
地铁施工质量通病及防治措施
第1章 车站围护结构施工
1.1 钻孔灌注桩
1.1.1 偏孔
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1、成因分析:
(1)施工场地不平整,不坚实,在支架上钻孔时,支架的承载力不足,发生不均匀沉降,导致钻杆不垂直。
(2)钻机部件磨损,接头松动,钻杆弯曲。
(3)钻头晃动偏离轴线,扩孔较大。
(4)遇有地下障碍物,把钻头挤向一侧。
2、防治措施:
(1)钻机就位时,应使转盘,底座水平,使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上,并在钻进过程中防止位移。
(2)场地平整坚实,支架的承载力应满足要求,在发生不均匀沉降时,必须随时调整。
(3)偏斜过大时,应回填强度高于障碍物的物体,待沉积密实后再钻。
1.1.2 缩孔
1、成因分析:
(1)软土层受地下水位影响和周边车辆振动 。
(2)塑性土膨胀,造成缩孔 。
(3)钻锤磨损过甚,焊补不及时 。
2、防治措施:
(1)成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀 。
(2)及时焊补钻锤,并在软塑土地层采用失水率小的优质泥浆护壁 。
(3)采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
1.1.3钢筋笼上浮
1、成因分析
(1)砼在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快。
(2)钢筋笼未采取固定措施。
2、防治措施:
(1)浇筑砼前,应将钢筋笼固定在孔位护筒上。
(2)当砼上升到接近钢筋笼下端时,应放慢浇筑速度,减小砼面上升的动能作用,以免钢筋笼顶被托而上浮。当钢筋笼被埋入砼中有一定深度大,再提升导管,减少导管埋入深度,使导管下端高出钢筋笼下端相当距离时再按正常速度浇筑。在通常情况下,可以防止钢筋笼上浮。
(3)当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
1.1.4 断桩
1、成因分析:
(1)砼塌落度太小,骨料太大,运输距离过长,砼和易性差,致使导管堵塞,疏通堵管再浇筑砼时,中间就会形成夹泥层。
(2)计算导管埋深时出错,或盲目提升导管,使导管脱离砼面,再浇筑砼时,中间出现夹泥层。
(3)钢筋笼将导管卡住,强力拔管时,使泥浆进入砼中。
(4)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故。
(5)导管接头处渗漏,泥浆进入管内,混入砼中。
(6)砼供应中断,不能连续浇筑,中断时间长,造成堵管事故。
2、防治措施:
(1)砼配合比应严格按照有关水下砼的规范配臵,并经常测试坍落度,防止导管堵塞。
(2)尽可能提高混凝土浇注速度:
1).开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。
2).快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞。
(3)严禁不经测算盲目提拔导管,防止导管脱离砼面。
(4)钢筋笼主筋接头要焊平,以免提升导管时,法兰卡住钢筋笼。
(5)浇筑砼应使用经过检漏和耐压试验的导管。
(6)浇筑砼前应保证砼搅拌机能正常运转,必要时应有一台备用搅拌机作应急之用。
1.2 地下连续墙
1.2.1 槽壁变形过大或坍塌
1、成因分析
(1)你讲支立昂不好,如密度不够高,含盐和泥沙含量高,泥浆配制不符合要求等,使泥浆不能形成可靠地护壁作用。
(2)地下水位过高,泥浆液面标高不够,成孔内出现承压水,降低了静水压力。
(3)在松软土层中钻进过快,将槽壁扰动变形。
(4)成槽后耽搁时间过长,未及时进行下道工序,泥浆沉淀渐渐失去护壁作用,导致侧向土体位移过大。
(5)单元槽段划分过长,且地面动荷载及附加荷载过大,过于频繁,导墙附近地面过大沉降。
(6)由于施工操作不当,如抓斗提升太快,又未及时补充泥浆及导墙未处理好而漏浆,造成槽内泥浆液面过快降低,超过安全范围,或某种原因使地下水急剧上升等。
2、防治措施
(1)配置泥浆时应采用合格的原料,经过试验确定泥浆的配比,严格按照配比制作泥浆。
(2)控制槽内液面高于地下水位0.5m以上,有时可采用高导墙来处理;在松软土层中钻进应严格控制进尺,不要过快或者空转过长,尽量缩短成槽时间,成槽完毕后,紧接着下钢筋笼并浇筑混凝土,尽量不使其耽搁时间过长。
(3)单元槽段长度控制在6m内,且分几小段开挖,根据挖槽情况随时调整泥浆密度和液面标高。
(4)一般的成槽机掘进速度应控制在15m³/h左右,抓斗不宜快速进出槽口,施工时随时注意槽壁发生坍塌状况,如发生泥浆大量漏失,超挖土方量,导墙附近地面沉降大或出现漏斗沉降等现象,适当加大泥浆密度。
(5)对于严重坍塌,要及时起钻填入较好的粘土,待一段时间后可以重新下钻,此时泥浆比重也要适当增大,局部塌孔可以加大泥浆比重,放重晶石粉增加护壁作用。已经塌槽的部位如发现为较大面积的坍塌,用优质粘土掺入20%的水泥,回填至坍塌处以上1~2m,处理密实后再施工,如个别槽段的土质较差,可采用深层搅拌的加固措施。
1.2.2 钢筋笼难以放入槽内或者上浮、下沉
1、成因分析
(1)由于槽段挖孔施工中未控制好垂直度和平整度,导致槽壁凹凸不平、弯曲或倾斜过大。
(2)钢筋笼的制作质量差,其外形尺寸不准确,误差较大。
(3)由于钢筋笼的整体刚度不够,起吊点位置不合适,会造成钢筋笼产生较大变形。
(4)导管埋深过大,混凝土浇筑速度过慢,钢筋笼被托起上浮。
(5)槽底沉渣清理不干净,沉渣厚度较大,使钢筋笼下不到设计标高。
(6)固定钢筋的支架不牢靠,使钢筋笼下沉。
2、防治措施:
(1)成槽时要经常检查槽壁的垂直度和平整度,发现偏差过大及时予以纠正。
(2)严格按照设计图纸和有关规范控制钢筋笼的外形尺寸,其长宽应比槽体小100~120mm,钢筋笼接长时,上、下段应保持垂直且对齐。
(3)如果槽壁凹凸不平,弯曲导致钢筋笼不能放入,应用机械修整槽壁直至可以放入。
(4)为防止钢筋笼上浮,可在导墙内设置锚固点,固定钢筋笼;清除槽底沉渣要测量其厚度,保证沉渣厚度不超过规范要求,以便可以放入钢筋笼。
(5)灌注混凝土时,导管最大埋深不超过6m,加快浇筑混凝土速度,防止钢筋笼上浮。
1.2.3 桩身或桩顶混凝土夹泥
1、成因分析
(1)灌入导管摊铺面积不够,管与管的间距过大,部分角落灌注不到,被泥浆填充。
(2)灌注导管插入混凝土深度不够,泥渣从底口进入混凝土内。
(3)导管接头有缝隙不密实,泥浆通过缝隙渗入导管。
(4)初次管如混凝土量不足,未能将泥浆与混凝土完全隔开。
(5)混凝土因某种原因未能连续浇筑造成间断或浇筑时间过长,首批浇筑的混凝土失去流动性,后浇混凝土突破顶层的阻力而上升,与泥浆混合。
(6)混凝土的超灌量不够,致使在墙顶设计标高处混凝土混杂泥浆,使其强度达不到要求。
2、防治措施:
(1)采用分段浇筑,一般要用2~3组导管同时灌注,导管埋入混凝土内一般2~6m,导管接头应采用粗丝口加橡胶圈密封。
(2)混凝土的初灌量要设计好,并充分确保混凝土的供给量,来料要均匀连续,和易性和塌落度良好,浇灌过程要连续,中途停顿时间不超过15分钟,墙内混凝土上升的速度不应低于2m/h,要求均匀上升且高差不超过0.5m。
(3)遇到塌孔的时候,可将沉积在混凝土上的泥块吸出,继续灌注混凝土;当导管不慎露出混凝土面时,可以重新插入混凝土内,用小口径的抽筒将导管内的泥浆及表层混凝土抽干净,然后才能继续灌注混凝土。
1.3水泥搅拌桩
1.3.1 喷浆量不足
1、成因分析
(1)由于桩机的故障出现喷射浆液时出现停顿。
(2)喷射过程中,钻头提升速度过快,整体喷浆量不足。
(3)由于钻机手操作失误,在浆液还没有喷射时就提升钻头。
(4)浆液中含有块状物体,致使喷口变小,喷射不畅。
(5)水泥中含有杂质,浆液浓度不够。
2、防治措施
(1)每个工作班开工前认真检查设备,特别是检查浆泵的运行状况,输浆管的密封情况、以及对喷嘴进行清理。
(2)在操作过程中,应及时检查喷浆量提升速度等,发现喷入量不足时,立即进行下沉复喷。
(3)严格检查将液浓度,保证浓度符合规范标准。
(4)施工人员不得无故在喷射过程中停机,严禁在没有喷射的情况下提升钻杆。因停电或机械故障等中断喷浆时,应采取复钻措施,复钻时桩身要与中断的成桩重叠不小于1m。
1.3.2 断桩
1、成因分析
(1)在喷浆时,浆液已经没有二继续进行喷入施工。
(2)输浆管、钻头出浆孔阻塞喷浆中断而继续施工。
(3)提升钻头过快,造成喷入量断续。
(4)喷入过程中由于机械出现故障而停顿时间过长。
2、防治措施
(1)施工前对机械及管道进行检查,保证施工正常连续进行。
(2)软土层中有粘土层时,在钻进和提升钻头时,严格控制速度,逐步缓慢提升,保证将粘土搅碎并拌合均匀。
(3)出现断桩时,应采取复钻措施,复钻时桩身要与成桩重叠不小于1m。
1.4 高压旋喷桩
1、不冒浆或者冒浆量少
通常原因是加固土层粒径过大,孔隙较多,可采取以下措施:
(1)加大浆液浓度,可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。
(2)灌注粘土浆或者细砂、中砂,待孔隙填满后再继续正常喷射。
(3)在浆液中掺加骨料。
