广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨

华南理工大学政治与公共管理学院工程管理2006级本科函授广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨1成人高等学历教育毕业论文说明书广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨办学单位：华南理工大学政治与公共管理学院班级：工程管理2006级本科函授学生：吕建林（10561065303701074）指导教师：亢升讲师提交日期：2008年11月15日华南理工大学政治与公共管理学院工程管理2006级本科函授广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨2中文摘要盾构施工以其尽可能不扰动围岩，从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响，使其备受欢迎，在隧道施工中一支独秀。目前国内外盾构工程市场非常活跃,前景相当广阔,也形成了较成熟的结构设计计算理论和工程实践体系,但地铁盾构隧道施工的质量缺陷仍存在一些尚未得到很好解决的问题,如管片的渗漏水、裂纹、错台、崩角、扭转等。如何做好对盾构隧道管片质量的控制，将是影响到最终成型盾构隧道质量的关键。本文通过对一些盾构隧道管片质量问题的探讨，从而得出相关的管片质量控制措施，以期最终保证成型盾构隧道的质量。关键词：盾构隧道管片质量控制AbstractConstructionofitsshieldasmuchaspossibledisturbanceofsurroundingrockinordertominimizethegroundinsidethebuildingandfoundation-laying,ithasbeenwelcomedbytheconstructionofthetunnelinasingleshow.Atpresent,domesticandforeignmarketsshieldworksveryactive,verybroadprospects,butalsocreatedamorematuretheoreticalcalculationofthestructuraldesignandengineeringpracticesystem,butthesubwayshieldtunnelconstructionqualityarestillsomedeficiencieshavenotbeenwelladdressed,suchasSegmentofthewaterleakage,cracks,Taiwan'swrong,KokBeng,suchasthereverse.Howtodoagoodjobontheshieldtunnelsegmentofthequalitycontrol,willbetheimpactonthefinalshapeofthekeytothequalityofshieldtunnel.Throughanumberofshieldtunnelsegmentofqualitysoastoarriveattherelevantsegmentofqualitycontrolmeasurestoensurethatthefinalshapethequalityoftheshieldtunnel.Keywordstunnelshieldtunnelsegmentqualitycontrol华南理工大学政治与公共管理学院工程管理2006级本科函授广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨3目录1引言………………………………………………………………………………………………31.1背景意义………………………………………………………………………………………31.2文献综述………………………………………………………………………………………31.3研究内容与方法………………………………………………………………………………32广州地铁盾构隧道管片质量管理概述…………………………………………………………42.1工程概况…………………………………………………………………………………………42.2管片质量…………………………………………………………………………………………52.3质量管理的基本流程……………………………………………………………………………52.4质量管理的价值与意义…………………………………………………………………………53广州地铁盾构隧道管片质量存在的问题…………………………………………………………63.1管片渗漏水………………………………………………………………………………………63.2管片裂纹…………………………………………………………………………………………73.3管片错台…………………………………………………………………………………………83.4管片破损、崩角…………………………………………………………………………………83.5管片扭转…………………………………………………………………………………………94广州地铁盾构隧道管片质量控制的措施………………………………………………………104.1管片选取要严把质量……………………………………………………………………………104.2施工过程要严格控制管片质量…………………………………………………………………114.3管片安装过程中要严格安装操作规程施工……………………………………………………12结论……………………………………………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………………………………15致谢……………………………………………………………………………………………………16华南理工大学政治与公共管理学院工程管理2006级本科函授广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨41引言1.1背景意义一个城市的繁荣，人口密集度的不断增加，最终都将导致对城市道路需求的严重不足。