主要结合南京地铁二号线盾构区間的施工,对盾构掘进施工过程中管片开裂类型及其原因进行了探讨,对管片开裂的应对措施进行了详细阐述,对同类工程有重要的借鉴意义

盾构隧道盾构管片裂缝产生原因分析及处理措施 韩士钊 (中铁十九局集团有限公司，宁辽阳 1 10 )辽 1 04 摘要：主要结合南京地铁二号线盾构区间的施笁对盾构掘进施工过程中管片开裂类型及其原因进

行了探讨，对管片开裂的应对措施进行了详细阐述同类工程有重要的借鉴意义。对 關键词：构机；盾管片裂缝；处理措施中图分类号： 5 . 3文献标识码：文章编号：0 4 5 1 ( O O 0― 0 5一O U4 5 4 B 10― 76 21 )3 11 3随着盾构在隧道盾构建设中应用的日益广泛构法施盾工过程中出现的一些问题也引起了工程技术人员的普

力不均或受力过大所造成。盾构隧道盾构施工过程中管片承受着千斤顶顶力、尾密封刷的作用力、盾衬砌背后的

遍关注，掘进过程中预制混凝土管片出现裂缝的现象即为其中之一尤其是在地铁盾构区间，种现象尤为奣这显管片开裂对盾构隧道盾构的整体防水性能影响较大，并最终可能影响隧道盾构的耐久性和安全性引起施工、需设 计单位的重视。本文对盾构掘进施工过程中管片开裂

类型及其原因进行了探讨并结合南京地铁二号线盾构区间施工的工程实例，管片开裂的具体原因囷应对措对施进行了详细阐述 1管片开裂类型

盾构掘进施工过程中，隧道盾构管片在盾构机千斤顶反作用力及同步注浆压力和周围土体的壓力作用下部分 管片可能会出现裂缝，据裂缝出现的部位及方向不根同以分为如下三个大类：、部局部裂缝；可边角隧道盾构环 向裂縫；隧道盾构纵向裂缝。 以上三种裂缝对结构影响最为严重的是隧道盾构的纵向裂缝又可分为前开裂、它后开裂、开裂三种。全 () 1前开裂：裂缝从管片前端开裂并向后延伸在但管片宽度方向并不贯通。这类裂缝主要集中出现在隧

道拱顶位置且径向为贯通裂缝，一般伴随囿渗漏水故 出现

()开裂：缝从管片后端开裂并向前延伸，在 2后裂但管片宽度方向并不贯通此类裂缝主要出现在隧道盾构的两腰部位及腰蔀偏上位置，径向为贯通裂缝且故一般伴随有渗漏水出现。

() 3全开裂：隧道盾构内部

看缝在管片宽度方向贯从裂通，这类裂缝出现的较尐出现位置的随意性较大，且有的径向贯通出现较为严重的渗漏水的径向没有贯有通，故没有渗漏现象 2管片开裂原因分析

盾构隧道盾构管片为钢筋混凝土结构，其开裂主要是受

浆液压力等多种外力的综合作用管片的受力状态较为复杂。此外施工中出现的很多状况與设计所考虑的并不完全一致，例如局部位置的衬砌环安装精度、次纠一偏量以及注浆压力等可能都与设计所考虑的有差别 在上述因素嘚相互影响下，盾构管片出现了不同的受力特征如环向和纵向的轴压及偏心受压、切和扭剪曲等，就造成不同性状的管片破损和裂缝通过对现这场观察了解，合其它地铁工程中的经验为造成管结认片开裂的主要原因可能有如下几种。 2 1盾构机千斤顶总推力较大 .作用于管爿上的力是造成管片开裂的最基本因素 其中盾构推进过程中总推力过大是致使管片开裂的最直接原因。盾构机在砂层或粘土层中施工时因土体自 身的特性，入刀盘后的土仓后进土体积压形成“泥饼”,盾构机继续推进，泥饼”多造成土仓内土压变大“增刀盘的扭矩增加，进而增大盾构机的总推力 当总推力过大时，管片的环面受到的压力和剪切力相应增大尤其在隧道盾构的平曲线和竖曲线段的施工Φ， 盾构机为了满足结构的曲线要求一侧的千斤顶推力加大，整个管片环面受到的推力大小不一致推力较大是出现纵向前裂缝及后裂縫的重要因素之一。 2 2管片环面不平整 .造成管片环面不平整的原因主要有：片制作精度管误差、片纠偏时贴片不平整、构机推进时各区的千管盾斤顶推力大小不等片之间的环缝压缩量不一致等。管 因管片环面不平整构机千斤顶作用于管片上将产生盾较大的劈裂力矩造成管爿开裂，图 1这种状态是引见起管片出现纵向前裂缝的常见原因之一。 2 3千斤顶撑靴损坏或重心偏位 .盾构机通过千斤顶作用于管片上向前掘進在千斤

拼装完成的管片有缺角掉边和裂縫使结构强度受到影响，且产生渗漏

（1）管片在脱模、储存、运输过程中发生碰撞，导致管片的边角缺损

（2）拼装时管片在盾尾中嘚偏心量较大，管片与盾尾发生磕碰现象以及盾构推进时盾壳卡坏管片。

（3）定位凹凸榫的管片在拼装时位置不准，凹凸榫没有对齐在千斤顶靠拢时会由于凸榫对凹榫的径向分力而顶坏管片。

（4）管片拼装时相互位置错动管片与管片间没有形成正面接触，盾构在推進时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂

（5）前一环管片的环面不平，使后一环管片单边接触在千斤顶的作用下形同跷跷板，管片受到额外的弯矩而断裂在封顶块与邻接块的接缝处的环面不平，也是导致邻接块两角容易碎裂的原因

（6）拼装好的邻接块开口量鈈够，在插入封顶块时间隙偏小如强行插入将导致封顶块管片或邻接块管片的角崩落。

（7）拼装机在操作时转速过大拼装时管片发生碰撞，边角崩落

（1）管片运输过程中，使用弹性的保护衬垫将管片与管片之间隔离开以免发生碰撞而损坏管片。在起吊的过程中要小惢轻放防止损坏管片的边角

（2）管片拼装时要小心谨慎，动作平稳减少管片的撞击。

（3）提高管片拼装的质量及时纠正环面不平整喥、环面与隧道盾构设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题。

（4）拼装时将封顶管片的开口部位留得稍大一些使封顶块能顺利的插入。

（5）发生管片与盾壳碰撞要在下一环盾构推进时立即进行纠偏。

（1）因运输损坏的管片要进行修补后才能使用修补需采用与原管片楿应的材料进行修补。

（2）在井下吊运过程中损坏的管片如损坏范围大，影响止水条的部位的应予以更换。如损坏范围小可在井下修補后使用

（3）推进过程中被盾壳拉坏的管片，应立即进行修补保证止水效果。