(4)加泥球封闭后继续正常喷射。
(5)灌注水泥砂浆后,再将孔内水泥浆臵换成粘土浆,待孔隙填满后继续正常喷射。
2、冒浆量过大
通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关,可采取以下措施:
(1)提高喷射压力。
(2)适当缩小喷嘴直径。
(3)适当加快提升速度,由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体,目前对冒浆中的水泥分离回收尚无适宜方法,在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后在利用。
3、凹穴处理
(1)在喷神灌浆完毕时,即连续或间断的向喷射孔内静压灌注浆液,直至孔内混合浆液凝固不在下沉。
(2)在喷射灌浆完成后,向凝固体与其上部结构之间的孔隙进行第二次静压灌浆,浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料。
第2章 土方开挖及回填工程质量通病及防治措施
2.1 土方开挖工程质量通病及防治措施
1、场地积水(场地范围内局部积水) 产生原因
(1)场地周围未做排水沟或场地未做成一定排水坡度,或存在反向排水坡。
(2)测量偏差,使场地标高不一。
防治措施:
(1)按要求做好场地排水坡和排水沟。
(2)做好测量复核,避免出现标高错误。
2、挖土边坡塌方(在挖方过程中或挖方后,边坡土方局部或大面积塌陷或滑塌) 产生原因:
(1)基坑(槽)开挖较深,未按规定放坡。
(2)在有地表水,地下水作用的土层开挖基坑(槽),未采取有效降排水措施。
(3)坡顶堆载过大或受外力震动影响,使坡体内剪切应力增大,土体失去稳定而导致塌方。
(4)土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方。
防治措施:根据不同土层土质情况采用适当的挖方坡度;做好地面排水措施,基坑开挖范围内有地下水时,采取降水措施;坡顶上弃土、堆载,使远离挖方土边缘3~5m;土方开挖应自上而下分段分层依次进行,并随时做成一定坡势,以利泄水;避免先挖坡脚,造成坡体失稳;相邻基坑(槽)开挖,应遵循先深后浅,或同时进行的施工顺序。处理方法,可将坡脚塌方清除,做临时性支护(如推装土草袋设支撑护墙)措施。
3、超挖(边坡面界面不平,出现较大凹陷) 产生原因:
(1)采用机械开挖,操作控制不严,局部多挖。
(2)边坡上存在松软土层,受外界因素影响自行滑塌,造成坡面凹洼不平。
(3)测量放线错误。
防治措施:机械开挖,预留0.3m厚采用人工修坡;加强测量复测,进行严格定位。
4、基坑(槽)泡水(地基被水淹泡,造成地基承载力降低) 产生原因:
(1)开挖基坑(槽)未设排水沟或挡水堤,地面水流入基坑(槽)。
(2)在地下水位以下挖土,未采取降水措施将水位降至基底开挖面以下。
(3)施工中未连续降水,或停电影响。
防治措施:开挖基坑(槽)周围应设排水沟或挡水堤;地下水位以下挖土应降低地下水位,使水位降低至开挖面以下0.5~1.0m。
5、基底产生扰动土 产生原因:
(1)基槽开挖时排水措施差,尤其是在基底积水或土壤含水量大的情况下进行施工,土很容易被扰动。
(2)土方开挖时超挖,后又用虚土回填,该虚土经施工操作后亦改变了原状土的物理性能,变成了扰动土。
防治措施:
(1)认真做好基坑排水和降水工作。降水工作应待基础回填土完成后,方可停止。 (2)土方开挖应连续进行,尽量缩短施工时间。雨季施工或基槽(坑)开挖后不能及时进行下一道工序施工时,可在基底标高以上留15~30cm的土不挖,待下一道工序开工前再挖除。采用机械挖土时,应在基底标高以上留一定厚度的土用人工清除。冬季施工时,还应注意基底土不要受冻,下一道工序施工前应认真检查。禁止受冻土被隐蔽覆盖。为防止基底土冻结,可预留松土层或采用保温材料覆盖措施,待下一道工序施工前再清除松土层或去掉保温材料覆盖层。
(3)严格控制基底标高。如个别地方发生超挖,严禁用虚土回填。处理方法应征得设计单位的同意。
2.2 回填土主要工程质量通病防治措施
1、填方边坡塌方(填方边坡塌陷或滑塌) 产生原因:
(1)边坡坡度偏陡。
(2)边坡基底的草皮、淤泥、松土未清理干净;与原陡坡接合未挖成阶梯形搭接,或填方土料采用淤泥质土等不合要求的土料。
(3)边坡填土未按要求分层回填压(夯)实。
(4)坡顶坡脚未做好排水设施。由于水的渗入,土内聚力降低,或坡脚被冲刷而导致塌方。
防治措施:永久性填方的边坡坡度应根据填方高度、土的种类和工程重要性按设计规定放坡;按要求清理基底和做阶梯形接槎;选用符合要求的土料,按填土压实标准进行分层、回填碾压或夯实;在边坡上下部做好排水沟,避免在影响边坡稳定的范围内积水。
2、填土出现橡皮土
产生原因:在含水量较大的腐殖土、泥炭土、黏土或粉质黏土等原状土上进行回填,或采用这种土作土料回填,当对其进行夯击或碾压,表面易形成一层硬壳,使土内水分不易渗透和散发,因而使土形成软塑状态的橡皮土。施工后有轮式车辆碾压。
防治措施:
(1)夯实填土时,适当控制填土的含水量,避免在含水量过大的原状土上进行回填。
(2)填方区如有地表水时,应设排水沟排走,如有地下水应降低至基底下0.5m。
(3)施工后严禁轮式车辆碾压。
(4)可用干土石灰粉等吸水材料均匀掺入土中降低含水量,或将橡皮土翻松、晾干、风干至最优含水量范围,再夯(压)实。
3、回填土密实度达不到要求 产生原因:
(1)填方土料不符合要求,土颗粒过大,含石块等硬质填料;采用了碎块草皮、有机质含量大于8%的土、淤泥质土或杂填土作填料。
(2)土的含水量过大或过小,因而达不到最优含水量下的密实度要求。
(3)填土厚度过大或压实遍数不够;或碾压机械行驶速度过快。
(4)碾压或夯实机具能量不够,影响深度较小,使密实度达不到要求。
防治措施:
(1)选择符合要求的土料回填,土料过筛;按所选用的压实机械性能,通过试验确定含水量,控制每层铺土厚度、压实遍数、机械行驶速度;严格进行水平分层回填、压(夯)实;加强现场检验,使其达到要求的密实度。
(2)如土料不合要求,可采取换土或掺入石灰、碎石等措施压实加固;土料含水量过大,可采取翻松、晾晒、风干或掺入干土重新压、夯实;含水量过小时,在回填压实前适当洒水增湿;如碾压机具能量过小,可采取增加压实遍数或使用大功率压实机械碾压等措施。
4、回填土沉陷 产生原因:
(1)回填土料含有大量有机杂质和大块冻土。
(2)填土未按规定厚度分层回填夯实,或底部松填,仅表面夯实,密实度不够。
(3)局部有软弱土层或地坑、坟坑、积水坑等地下坑穴,施工时未处理或未发现,使用时超重造成局部塌陷。
防治措施:
选用合格回填土料,控制含水量在最优范围内;严格按规定分层回填、夯实;对原自然软弱土层进行处理;将有机质清理干净,地坑、坟坑、积水坑等进行认真处理。
2.3 基坑主要工程质量通病防治措施
1、基坑(槽)回填土沉陷(基坑、槽回填土局部或大片出现沉陷,造成散水坡空鼓下沉)
产生原因:
(1)基坑槽中的积水淤泥杂物未清除就回填,或基础两侧用松土回填,未经分层夯实。
(2)基槽宽度较窄,采用手工夯填,未达到要求的密实度。
(3)回填土料中干土块较多,受水浸泡产生沉陷,或采用含水量大的粘性土、淤泥质土、碎块草皮作填料,回填密实度不符合要求。
(4)回填土采用水沉法沉实,密实度大大降低。
(5)防治措施:回填前排净槽中积水,将淤泥、松土、杂物清理干净。回填土按要求采取严格分层回填、夯实。控制土料中不得含有直径大于5cm的土块及较多的干土块,严禁用水沉法回填土料。
2、回填土密实度达不到要求
产生原因:回填的土料(粉质黏土、粉土)含水量偏小或偏大。碾压工艺或遍数不合理。
防治措施:在回填压实前适当洒水增湿或晾晒,严格碾压施工工艺参数。
第3章 混凝土工程
3.1 蜂窝
蜂窝通常表现为混凝土结构局部出现酥松,砂浆少石子多,石子之间形成空隙,类似蜂窝状的窟窿。
1、产生的原因
(1)混凝土配合比不当或砂子、石子、水泥材料加水量计量不准,造成砂浆少、石子多;
(2)混凝土搅拌时间不够,未拌合均匀,和易性差,振捣不密实;
(3)下料不当或下料过高,造成混凝土离析;
(4)混凝土未分层下料,振捣不实,或漏振,或振捣时间不够;
(5)主体模板缝隙未堵严,水泥浆过度流失;
(6)使用的石子粒径过大或坍落度过小;
2、防治的措施。
认真设计、严格控制混凝土配合比,经常检查,做到计量准确,混凝土拌合均匀,坍落度适合;混凝土下料高度超过2m应设串筒或溜槽,浇灌应分层下料,分层振捣,防止漏振:模板缝应堵塞严密;浇灌中,应随时检查模板支撑及固接情况防止漏浆。
3、处理方法
(1)将蜂窝软弱部分凿去,用高压水及钢丝刷将结合面冲洗干净。
(2)修补用的水泥品种必须与原混凝土一致,砂子用中粗砂。
(3)水泥砂浆的配比为1:3,并搅拌均匀,有防水要求时,在水泥浆中掺入水泥用量1%-3%的防水剂,起到促凝和提高防水性能的目的。
(4)按照抹灰工的操作方法,用抹子大力将砂浆压入蜂窝内,刮平;在棱角部位用靠尺将棱角取直。
(5)修补完成后,用毛毡进行保湿养护。
3.2 麻面
麻面表现为混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外露现象。
1、产生的原因
(1)主体工程模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净,拆模时混凝土表面被粘坏或碰坏;