在地面空间无法满足需要时，城市道路的发展最终都将迈出向地下扩展的步伐。盾构施工以其尽可能不扰动围岩，从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响，使其备受欢迎，在隧道施工中一支独秀。目前，包括北京、上海、广州在内的6座城市已经通了地铁，沈阳、重庆和武汉等城市也将动工建设。1965年，北京地铁1号线一期工程正式动工，全程21公里，到1969年10月1日通车，告别了中国内地无地铁的历史。广州地铁从1993年12月28日开始动工兴建，至今也已有接近15年的历史。地铁，腾活了城市交通，繁荣了城市经济，同时也象征着城市地位。随着盾构隧道结构设计计算理论和工程实践体系的日益成熟以及施工工艺的日趋完善，对地铁盾构隧道施工的质量缺陷的防治措施也在不断积累。地铁有使用100年的质量要求，对此，在盾构施工中管片质量的控制起着决定性的作用。1.2文献综述盾构隧道施工法是隧道暗挖施工法的一种。在地下铁道中采用盾构隧道施工法始于1874年，当时为了在伦敦地下铁道东线的粘土和含水砂层修建内径为3.12m的区间隧道，采用了气压盾构以及向衬砌背后注浆的施工工艺。现代盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，不扰动围岩而修筑隧道的方法。盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳。所谓构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。由于盾构一般使用于以土为围岩的隧道工程施工中，与岩石围岩不同，土体不具有自立稳定性，所以保持开挖面稳定的系统(盾)就非常重要。虽然我国自1965年就开始动工兴建地铁，但是真正有较大发展却是从90年代开始的，随着上海，广州，深圳地铁的陆续动工，我国的地铁才真正拉开帷幕。与西方发达国家相比，我国的地铁无疑还处于初级探索阶段。如何建造一条合格的地铁盾构隧道，质量如何控制，国外的经验我们可以，也需要学习，同时我们更应该立足自身实际，总结出自己的经验，来完善我们自己的地铁盾构隧道的施工工艺体系。1.3研究内容与方法本论文采用技术分析的方法,结合本人工作经验，从盾构隧道管片的质量管理流程，价值和意义，施工过程中出现的质量问题,以及面对这些问题所采取的措施进行探讨，以期更好的确保盾构成型隧道的质量。华南理工大学政治与公共管理学院工程管理2006级本科函授广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨52广州地铁盾构隧道管片质量管理概述2.1工程概况【会南区间中间风井～会江站，会江站～石会区间中间风井盾构区间】由两条圆形盾构隧道及相关附属工程组成，里程范围为：YDK5+251.639～YDK2+916.2（ZDK5+256.968～ZDK2+909.897），安排两台盾构机在会南区间中间风井站始发，向会江站方向掘进，到达会江站后过站，二次始发后，继续掘进至石会区间中间风井吊出。本标段盾构隧道双线总长为4276.153单延米，左线2136.914m，右线2139.239m。附属工程包括：联络通道3个，其中有1个联络通道含泵房与会南区间中间风井合建，其余两个分别是会南区间中间风井-会江站区间联络通道和会江站-石会区间中间风井区间联络通。洞门共有8个，其中始发井、吊出井各2个洞门，会江站南、北端各2个洞门。盾构隧道衬砌采用300mm厚C50预制钢筋砼管片，整环管片外径6m，内径5.4m；宽度1500mm；管片分块为5+1，其中包括三块标准块+两块邻接块+一块封顶块，环与环之间设10根M24纵向螺栓，同一环中块与块间设12根M24环向螺栓。管片分标准环、左转弯环、右转弯环和特殊管片环（用于联络通道开口处）。管片配筋量为152kg/m3，管片间采用三元乙丙橡胶性密封垫止水。本工程中所需的盾构机是公司自有的由海瑞克公司设计和制造的二台土压平衡盾构机。按照施工进度要求以及本盾构区间沿线工程地质和水文地质情况，所选盾构机具有以下性能：盾构机具有土压平衡功能，能很好地控制地面沉降，适合本工程软弱地层掘进的需要。刀盘结构坚固，刚性大，变形量小，耐磨程度高。刀具布置方案灵活，可采用组合刀具布置，盾构机的正面区域刀间距从90mm其中单刃滚刀的破硬岩能力高达160MPa，双刃滚刀的破岩能力也达到了120MPa。盾构机驱动采用较大的功率，适应不同地层的掘进需要。碴土输送设备抗磨性能优越。设计有专门的设备和管路供添加剂的注入，从而达到改善碴土性质的功能。采用盾尾同步注浆系统，可及时填充开挖间隙，减小沉降。具有超前钻探的能力。超前钻机可方便地安装在管片安装器上，容易在地质复杂区段，对前方地层进行超前钻探，甚至注浆加固。电气和液压元件质量可靠、响应迅捷，防水性好，适应隧道内的高温、高湿工作环境。具有应对紧急突发事件的能力，如紧急停电时螺旋机出土闸门具有自动关闭的功能。控制系统的自动化程度高，减少了劳动强度和错误操作的发生概率。华南理工大学政治与公共管理学院工程管理2006级本科函授广州地铁盾构隧道管片质量控制探讨6配备有由VMT公司生产的SLS－T激光自动导向系统，导向精度高，能实时反映盾构机的当前位置和理论位置，并提供调整指示。螺旋机出土口配备了保压泵送系统，确保了在地下水较大的地层中掘进。具有较高的综合掘进速度。具有双仓式人闸设计，保证更换刀具的便利及人员的安全。具有保圆器。根据我公司的施工经验，保圆器有助于减小管片错台和椭变。2.2管片质量管片质量包括管片生产出来后的外观质量和拼装成型后的质量。管片生产出来后的外观质量主要体现在：管片管片表面是否光洁平整，有无蜂窝、露筋、无裂纹、缺角；止水带是否完好，缓冲垫是否贴齐，螺栓孔是否堵塞；管片生产的龄期是否符合要求等。拼装成型后的质量：管片是否存在渗漏水，裂纹，错台，破损、崩角，扭转等。2.3管片质量管理的基本流程（1）在管片厂设立一个现场监督员，监督管片生产质量全过程。（2）管片进入施工场地，由仓管员负责验收：①每块管片都进行外观质量检验，管片表面应光洁平整，无蜂窝、露筋、无裂纹、缺角。止水带是否完好，缓冲垫是否贴齐，螺栓孔是否堵塞，有无水泥浆等杂物。②合格管片标识，标识内容：产品的型号、产品型号的生产累积号、生产El期，管片生产的龄期是否符合要求。（3）管片下井前地面工人检查管片是否为同一型号管