的接缝边缘处覆盖薄膜。作为养护手段，完成相应的养护工作。
3.3 裂缝的修补工作
裂缝宽度在0.1mm以下的，首先应改用钢丝球对裂缝表面进行必要清理，可以用水进行冲洗，使其表面保持干净和湿润。然后使用岩补FC干粉进行修复工作，修补完成后，需要将表面的残留物收拾干净。在一天之后，对其裂缝进行检修，如果还有，则可继续按照操作标准对重复裂缝的修补过程，直到裂缝消失不见。针对0.1mm到0.2mm之间的裂缝，需要进行清洗，和以上步骤一样，使用FC与谁配置环氧浆液，用毛刷将浆液涂刷的到裂缝墙上，并用尖抹子把修补材料研制裂缝方向进行积压，使其能够深入到裂缝中去，获得良好的修补效果。在一天后进行检查，有裂缝继续重复这个动作，直到裂缝消失。在修补完成后需要用到砂纸将表面磨平[2]。
3.4 棱角受损的修补技术分析
棱角受损是较为常见的现象之一，在进行的修补作业中，需要对修补范围进行标记，并计划到工作沿着修补区域切开深度为10mm的混凝土土层，打掉修补区域的混凝土层，直到切割开的修补边缘裂口位置，然后对表面的灰尘进行清洁，并在边缘位置进行粗糙处理，形成一个理想的锯齿形对接面，并用锤子对后边松动的混凝土块进行清除，并将棱角尽心磨砂处理，采用GP砂浆对修补处进行填充处理，完成后使用大抹子尽心抹平和修边，等到修补处干燥后，需要使用打磨机将其磨平，并用环氧浆液在其表面涂抹均匀。使修补完成后的颜色和原管片保持一致。
3.5 大块部位修补技术
大块的损失部位修补较为麻烦，运用到的材料也相对较多。首先需要利用工具将松动的混凝土进行清理，并用钢丝球等将缺损的部分进行必要地清理，如果有露筋的部分，也要将其表面的灰尘进行清除，并用刷子蘸环氧浆液在钢筋的表面进行处理。随后，则需用岩补GP砂浆进行逐层的修补工作，每层的厚度需要保持在20mm以内，如果环境相对复杂，可以借助模板进行必要地修复工作，每一层的修补过程中，需要对边缘部位进行特别处理，使其和原棱角大小和外观尺寸保持一致。修补完成待到干硬后需要使用打磨机进行打磨操作，同样需要使用环氧浆液涂抹表面[3]。
4.后期养护和检测
后期养护工作也十分重要，一般来讲需要做好7天的养护工作，可以使用保鲜膜塑料布以及湿布等，进行有效的覆盖使其保持湿润，避免干燥而造成的开裂。同时又对修补混凝土进行保护，避免磕碰，并禁止流动冲刷修补面。保证修补混凝土的安全性。在养护工作完成后，为了能够确保混凝土达到一定的强度，进行必要地抗压实验，选择损坏程度不同的盾构管片进行强度实验。并利用超声波探测仪对新旧混凝土的结合情况进行探测，在发现了裂缝以及剥离的情况下，需要将修补混凝土进行凿除，重新修补。
5.总结
总之，在进行大直径盾构管片破损修补过程中，需要专业人员并配备较为齐全的工具，并对修补环境进行必要地控制，使修补材料的性能保持在稳定的状态，为今后的工作提供重要的材料技术支持。并在棱角缺失修补、裂缝缺失修补以及大块损坏部位的修补技术等方面做好质量控制，养护工作和检测工作都要到位，只有这样才能够为隧道施工提供更多高质量的盾构管片。
参考文献：
[1]陈集勇，肖瑞传，翟国林. 大直径水泥盾构施工管片拼装开裂破损原因分析与防治[J]. 科技展望，2017（25）：29-30.
[2]李美群. 盾构管片破损原因分析及处理措施[J]. 天津建设科技，2017（6）：69-70.
[3]郭悦宝. 盾构管片碎裂成因及修补技术措施[J]. 铁路技术创新，2017（3）：87-91.
论文作者:张叶
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：管片论文; 盾构论文; 裂缝论文; 工作论文; 材料论文; 过程中论文; 直径论文; 《防护工程》2019年第4期论文;