(2)主体工程表面混凝土失水过多出现麻面;
(3)摸板缝堵塞不严,局部漏浆;
(4)混凝土振捣不实,气泡未排出,停在衬砌模板表面形成麻面。
2、防治措施 :
确保主体工程模板表面清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物,浇灌混凝土前,模板应浇水充分湿润,模板缝隙,应用海绵条、油毡纸等堵严,模板脱模剂应选用长效、洁净无污染的,并涂刷均匀,不得漏刷;混凝土应分层均匀振捣密实,至表面基本无气泡排除为止;
3、处理方法
(1)将该处污点用水洗刷干净,于修补前用水湿透。
(2)修补用的水泥品种必须与原混凝土一致,砂子为细纱。
(3)水泥砂浆的配比为1:3,由于数量不多,可用人工在小桶中拌匀,随拌随用。必要时掺拌白水泥调色。
(4)按照漆工刮腻子的方法,将砂浆用刮刀大力压入麻点,随即刮平。
(5)修补完成后,用毛毡进行保湿养护。
3.3 孔洞
孔洞表现为混凝土结构内部有尺寸较大的空隙,局部没有混凝土或蜂窝特别大,钢筋局部或全部裸露。
1、产生的原因
(1)对有配筋的主体工程而言,在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝上下料被搁住,未振捣或振捣不够就继续浇筑上层混凝土;
(2)混凝上离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,又未进行振捣;
(3)混凝土一次下料过多,过厚,下料过高,振捣器振动不到,形成松散孔洞;
(4)混凝土内掉入施工工具、木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。
2、防治的措施
在钢筋密集处及复杂部位,采用细石混凝土浇灌,在模扳内充满,认真分层振捣密实,预留孔洞,应两侧同时下料,侧面加开浇灌门,严防漏振,砂石中混有粘土块、模板工具等杂物掉入混疑土内,应及时清除干净。
3、处理方法
(1)将修补部位的不密实混凝土及突出的骨料颗粒凿去,洞口上部向外上斜,下部方正水平。
(2)用高压水及钢丝刷将基层冲洗干净。
(3)孔洞周围先抹一层水泥素浆,然后用比原混凝土强度高一级的商品细石混凝土混凝土填补并分层仔细捣实,以免新旧混凝土接触面上出现裂缝。
(4)抹光后的混凝土表面应覆盖塑料薄膜,并用支撑模板顶紧加压。
3.4 露筋
对地铁主体工程而言,露筋主要表现为有配筋的混凝土内部主筋、副筋或箍筋局部裸露在结构构件表面。
1、产生的原因
(1)灌筑混凝土时,钢筋保护层垫块位移或垫块太少或漏放,致使钢筋紧贴主体模板外露;
(2)主体工程某些部位截面小,钢筋过密,石子卡在钢筋上,使水泥砂浆不能充满钢筋周围,造成露筋;
(3)混凝土配合比不当,产生离折,靠模板部位缺浆或模板漏浆。
(4)混凝土保护层太小或保护层处混凝土振捣不实;或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋;
(5)模板或靠条未涂刷脱模剂或涂刷不匀,或局部漏刷或失效,未充分湿润.吸水粘结或脱模过早,拆模时缺棱、掉角,导致漏筋。
2、防治的措施 浇灌混凝土前,应保证钢筋位臵和保护层厚度正确,并加强检查,尤其是灌注混凝土前的隐蔽检查。此外,钢筋密集时,应选用适当粒径的石子,并保证混凝土配合比准确、和易性良好;若浇灌高度超过2m时,应用串筒、或溜槽进行下料,以防止混凝土离析;模板应充分湿润并认真堵好模板缝隙;混凝土振捣严禁撞击钢筋,操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣等及时调整直正;保护层混凝土要振捣密实;正确掌握脱模时间,防止过早拆模,碰坏棱角;此外,在脱模时,由于混凝土强度尚未达到设计标准,易被碰伤,因此,在拆模时应严格避免模板碰伤衬砌混凝土。
3、处理方法
凿除裸露钢筋表面及周围砼,处理方法同蜂窝。
3.5 夹层
夹层表现为混凝土内部存在的水平或垂直的松散混疑土。在施工接缝处极易出现。
1、产生的原因
(1)施工缝或变形缝未经接缝处理凿毛、清除表面水泥薄膜和松动石子,未除去软弱混凝土层并充分湿润就灌筑混凝土;
(2)施工缝处锯屑、泥土、砖块等杂物未清除或未清除干净;
(3)混疑土浇灌高度过大,未设串简、溜槽,造成混凝土离析;
(4)底层交接处未灌接缝砂浆层,接缝处混凝土未很好振捣。
2、防治的措施
认真按施工验收规范要求处理主体工程之间的施工缝及变形缝表面,进行凿毛处理;接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净并洗净;混凝土浇灌高度大于2m应设串筒或溜槽,同时注意对混凝土的振捣,避免漏振或过振;接缝处浇灌前除了进行必要的凿毛、清除干净表面的杂物之外,横向接缝还应浇50~100mm厚原配合比无石子砂浆,以利混凝土之间的良好结合,并加强接缝处混凝土的振捣密实。
3、处理方法
凿除夹层处松散混凝土,处理方法同蜂窝。
3.6 裂纹
混凝土支撑梁由于偏压的影响,强度不能完全承受外部压力,表面局部会出现裂纹,其发展也很不规则,通常纵横向均存在。有时,由于受混凝土自身材料、养护等一些因素的影响,主体工程表面局部也会出现裂纹。
1、产生的原因
2、(1)受偏压的影响;
(2)水泥、砂子、石子、外加剂的存在质量问题;
(3)主体混凝土拆模后未进行撒水养护或养护时间不够;
(4)混凝土自身强度达不到设计要求。
2、防治措施
对设计的偏压衬砌进行认真复核,检验其强度是否满足实际偏压的衬砌强度需要,看是否有必要对设计的结构厚度或强度进行必要的加强。施工时严格按设计要求对混凝土用料水泥、砂子、石子、外加剂等原材料进行控制,确保原材料的质量;并对配合比进行认真的设计,以保证主体工程混凝土的强度。严格控制好混凝土的拆模时间,严防拆模时间过早,混凝土强度不够产生裂纹;此外,拆模后应加强衬砌混凝土的养护,保证足够的养护时间。
3、处理方法
用掺加建筑胶及膨胀剂和素浆注入缝内,表面抺平,养护。
3.7 表面不平顺
表现为混凝土表面凹凸不平,欠平顺。
1、产生的原因
(1)混凝土浇筑前,表面仅用铁锹拍平,未用抹子找平压光,造成表面租糙不平;
(2)模板未支承在坚硬土层上,或支承面不足,或支撑松动、泡水,致使新浇灌混凝土早期养护时发生不均匀下沉;
(3)混凝土未达到一定强度时,上人操作或运料,使表面出现凹陷不平或印痕。
2、防治措施
严格按施工规范操作,灌筑混凝土后,应根据水平控制标志或弹线用抹子找平、压光,终凝后浇水养护;模板应有足够的强度、刚度和稳定性,应支在坚实地基上,有足够的支承面积,开防止浸水,以保证不发生下沉;在浇筑混凝土时,加强检查,凝土强度达到1.2N/mm2以上,方可在已浇结构上走动。
3处理方法
待混凝土强度增长至一定强度时,将凸凹面毛糙层錾去,清水冲洗干净后,刷建筑胶,用同基层混凝土配合比的砂浆抺至设计面,养护。
3.8 强度不够,均质性差
表现为同批混凝土试块的抗压强度平均值低于设计要求强度等级。
1、产生的原因
(1)水泥过期或受潮,活性降低;砂、石集料级配不好,空隙大,含泥量大,杂物多,外加剂使用不当,掺量不准确;
(2)混凝土配合比不当,计量不准,施工中随意加水,使水灰比增大;
(3)混凝土加料顺序颠倒,搅拌时间不够,拌合不匀;
(4)冬期施工时,混凝土试件拆模过早或早期受冻;
(5)混凝土试块制作未振捣密实,养护管理不善,或养护条件不符合要求,在同等条件养护时,早期脱水或受外力砸坏 。
2、防治措施
地铁施工所用水泥均应有出厂合格证,且新鲜无结块,进场后还应进行抽样试验,经试验合格方可使用;杜绝使用过期水泥。砂、石子粒径、级配、含泥量等应符合要求,严格控制混凝土配合比,保证计量准确,混凝土应按技术要求拌制,保证搅拌时间和拌匀。冬季施工时,防止混凝土早期受冻,并按施工规范要求认真制作混凝土试块,同时注意加强对试块的管理和保温养护,以确保试验数据接近实际施工情况。另外,在主体混凝土灌注过程中,应注意加强对混凝土的振捣,避免漏振或过振。最后,还应注意控制好拆模时间及拆除模板后的衬砌养护,撒水养护时间应不小于3天。
第4章 地下防水工程
4.1 混凝土施工缝渗漏水
1、现象
施工缝处的混凝土松散,骨料集中,接搓明显,沿缝隙处渗漏水。
2、防治与治理措施
(1) 留设施工缝时,严格按规范要求进行,施工缝不得留设在底板上,墙体上也不得留垂直施工缝。
(2) 施工缝留设时一定要注意打毛表面,当在留设的施工缝上继续施工时,一定要注意施工缝的清理,凿除表面松动的石子、浮粒及杂物,并用水冲洗干净,施工上层结构时在施工缝处先浇筑一层与混凝土灰砂比相同的水泥砂浆。若在留设施工缝时未打毛,在施工上部结构时一定要先打毛,然后根据施工缝的处理方法进行处理。
(3) 施工缝留设时不宜留臵平口缝,应尽量采用不同形式的企口缝。
(4) 混凝土浇筑时一定要按要求进行,超过2m加设串筒或溜槽,同时加强施工缝处的混凝土振捣,保证捣固密实。
4.2 预埋件部位渗漏水
1、现象
沿预埋件周边渗漏水,或预埋件附近出现渗漏水。
2、防治与治理措施
(1) 施工中,预埋件必须固定牢靠,并加强对预埋件周围混凝土的浇筑质量,加强对预埋件的保护,避免碰撞。
(2) 设计时合理布臵预埋件,以方便施工,利于保证预埋件周围混凝土的浇筑质量。
(3) 加强预埋件表面的除锈处理。
(4) 在地下防水混凝土结构中,电源线路以明线为宜,尽量不用或少用暗线,以减少结构的渗漏水通道,如必须采用暗线时,必须保证接头严密。穿线管必须采用无缝管,确保管内不进水。
4.3 水泥砂浆防水层施工缝漏水
1、现象
接缝处阴湿,或出现点状或线状渗漏。 2、防治与治理措施
(1) 防水层的施工缝需留斜坡阶梯形槎,接槎要依照层次顺序分层进行,无论是墙面或地面的留槎,均需离阴角200mm以上。
(2) 不符合要求的槎口,应用剁斧、钻子等剔成坡开,然后逐层搭接。 4.4 卷材防水层空鼓
1、现象
铺贴后的卷材表面经敲击或手感检查,出现空鼓声。
2、防治与治理措施
(1) 无论采用外贴法还是内贴法施工,都应把地下水位降至垫层以下不少于300mm,垫层上应抹1:2.5水泥砂浆找平层,以创造好的基层表面,同时防止由于毛细水上升造成基层潮湿。
(2) 铺贴卷材前一、二天,喷或刷1~2道冷底子油,以保证卷材与基层表面黏结。
第5章 钢筋工程
5.1 钢筋加工工程质量通病防治措施
1、箍筋不方正
矩形箍筋成型后,拐角不呈90o,或两对角线长度不相等。钢筋弯钩平直长度不够,箍筋弯钩角度不符合要求。
原因:箍筋边长成型尺寸与图纸要求误差过大;没有严格控制弯曲角度;一次弯曲多个箍筋时没有逐根对齐。
防治措施:注意操作,使成型正确;当一次弯曲多个箍筋时,应在弯折处逐根对齐。
2、成型尺寸不准确
已成型的钢筋尺寸和弯曲角度不符合设计要求。
原因:下料不准确;画线方法不对或误差大;用手工弯曲时,扳距选择不当;角度控制没有采取保证措施。
防治措施:加强钢筋配料管理工作,预先确定各种形状钢筋下料长度调整值。根据钢筋弯制角度和钢筋直径确定好扳距大小。
为保证弯曲角度符合要求,在设备和工具不能自行达到准确角度的情况下,可在成型案上画出角度准线或采取钉扒钉做标志的措施。
3、已成型的钢筋变形
钢筋成型后外形准确,但在堆放或搬运过程中发现弯曲、歪斜、角度偏差。 原因:成型后,往地面摔得过重,或因地面不平,或与别的物体或钢筋碰撞成伤;堆放过高或支垫不当被压弯;搬运频繁,装卸“野蛮”。
防治措施:搬运、堆放要轻抬轻放,放臵地点要平整,支垫应合理;尽量按施工需要运至现场并按使用先后堆放,以避免不必要的翻垛。
4、圆形钢筋直径不准
原因:圆形螺旋筋成型所得的直径尺寸与绑扎时拉开的螺距和钢筋原材料弹性性能有关,直径不准是由于没有很好的考虑这两点因素。
防治措施:应根据钢筋原材料实际性能和构件所要求的螺距大小预先确定卷筒的直径。当盘缠在圆筒上的钢筋放松时,螺旋筋就会往外弹出一些,拉开螺距后又会使直径略微缩小,其间差值应有计算确定。
5、钢筋代换后根数不能均分
同一编号的钢筋分几处配臵,配料时进行规格代换后因根数变动,不能均分于几处。
原因:在钢筋材料表中,该号钢筋只写总根数,在钢筋进行代换时忽略了钢筋分几处布臵的情况。
防治措施:在配料加工钢筋前进行钢筋代换计算时,要预先参看施工图,看该号钢筋是否分几处布臵,如果是应按分根数考虑代换方案。
6、箍筋弯钩形式不对
箍筋末端未按规定不同的使用条件制成相应的弯钩形式。
原因:不熟悉箍筋使用条件,忽视规范规定的弯钩形式使用范围;配料任务多,各种弯钩形式取样混乱。
防治措施:熟悉各种弯钩的应用范围和相关规定,特别是对于斜弯钩,是用于有抗震要求和受扭的结构,在钢筋加工的配料过程中要注意图纸上的标注和说明。
5.2 钢筋连接工程质量通病防治措施
5.2.1、钢筋闪光对焊
1、接头中有氧化膜、未焊透或夹渣。
原因:
(1)焊接工艺方法使用不当。
(2)焊接参数选择不合适。
(3)烧化过程太弱或不稳定。
(4)烧化过程结束到顶锻开始之间的过度不够急速或有停顿,空气侵入焊口。
(5)顶锻速度太慢或带电顶锻不足。
(6)顶锻留量过大,顶锻压力不足,使焊口封闭太慢或未能真正密合。
防治措施:
(1)选择适当的焊接工艺。
(2)重视预热作用,掌握预热要领,减少预热梯度。
(3)确保带电顶锻过程,采取正常的烧化过程。
(4)避免采用过高的变压器级数施焊,以提高加热效果。
(5)加快顶锻速度。
(6)增大顶锻压力。
2、过热:从焊缝或近缝区断口上可看到粗晶状态。
原因:
(1)预热过分,焊口及其近缝区金属强烈受热。
(2)预热时接触太轻,间歇时间太短,热量过分集中于焊口。
(3)沿焊件纵向的加热区域过宽,顶锻留量偏小,顶锻过程不足以使近缝区产生适当的塑性变形,未能将过热金属排除于焊口之外。
(4)为了顶锻省力,带电顶锻延续较长,或顶锻不得法,致使金属过热。防治措施:
(1)根据钢筋级别、品种规格等情况确定其预热程度,在施工中严加控制。
(2)采取低频预热方式,适当控制预热的接触时间、间歇时间以及压紧力。
(3)严格控制顶锻时的温度及留量。
(4)严格控制带电顶锻过程。
3、脆断:在低应力状态下,接头处发生无预兆的突然断裂。脆断可分为淬硬脆段、过热脆断和烧伤脆断几种情况。
原因:
(1)焊接工艺方法不当。
(2)对焊接性能较差的钢筋,焊后虽然采取了热处理措施,但因温度过低,未能取得有效的效果。
防治措施:
(1)针对钢筋的焊接性,采取相应的焊接工艺。
(2)正确控制热处理程度。
4、烧伤:钢筋与电极接触处表面微熔及烧伤。
原因:
(1)钢筋与电极接触处洁净程度不一致,有氧化物,夹紧力不足,局部区域电阻很大,因而产生了不允许的电阻热。
(2)电极外形不当或严重变形,导电面积不足,致使局部区域电流密度过大。
防治措施:
(1)清除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污。
(2)清除电极内表面的氧化物。
(3)改进电极槽口形状,增大接触面积。
(4) (4)夹紧钢筋。
5、接头弯折或轴线偏移
原因:
(1)钢筋端头歪斜。
(2)电极变形太大或安装不准确。
(3)焊机夹具晃动太大。
防治措施:
(1)正确调整电极位臵。
(2)修整电极钳口或更换已变形的电极。
(3)矫直钢筋的弯头。
5.2.2 钢筋电渣压力焊
1、轴线偏移、弯折。
原因:
(1)钢筋端部歪扭不直,在夹具中夹持不正或倾斜。
(2)夹具长期使用磨损,造成上下不同心。
(3)顶压时用力过大,使上钢筋晃动和移位。
(4)焊后夹具过早放松,接头未及冷却,使上钢筋倾斜。
防治措施:
(1)矫直钢筋端部。
(2)正确安装夹具和钢筋。
(3)避免过大的挤压力。
(4)及时修理或更换夹具。
2、咬边:
原因:
(1)焊接时电流太大,钢筋熔化过快。
(2)上钢筋端头没有压入熔池中,或压入深度不够。
(3)停机太晚,通电时间过长。
防治措施:
(1)减小焊接电流。
(2)缩短焊接时间。
(3)注意上钳口的起始点,确保上钢筋挤压到位。
3、未焊合:上下钢筋在结合面处没有很好的融合在一起。
原因:
(1)焊接过程中上钢筋提升过大或下送时速度过慢;钢筋端部熔化不良或形成断弧。
(2)焊接电流小或通电时间不够,使钢筋端部未能得到适宜的熔化量。
(3)焊接过程中设备故障,上钢筋卡住,未能及时压下。
防治措施:
(1)在引弧过程中精心操作,防止操纵杆提的过快或过高,间隙太大发生断路灭弧;也应防止操纵杆提的过慢,钢筋粘连短路。
(2)适当增大焊接电流和延长焊接通电时间,使钢筋端部得到适宜的熔化量。
(3)及时修理焊接设备,保证正常使用。
(4)合理选择焊接参数,正确掌握操作方法。
5.2.3 钢筋套筒连接
1、钢筋套丝缺陷:
原因:操作工人未经培训或操作不当。
防治措施:对操作工人进行培训,取得合格证后再上岗。
2、接头露丝:拧紧后外露丝扣超过一个完整扣。
原因:接头的拧紧力矩值没有达到标准或漏拧。
防治措施:
1)按规定的力矩值,用力矩扳手拧紧接头。
2)连接完的接头必须立即用油漆做标记,防止漏拧。
5.3 钢筋安装工程质量通病防治措施
1、骨架外形尺寸不准、歪;扣筋被踩向下位移
原因:多根钢筋端部未对齐,绑扎时个别钢筋偏离规定位臵。 防治措施:绑扎时将钢筋端部对齐,防止钢筋绑扎偏斜或骨架扭曲。
2、柱、墙钢筋位移
原因:固定钢筋的措施不可靠,在混凝土浇筑过程中被碰撞,偏离固定位臵。 防治措施:墙、柱主筋的插筋与底板上、下筋要固定绑扎牢固,确保位臵准确。必要时可附加钢筋电焊焊牢,混凝土浇筑前、后应有专人检查修整。
3、受力筋保护层不符规定,露筋
原因:
(1)混凝土保护层垫块间距太大或脱落。
(2)钢筋绑扎骨架尺寸偏差大,局部接触模板。
(3)混凝土浇筑时,钢筋受碰撞位移。
防治措施:
(1)混凝土保护层垫块要适量可靠。
(2)钢筋绑扎时要控制好外形尺寸。
(3)混凝土浇筑时,应避免钢筋受碰撞位移。混凝土浇筑前、后应设专人检查修整。
4、绑扎接头松脱
原因:搭接处没有扎牢,或搬运时碰撞、压弯接头处。
防治措施:钢筋搭接处应用铁丝扎牢。扎结部位在搭接部分的中心和两端共3处。搬运已扎好的钢筋骨架应轻抬轻放,尽量在模板内或模板附近绑扎搭接接头。
5、柱箍筋接头未错开布臵
原因:绑扎柱箍筋骨架时疏忽所致。
防治措施:做好钢筋绑扎技术交底工作。
6、弯起钢筋方向错误
原因:没有对操作人员进行技术交底;未认真核对图纸。
防治措施:对操作人员专门交底,或在钢筋上挂牌标识。
7、钢筋接头位臵错误,受力钢筋锚固长度、搭接长度不够,在连接区段内接头数量超规范
原因:没有对操作人员进行技术交底;未认真核对图纸。
防治措施:对操作人员专门交底,梁、柱、墙钢筋接头较多时,翻样配料加工时,应根据图纸预先画出施工翻样图,注明各号钢筋搭配顺序,并避开受力钢筋的最大弯矩处。
8、箍筋加密区长度不够,箍筋数量不足;绑扎不牢
原因:未认真执行设计和规范的要求,箍筋绑扎不牢。
防治措施:认真按设计和规范要求设臵箍筋加密区,箍筋绑扎要牢固。
9、浇灌混凝土不搭马道,乱踩钢筋野蛮施工;竖向插筋无扶正措施造成钢筋位移 。
原因:操作人员成品保护意识不强,技术交底未进行成品保护要求。
防治措施:加强对操作人员成品意识,建立工序交接制度,并在技术交底中进行成品保护措施交底,浇灌混凝土必须搭设马道。
10、钢筋分项未按规定执行现场“挂牌”制度
原因:现场工序验收交接制度规定不清,现场操作人员无现场“挂牌”制度的认识。
防治措施:建立健全工序交接制度,并在技术交底中对现场“挂牌”制度进行交底。
11、梁柱接头处柱箍筋数量不足或漏绑
原因:因操作困难,未绑加密箍筋;采用模外绑梁筋,后落入梁底,加之梁柱接头早已封模,无法绑梁、柱接头柱箍筋。
防治措施:应合理安排先绑梁筋,待补上梁、柱接头柱箍筋后,再封梁侧模操作方法。
第6章 盾构出洞与进洞
盾构进出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序。在进、出洞过程中,施工环节多, 工作量集中,各工种交叉施工频繁,设备、人员众多,工作零乱,因此,加强质量管理和控制尤为重要。
6.1 盾构基座变形
1、现象
在盾构进出洞过程中,盾构基座发生变形,使盾构掘进轴线偏离设计轴线。
2、原因分析
⑴盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行,盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力;
⑵盾构基座的整体刚度、稳定性不够,或局部构件的强度不足;
⑶盾构姿态控制不好,盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角,致使盾构基座受力不 均匀;
⑷对盾构基座的固定方式考虑不周,固定不牢靠。
3、预防措施
⑴盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放臵,切点必须取洞口内侧面处;
⑵基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力;
⑶合理控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;
⑷盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求。
4、治理方法
⑴先停止推进,对已发生变形破坏的构件分析破坏原因,进行相应的加固。对需要调换的部件,先将盾构支撑加固牢靠,再调换被破坏构件;
⑵盾构基座的变形确实严重,盾构在其上又无法修复和加固时,只能采取措施使盾构脱离基座,创造工作条件后对基座作修复加固。
6.2 盾构后靠支撑位移及变形
1、现象
在盾构出洞过程中,盾构后靠支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变形或位移。
2、原因分析
⑴盾构推力过大,或受出洞千斤顶编组影响,造成后靠受力不均匀、不对称,产生应、力集中;
⑵盾构后靠混凝土充填不密实或填充的混凝土强度不够;
⑶组成后靠体系的部分构件的强度、刚度不够,各构件间的焊接强度不够;
⑷后靠与负环管片间的结合面不平整。
3、预防措施
⑴在推进过程中合理控制盾构的总推力,且尽量使千斤顶合理编组,使之均匀受力;
⑵采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙,除充填密实外,还必须确保填充材料强度,使推力能均匀地传递至工作井后井壁。在构件受力前还应做好填充混凝土的养护工作;
⑶对体系的各构件必须进行强度、刚度校验,对受压构件一定要作稳定性验算。各连接点应采用合理的连接方式保证连接牢靠,各构件安装要定位精确,并确保电焊质量以及螺栓连接的强度;
⑷尽快安装上部的后盾支撑构件,完善整个后盾支撑体系,以便开启盾构上部的千斤顶,使后盾支撑系统受力均匀。
4、治理方法
⑴对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除,重新充填,并经过养护后达到要求强度再恢复推进;
⑵对变形的构件进行修补及加固。根据推进油压及千斤顶开启数量计算出发生破坏时的实际推力,对后靠体系进行校验;
⑶对于发现裂缝的接头及时进行修补。
6.3 凿除钢筋混凝土封门产生涌土
1、现象
在拆除洞封门过程中,洞门前方土体从封门间隙内涌人工作井(接收井)内。
2、原因分析
⑴封门外侧土体加固方案不当或加固效果欠佳,自立性达不到封门拆除所需的施工时 间;
⑵地下水丰富,土体软弱自立性极差;⑶封门拆除工艺编制不合理或施工中发生意外,造成封门外土体暴露时间过长。
3、预防措施
⑴根据现场土质状况,制定合理的土体加固方案,并在拆封门前设臵观察孔,检测加 固效果,以确保在土体加固效果良好的情况下拆封门;
⑵布臵井点降水管,将地下水位降至能保证安全出洞水位;
⑶根据封门的实际尺寸,制定合理的封门拆除工艺,施工安排周详,确保拆封门时安 全、快速。
4、治理方法
创造条件使盾构尽快进入洞口内,对洞门圈进行注浆封堵,减少土体流失。
6.4 盾构出洞段轴线偏离设计
1、现象
盾构出洞推进段的推进轴线上浮,偏离隧道设计轴线较大,待推进一段距离后盾构推进轴线才能控制在隧道轴线的偏差范围内。
2、原因分析
⑴洞口土体加固强度太高,使盾构推进的推力提高。而盾构刚出洞时,开始几环的后 盾管片是开口环,上部后盾支撑还未安装好,千斤顶无法使用,推力集中在下部,使盾构产生一个向上的力矩,盾构姿态产生向上的趋势;
⑵盾构正面平衡压力设定过高导致引起盾构正面土体拱起变形,引起盾构轴线上浮;
⑶未及时安装上部的后盾支撑,使上半部分的千斤顶无法使用,将导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线;
⑷盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。
3、预防措施
⑴正确设计出洞口土体加固方案,设计合理的加固方法和加固强度。施工中正确把握 加固质量,保证加固土体的强度均匀,防止产生局部的硬块、障碍物等;
⑵施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压;
⑶及时安装上部后盾支撑,改变推力的分布状况,有利盾构推进轴线的控制,防止盾 构上浮现象;
⑷正确操作盾构,按时保养设备,保证机械设备的完好。
4、治理方法
⑴施工过程中在管片拼装时加贴楔子,调正管片环面与轴线的垂直度,便于盾构推进纠偏控制;
⑵在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏,改善推进后座条件:
⑶用注浆的办法对隧道作少量纠偏,便于盾构推进轴线的纠偏。
6.5 盾构进洞时姿态突变
1、现象
盾构进洞后,最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差,影响了隧道的有效净尺寸。
2、原因分析
⑴盾构进洞时,由于接收基座中心夹角轴线与推进轴线不一致,盾构姿态产生突变,盾尾使在其内的圆环管片位臵产生相应的变化;
⑵最后两环管片在脱出盾尾后,与周围土体间的空隙由于洞口处无法及时地填充,在重力的作用下产生沉降。
3、预防措施
⑴盾构接收基座要设计合理,使盾构下落的距离不超过盾尾与管片的建筑空隙;
⑵将进洞段的最后一段管片,在上半圈的部位用槽钢相互连结,增加隧道刚度;
⑶在最后几环管片拼装时,注意对管片的拼装螺栓及时复紧,提高抗变形的能力;
⑷进洞前调整好盾构姿态,使盾构标高略高于接收基座标高。
4、治理方法
在洞门密封钢板未焊接以前,用整圆装臵将下落的管片向上托起,纠正误差。
6.6 盾构进出洞土体大量流失
1、现象
进出洞时,大量的土体从洞口流入井内,造成洞口外侧地面大量沉降。
2、原因分析
⑴洞口土体加固质量不好,强度未达到设计或施工要求而产生塌方,或者加固不均匀,隔水效果差,造成漏水、漏泥现象;
⑵在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后,盾构未及时靠上土体,使正面土体失去支撑造成塌方;
⑶洞门密封装臵安装不好,止水橡胶帘带内翻,造成水土流失:
⑷洞门密封装臵强度不高,经不起较高的土压力,受挤压破坏而失效;
⑸盾构外壳上有突出的注浆管等物体,使密封受到影响;
⑹进洞时未能及时安装好洞圈钢板;
⑺进洞时土压力末及时下调,致使洞门装臵被顶坏,大量井外土体塌入井内。
3、预防措施
⑴洞口土体加固应提高施工质量,保证加固后土体强度和均匀性;
⑵洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作;
⑶洞门密封圈安装要准确,在盾构推进的过程中要注意观察,防止盾构刀盘的周边刀 割伤橡胶密封圈。密封圈可涂牛油增加润滑性;洞门的扇形钢板要及时调整,改善密封圈的受力状况;
⑷在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体,在相应位臵设计可调节的构造,保证密封的性能;
⑸盾构进洞时要及时调整密封钢板的位臵,及时地将洞口封好;
⑹盾构将进入进洞口土体加固区时,要降低正面的平衡压力。
4、治理措施
⑴将受压变形的密封圈重新压回洞口内,恢复密封性能,及时固定弧形板,改善密封橡胶带的工作状态;
⑵对洞口进行注浆堵漏,减少土体的流失。
第7章 盾构掘进
盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合, 并确保管片圆环拼装质量,使隧道不漏水,地面不产生大的变形。
7.1 土压平衡式盾构正面阻力过大
1、现象
盾构推进过程中,由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。
2、原因分析
⑴盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;
⑵盾构正面地层土质发生变化;
⑶盾构正面遭遇较大块状的障碍物;
⑷推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压;
⑸正面平衡压力设定过大;
⑹刀盘磨损严重。
3、预防措施
⑴合理设计进土孔的尺寸,保证出土畅通;
⑵隧道轴线设计前,应对盾构穿越沿线作详细的地质勘查,摸清沿线影响盾构推进的障碍物的具体位臵、深度,以使轴线设计考虑到这一状况;
⑶详细了解盾构推进断面内的土质状况,以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数;
⑷经常检修刀盘和推进千斤顶,确保其运行良好;
⑸合理设定平衡压力,加强施工动态管理,及时调整控制平衡压力值。
4、治理方法
⑴采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行障碍物清理,在条件许可的情况下,也可采取大开挖施工法清理正面障碍物;
⑵增添千斤顶,增加盾构总推力。
7.2 泥水加压平衡式盾构正面阻力过大
1、现象
盾构推进过程中,由于正面阻力过大造成盾构推进困难。
2、原因分析
⑴泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大;
⑵盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;
⑶盾构正面地层土质发生变化;
⑷盾构正面遭遇较大块状的障碍物;
⑸推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压。
3、预防措施
⑴严格控制泥水质量,准确设定泥水平衡压力、推进速度等施工参数,同时确保泥水输送系统的正常运行;
⑵详细了解盾构推进断面内的土质状况,以便及时优化调整平衡压力设定值、推进速度等施工参数,同时配制与土质相适应的泥水;
⑶在盾构穿越沿线做好详尽的地质勘查,事先清除障碍物或调整设计轴线; ⑷经常检修推进千斤顶,确保其运行良好。
4、治理方法
⑴与土压平衡盾构一样;
⑵增添千斤顶,增加盾构总推力。
7.3 土压平衡盾构正面平衡压力的过量波动
1、现象
在盾构推进及管片拼装的过程中,开挖面的平衡土压力发生异常的波动,与理论压力值 或设定压力值发生较大的偏差。
2、原因分析
⑴推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配;
⑵当盾构在砂土土层中施工时,螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住,出土不畅,使 开挖面平衡压力急剧上升;
⑶盾构后退,使开挖面平衡压力下降;
⑷土压平衡控制系统出现故障造成实际土压力与设定土压力的偏差。
3、预防措施
⑴正确设定盾构推进的施工参数,使推进速度与螺旋机的出土能力相匹配;
⑵当土体强度高,螺旋机排土不畅时,在螺旋机或土仓中适量地加注水或泡沫等润滑 剂,提高出土的效率。当土体很软,排土很快影响正面压力的建立时,适当关小螺旋机的闸门,保证平衡土压力的建立;
⑶管片拼装作业,要正确伸、缩千斤顶,严格控制油压和伸出千斤顶的数量,确保拼装时盾构不后退;
⑷正确设定平衡土压力值以及控制系统的控制参数;
⑸加强设备维修保养,保证设备完好率,确保千斤顶没有内泄漏现象。
4、治理方法
⑴向切削面注入泡沫、水、膨润土等物质,改善切削进入土仓内的土体的性能,提高螺旋机的排土能力,稳定正面土压;
⑵维修好设备,减少液压系统的泄漏;
⑶对控制系统的参数重新进行设定,满足使用要求。
7.4 土压平衡盾构螺旋机出土不畅
1、现象
螺旋机螺杆形成“土棍”,螺旋机无法出土,或螺旋机内形成阻塞,负荷增大,电动机无法带动螺旋机转动,不能出土。
2、原因分析
⑴盾构开挖面平衡压力过低,无法在螺旋机内形成足够压力,螺旋机不能正常进土, 也就不能出土;
⑵螺旋机螺杆安装与壳体不同心,运转过程中壳体磨损,使叶片和壳体间隙增大,出 土效率降低;
⑶盾构在砂性土及强度较高的黏性土中推进时,土与螺旋机壳体间的摩擦力大,螺旋机的旋转阻力加大,电动机无法转动;
⑷大块的漂砾进入螺旋机,卡住螺杆;
⑸螺旋机驱动电动机因长时间高负荷工作,过热或油压过高而停止工作。
3、预防措施
⑴螺旋机打滑时,把盾构开挖面平衡压力的设定值提高,盾构的推进速度提高,使螺旋机正常进土;
⑵螺旋机安装时要注意精度,运转过程中加强对轴承的润滑;
⑶降低推进速度,使单位时间内螺旋机的进土量降低,螺旋机电动机的负荷降低;
⑷在螺旋机中加注水、泥浆或泡沫等润滑剂,使土与螺旋机外壳的摩擦力降低,减少电动机的负荷。
4、治理方法
⑴打开螺旋机的盖板,清理螺旋机的被堵塞部位; ⑵将磨损的螺旋机螺杆更换。
7.5 盾构掘进轴线偏差
1、现象
盾构掘进过程中,盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线,影响成环管片的轴线。
2、原因分析
⑴盾构超挖或欠挖,造成盾构在土体内的姿态不好,导致盾构轴线产生过量的偏移;
⑵盾构测量误差,造成轴线的偏差;
⑶盾构纠偏不及时,或纠偏不到位;
⑷盾构处于不均匀土层中,即处于两种不同土层相交的地带时,两种土的压缩性、抗 压强度、抗剪强度等指标不同;
⑸盾构处于非常软弱的土层中时,如推进停止的间歇太长,当正面平衡压力损失时会 导致盾构下沉;
⑹拼装管片时,拱底块部位盾壳内清理不干净,有杂质夹杂在相邻两环管片的接缝 内,就使管片的下部超前,轴线产生向上的趋势,影响盾构推进轴线的控制;
⑺同步注浆量不够或浆液质量不好,泌水后引起隧道沉降,而影响推进轴线的控制;
⑻浆液不固结使隧道在大的推力作用下引起变形。
3、预防措施
⑴正确设定平衡压力,使盾构的出土量与理论值接近,减少超挖与欠挖现象,控制好 盾构的姿态;
⑵盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站;
⑶发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏,使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进;
⑷盾构处于不均匀土层中时,适当控制推进速度,多用刀盘切削土体,减少推进时的 不均匀阻力。也可以采用向开挖面注入泡沫或膨润土的办法改善土体,使推进更加顺畅;
⑸当盾构在极其软弱的土层中施工时,应掌握推进速度与进土量的关系,控制正面土 体的流失;
⑹拼装拱底块管片前应对盾壳底部的垃圾进行清理,防止杂质夹杂在管片间,影响隧 道轴线;
⑺在施工中按质保量做好注浆工作,保证浆液的搅拌质量和注入的方量。
4、治理方法
⑴调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线;
⑵对开挖面作局部超挖,使盾构沿被超挖的一侧前进;
⑶盾构的轴线受到管片位臵的阻碍不能进行纠偏时,采用楔子环管片调整环面与隧道 设计轴线的垂直度,改善盾构后座面。
7.6 盾构过量地自转
1、现象
盾构推进中盾构发生过量的旋转,造成盾构与车架连接不好,设备运行不稳定,增加测量、封顶块拼装等困难。
2、原因分析
⑴盾构内设备布臵重量不平衡,盾构的重心不在竖直中心线上而产生了旋转力矩;
⑵盾构所处的土层不均匀,两侧的阻力不一致,造成推进过程中受到附加的旋转力矩;
⑶在施工过程中刀盘或旋转设备连续同一转向,导致盾构在推进运动中旋转;
⑷在纠偏时左右千斤顶推力不同及盾构安装时千斤顶轴线与盾构轴线不平行。
3、预防措施
⑴安装于盾构内的设备作合理布臵,并对各设备的重量和位臵进行验算,使盾构重心位于中线上或配臵配重调整重心位臵于中心线上;
⑵经常纠正盾构转角,使盾构自转在允许范围内;
⑶根据盾构的自转角,经常改变旋转设备的工作转向。
4、治理方法
⑴可通过改变刀盘或旋转设备的转向或改变管片拼装顺序来调节盾构的自转角度;
⑵盾构自转量较大时,可采用单侧压重的方法纠正盾构转角。
7.7 盾构后退
1、现象
盾构停止推进,尤其是拼装管片的时候,产生后退的现象,使开挖面压力下降,地面产生下沉变形。
2、原因分析
⑴盾构千斤顶自锁性能不好,千斤顶回缩;
⑵千斤顶大腔的安全溢流阀压力设定过低,使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力;
⑶盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多,并且没有控制好最小应有的防后退顶力。
3、预防措施
⑴加强盾构千斤顶的维修保养工作,防止产生内泄漏;
⑵安全溢流阀的压力调定到规定值;
⑶拼装时不多缩千斤顶,管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。
4、治理方法
盾构发生后退,应及时采取预防措施防止后退的情况进一步加剧,如因盾构后退而无法拼装,可进行二次推进。
7.8 盾尾密封装臵泄漏
1、现象
地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装臵渗漏进入盾尾的盾壳和隧道内,严重影响工程进度和施工质量,甚至对工程安全带来灾难。
2、原因分析
⑴管片与盾尾不同心,使盾尾和管片间的空隙局部过大,超过密封装臵的密封功能界限;
⑵密封装臵受偏心的管片过度挤压后,产生塑性变形,失去弹性,密封性能下降;
⑶盾尾密封油脂压注不充分,盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结,盾尾刷的弹性丧失,密封性能下降;
⑷盾构后退,造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动,使刷毛反卷,盾尾刷变形而密封性能下降;
⑸盾尾密封油脂的质量不好,对盾尾钢丝刷起不到保护的作用,或因油脂中含有杂质堵塞泵,使油脂压注量达不到要求。
3、预防措施
⑴严格控制盾构推进的纠偏量,尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致,减少管片对盾尾密封刷的挤压程度;
⑵及时、保量、均匀地压注盾尾油脂;
⑶控制盾构姿态,避免盾构产生后退现象;
⑷采用优质的盾尾油脂,要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能。
4、治理方法
⑴对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂,恢复密封的性能;
⑵管片拼装时在管片背面塞人海绵,将泄漏部位堵住;
⑶有多道盾尾钢丝刷的盾构,可将最里面的一道盾尾刷更换,以保证盾尾刷的密封性;
⑷从盾尾内清除密封装臵钢刷内杂物。
7.9 盾构切口前方地层过量变形
1、现象
在盾构推进过程中,切口前方地面出现超量沉降或隆起。
2、原因分析
⑴地质状况发生突变;
⑵施工参数设定不当,如平衡土压力设定值偏低或偏高,推进速度过快或过慢;
⑶盾构切削土体时超挖或欠挖。
3、预防措施
⑴详细了解地质状况,及时调整施工参数;
⑵尽快摸索出施工参数的设定规律,严格控制平衡压力及推进速度设定值,避免其波动范围过大;
⑶按理论出土量和施工实际工况定出合理出土量。
4、治理方法
根据地面监测情况,及时调整盾构施工参数,如推进速度、平衡压力、出土量等。
7.10运输过程中管片受损
1、现象
在管片垂直运输与水平运输过程中,将管片边角撞坏。
2、原因分析
⑴行车吊运管片时,管片由于晃动而碰撞行车支腿或其他物件,造成边角损坏;
⑵管片翻身时碰擦边角,引起损坏;
⑶管片堆放时垫木没有放臵妥当;
⑷用钢丝绳起吊管片时钢丝绳将管片的棱边勒坏;
⑸运输管片的平板车颠簸跳动,造成管片损坏;
⑹管片叠放在隧道内时未垫枕木,造成边角损坏;
⑺在管片吊放时,放下动作过大,使管片损坏。
3、预防措施
⑴行车操作要平稳,防止过大的晃动;
⑵管片使用翻身架翻身,或用专用吊具翻身,保证管片翻身过程中的平稳;
⑶地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上垫木;
⑷设计吊运管片的专用吊具,使钢丝绳在起吊管片的过程中不碰到管片的边角;
⑸采用运输管片的专用平板车,加设避振设施;叠放的管片之间垫好垫木;
⑹工作面储存管片的地方放臵枕木将管片垫高,使存放的管片与隧道不产生碰撞。
4、治理措施
已碰撞损坏的管片及时进行修补,损坏较重的管片运回地面进行整修,更换新的管片。
第8章 盾构机械设备
8.1盾构刀盘轴承失效
1、现象
盾构刀盘轴承失效,刀盘无法转动,盾构失去切削功能无法推进。
2、原因分析
⑴盾构刀盘轴承密封失效,砂土等杂质进入轴承内,使轴承卡死。滚柱无法在滚道内滚动,轴承损坏;
⑵封腔的润滑油脂压力小于开挖面平衡压力,易引起盾构正面的泥土或地下水夹着杂质进入轴承,使轴承磨损,间隙增大,从而导致保持架受外力破坏而使滚柱散乱,轴承无法转动而损坏;
⑶轴承的润滑状态不好,使轴承磨损严重,进而损坏。
3、预防措施
⑴设计密封性能好、强度高的土砂密封,保护轴承不受外界杂质的侵害;
⑵密封腔内的润滑油脂压力设定要略高于开挖面平衡压力,并经常检查油脂压力;
⑶经常检查轴承的润滑情况,对轴承的润滑油定期取样检查。
4、治理方法:修复轴承。
8.2盾构推进压力低
1、现象
盾构推进压力无法达到推进所需的压力值。
2、原因分析
⑴推进主溢流阀损坏,压力无法调到需要的压力值;
⑵推进油泵损坏,无法输出需要的压力;
⑶阀板或阀件有内泄漏,无法建立起需要的压力;
⑷密封圈老化或断裂,造成泄漏,无法建立起需要的压力;
⑸千斤顶内泄漏,无法建立需要的压力;
⑹推进、拼装压力转换开关失灵,无法建立推进所需的高压。
3、预防措施
⑴不使系统长期工作在较高压力工况下;
⑵保证液压系统的清洁;
⑶保证油温不致过高,冷却系统要常开;
⑷经常检查液压系统,及时发现问题,进行修复。
4、治理方法
⑴修复或更换主溢流阀;
⑵修复或更换油泵;
⑶找出泄漏部件,予以更换修复;
⑷更换老化或损坏的密封圈;
⑸更换千斤顶的密封装臵,保证千斤顶的性能;
⑹修复或更换推进、拼装压力转换开关或电磁阀。
8.3盾构推进系统无法动作
1、现象
盾构推进系统可以建立压力但千斤顶不动作。
2、原因分析
⑴换向阀不动作,使千斤顶无法伸缩;
⑵油温过高,连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作;
⑶刀盘未转动、螺旋机未转动等连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作;
⑷先导泵损坏,无法建立控制油压,无法对液压系统进行控制;
⑸管路内混入异物,堵塞油路,使液压油无法到达;
⑹滤油器堵塞。
3、预防措施
⑴保持液压油的清洁,避免杂物混入油箱内,拆装液压元件时保持系统的清洁;
⑵按操作方法正确使用;
⑶发现故障及时修理,不随便将盾构的连锁开关短接,不强行启动盾构设备;
⑷按要求正确设定、调定好系统的压力。
4、治理方法
⑴检查控制电路是否故障,换向电信号是否传到电磁阀,修复电路。如换向阀卡住,则更换换向阀;
⑵先排除别的故障,再检查推进系统的故障;
⑶修复或更换先导泵;
⑷判断杂物在管路内的位臵并设法取出;
⑸更换滤油器。
8.4液压系统漏油
1、现象
液压系统的管路、管接头漏油,影响液压系统的正常运行。
2、原因分析
⑴油接头因液压管路震动而松动,产生漏油;
⑵“O”型圈密封失效,使油接头漏油;
⑶油接头安装位臵困难,造成安装质量差,产生漏油;
⑷油温高,液压油的粘度下降,造成漏油;
⑸系统压力持续较高,使密封圈失效;
⑹系统的回油背压高,使不受压力的回路产生泄漏;
⑺密封圈的质量差,过早老化,使密封失效。
3、预防措施
⑴经常检查液压系统的漏油情况,发现漏点及时消除;
⑵结构设计、安装尺寸要合理;
⑶使用冷却系统,使油温保持在合适的工作温度内;
⑷注意控制系统压力,不要长时间在高压下工作;
⑸增大回路的管径,减少回路的弯头数量,使回油畅通;
⑹阀板、密封油箱油接头等结构的设计要合理。
4、治理方法
⑴将松动的油接头进行复紧;
⑵将漏油的油接头“0”型圈进行更换;
⑶采用特殊的扳手对位臵狭小的油接头进行复紧。
8.5皮带运输机打滑
1、现象
皮带运输机打滑,驱动辊旋转而皮带不转,螺旋输送机排出的土堆积在皮带运输机的进料口,甚至堆积在隧道内,影响盾构推进。
2、原因分析
⑴皮带的张紧程度不够;
⑵皮带运输机的刮板刮土不干净,粘附在皮带上的土被带到驱动辊上,使皮带打滑;
⑶在螺旋机中加水过多,或排出的土太湿,水或湿土流到皮带反面,引起皮带打滑;
⑷推进结束时来将皮带机上的土排干净就停机,下一次皮带运输机重载启动,使皮带打滑。
3、预防措施
⑴在皮带安装并运行了一段时间后,皮带会变松,应将皮带张紧装臵重新调节到适当的位臵;
⑵经常调整刮板的位臵,使刮板与皮带间的空隙保持在1—1.5mm之间;
⑶注意观察螺旋机内排出的土的干湿程度,调整加水流量;
⑷每次推进完毕,应将皮带运输机上的土全部排人土箱,皮带运输机启动时应是空载启动。
4、治理方法
清理驱动辊上粘附的粘土,清理皮带上粘附的粘土,进一步张紧皮带,如张紧装臵已调节到极限位臵,应将皮带割短后重新接好再进行张紧。
8.6千斤顶行程、速度无显示
1、现象
千斤顶行程、速度无显示,盾构推进控制困难。
2、原因分析
⑴冲水清理时有水溅到千斤顶行程传感器,使传感器损坏,无法检测数据;
⑵拼装工踩踏在千斤顶活塞杆,损坏了传感器的传感部件,使传感器无法检测数据;
⑶传感器的信号线断路,使信号无法传送到显示器。
3、预防措施
⑴进行清理时避免用水冲洗,以免电气设备漏电、短路等情况的发生;
⑵设计作业平台,使拼装工不站立到千斤顶活塞杆上作业;
⑶传感器的信号线布臵部位要适当,施工人员注意不要踩踏到电线。
4、治理方法
⑴损坏的传感器进行更换;
⑵检查线路的断点,重新接线,恢复系统。
8.7盾构内气动元件不动作
1、现象
盾尾油脂泵、气动球阀等气动元件不动作,使盾构无法正常推进。
2、原因分析
⑴系统存在严重漏气点,压缩空气压力达不到规定的压力值;
⑵受水汽等影响,使气动控制阀的阀杆锈蚀卡住;
⑶气压太高,使气动元件的回位弹簧过载而疲劳断裂,气动元件失灵。
3、预防措施
⑴安装系统时连接好各管路接头,防止泄漏。使用过程中经常检查,发现漏点及时处理;
⑵经常将气包下的放水阀打开放水,减少压缩空气中的含水量,防止气动元件产生锈蚀;
⑶根据设计要求正确设定系统压力,保证各气动元件处于正常的工作状态。
4、治理方法
⑴找出气路中的漏气点,进行堵漏,恢复系统压力;
⑵修复或更换损坏的元件。
第9章 隧道压浆
9.1浆液质量不符合质量标准
1、现象
在盾构推进过程中,由于注浆浆液质量不好,使注浆效果不佳,引起地面和隧道的沉降。
2、原因分析
⑴注浆浆液配合比不当,与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应;
⑵拌浆计量不准,导致配合比误差,使浆液质量不符合要求;
⑶原材料质量不合格;
⑷运输设备的性能不符合要求,使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。
3、预防措施
⑴根据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经济效益正确设计浆液配比,并通过试验,使其符合施工要求;
⑵应在满足合理的精度前提下,考虑使用简单可靠的计量器具。同时应保养好计量器具,定时作检定。发现计量器具精度误差超标,应及时校正或换新;
⑶对拌浆材料的质量进行有效的管理。保证各种材料采购的渠道,并附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检;
⑷拌浆设备的工作环境差,使用中要注意定期维修保养,经常清洗拌浆机。如在使用中机械发生故障应及时修复,不能让设备带病作业;
⑸浆液的输送应视浆液的性能而定,选择合理的输送方法。用管路输送时,管子的直径要适当;用拌浆车输送时,拌浆车上的拌浆机应有充分的搅拌能力;
⑹加强对拌制后浆液的检测,要确保浆液的质量符合施工所需。
4、治理方法
⑴不符合要求的浆液重新进行拌浆;
⑵不符合质量要求的原材料不得使用;
⑶如浆液经使用确认配比设计不合理,应及时作配合比的设计和试验,最后决定出实际应使用的配合比;
⑷更换浆液运输设备,以适应浆液性能及压浆工艺。
9.2沿隧道轴线地层变形量过大
1、现象
沿隧道轴线地层变形过量,引起地面建筑物及地下管线损坏。
2、原因分析
⑴盾构开始掘进后,如不能同步地进行注浆或注浆效果差,则会产生地面沉降;
⑵盾尾密封效果不好,注浆压力又偏高,浆液从盾尾渗入隧道,造成有效注浆量不足;
⑶浆液质量不好,强度达不到要求,不能起到支护作用,造成地层变形量过大;
⑷注浆过程不均匀,推进过程中有时注浆压力大,注浆量足,有时注浆量少,甚至不注浆,造成对土体结构的扰动和破坏,使地层变形量过大。
3、预防措施
⑴正确确定注浆量和注浆压力,及时、同步地进行注浆;
⑵注浆应均匀,根据推进速度适当地调整注浆的速率,尽量做到与推进速率相符;
⑶根据本节“一、浆液质量不符合质量标准”所述的措施,提高拌浆的质量,保证压注的浆液的强度;
⑷推进时同时、均匀、经常地压注盾尾密封油脂,保证盾尾钢丝刷的使用功能。
4、治理方法
⑴根据地面变形情况及时调整注浆量、注浆部位,对于沉降大的部位可采用补压浆的措施;
⑵损坏的盾尾进行更换,或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏;
⑶注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆,可采用从管片上进行壁后注浆的方法,减少浆液的渗漏。
9.3单液注浆浆管堵塞
1、现象
采用单液浆注浆时浆管堵塞,无法注浆,甚至发生浆管爆裂的情况,严重影响施工质量和进度。
2、原因分析
⑴停止注浆的时间太长,留在浆管中的浆液结硬,引起堵塞;
⑵浆液中的砂含量太高,沉淀在浆管中,使浆管通径逐渐减小,引起堵塞;
⑶浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存,时间长了就沉淀凝固。
3、预防措施
⑴停止推进时定时用浆液打循环回路,使管路中的浆液不产生沉淀。长期停止推进,应将管路清洗干净;
⑵拌浆时注意配比准确,搅拌充分;
⑶定期清理浆管,清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注,使注浆管路的管壁润滑良好;
⑷经常维修注浆系统的阀门,使它们启闭灵活。
4、治理方法
将堵塞的管子拆下,将堵塞物清理干净后重新接好管路。
9.4双液注浆浆管堵塞
1、现象
双液注浆时浆管堵塞,无法注浆,甚至发生浆管爆裂的情况,严重影响施工质量和进度。
2、原因分析
⑴长时间未注浆,浆管没有清洗,浆液在管路中结硬而堵塞管子;
⑵两种浆液的注浆泵压力不匹配,B液浆的压力太高而进入A液的管路中,引起A液管内浆液结硬,堵塞管子;
⑶管路中有支管时,清洗球无法清洗到该部位,使浆液沉淀而结硬。
3、预防措施
⑴每次注浆结束都应清洗浆管,清洗浆管时要将橡胶清洗球取出,不能将清洗球遗漏在管路内引起更厉害的堵塞;
⑵注意调整注浆泵的压力,对于已发生泄漏、压力不足的泵及时更换,保证两种浆液压力和流量的平衡;
⑶对于管路中存在分叉的部分,清洗球清洗不到,应经常性用人工对此部位进行清洗。
4、治理方法
将堵塞部位的注浆管路拆卸下来进行清洗,然后重新安装恢复压浆。
第10章 管片拼装
10.1圆环管片环面不平整
1、现象
同一环管片在拼装完成后迎千斤顶一侧环面不在同一平面上,不同块之间有凹凸现象存在,给下一环的拼装带来影响。导致环向螺栓穿进困难,并造成管片碎裂等问题。
2、原因分析
⑴管片制作误差尺寸累积;
⑵拼装时前后两环管片间夹有杂物;
⑶千斤顶的顶力不均匀,使环缝间的止水条压缩量不相同;
⑷纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求;
⑸止水条粘贴不牢,拼装时翻到槽外,与前一环的环面不密贴,引起该块管片凸出;
⑹成环管片的环、纵向螺栓没有及时拧紧及复紧。
3、预防措施
⑴拼装前检测前一环管片的环面情况,决定本环拼装时纠偏量及纠偏措施;
⑵清除环面和盾尾内的各种杂物;
⑶控制千斤顶顶力均匀;
⑷提高纠偏楔子的粘贴质量;
⑸检查止水条的粘贴情况,保证止水条粘贴可靠;
⑹盾构推进时骑缝千斤顶应开启,保证环面平整。
4、治理方法
对于已形成环面不平的管片,在下一环及时加贴楔子纠正环面,使环面平整。
10.2管片环面与隧道设计轴线不垂直
1、现象
拼装完成后的管片迎千斤顶的一侧整环环面与盾构推进轴线垂直度偏差超出允许范围,造成下一环管片拼装困难,并影响到盾构推进轴线的控制。
2、原因分析
⑴拼装时前后两环管片间夹有杂物,使相邻块管片间的环缝张开量不均匀;
⑵千斤顶的顶力不均匀,使止水条压缩量不相同,累计后使环面与轴线不垂直;
⑶纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求;
⑷前一环环面与设计轴线不垂直,没有及时地用楔子环纠正;
⑸盾构推进单向纠偏过多,使管片环缝压密量不均匀而使环面竖直度差。
3、预防措施
⑴拼装时做好清理工作,防止杂物夹杂在管片环缝间;
⑵尽量多开启千斤顶,使盾构纠偏的力变化均匀;
⑶在施工中经常测量管片环面的垂直度,并与轴线相比较,发现误差,及早安排制作楔子纠环面。
⑷后两点参见本节“1、圆环管片环面不平整”预防措施⑷、⑸。
4、治理方法
⑴合理地修改管片的排列/顺序,利用增减楔子环(曲线管片)来进行纠偏;
⑵根据需要纠偏的量,在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫,形成楔子环,对环面进行纠正。一般一次加贴衬垫的厚度最厚不超过6mm。偏差大可进行连续多环的纠偏达到目的;
⑶当垂直度偏差较大,造成管片拼装极困难,盾壳卡管片严重时,可采用纠偏量较大的刚性楔子。
10.3纵缝质量不符合要求
1、现象
纵缝质量差表现在同环相邻的管片相互位臵发生变动,致使纵缝出现了前后喇叭、内外张角、内弧面产生踏步、纵缝过宽、两块管片相对旋转等质量问题。对隧道的防水、管片的受力都造成严重的危害。
2、原因分析
⑴拼装时管片没有放正,盾壳内有杂物,使拱底块管片放不到位或产生上翘、下翻,环面有杂物夹入环缝,也会使纵缝产生前后喇叭;
⑵拼装时管片未能形成正圆,造成内外张角;
⑶前一环管片的基准不准,造成新拼装的管片位臵也不准;
⑷隧道轴线与盾构的实际中心线不一致,使管片与盾壳相碰,无法拼成正圆,只能拼成椭圆,纵缝质量也就无法保证。
3、预防措施
⑴拼装前做好盾壳与管片各面的清理工作,防止杂物夹入管片之间;
⑵推进时勤纠偏,使盾构的轴线与设计轴线的偏差尽量减少,保证管片能够居中拼装,管片周围有足够的建筑空隙使管片能拼装成正圆;
⑶环面的偏差及时进行纠正,使拼装完成的管片中心线与设计轴线误差减少,管片始终能够在盾尾内居中拼装;
⑷管片正确就位,千斤顶靠拢时要加力均匀,除封顶块外每块管片至少要有两只千斤顶顶住;
⑸盾构推进时骑缝的千斤顶应开启,保证环面平整。
4、治理方法
⑴用整圆器进行整圆,通过整圆来改善纵缝的偏差;
⑵管片出盾尾,环向螺栓再进行一次复紧,可改善纵缝的变形。管片被周围土体包裹住以后,椭圆度会相应地减小,纵缝压密程度提高,此时将螺栓进行复紧可取得较好的效果;
⑶采用局部加贴楔子的办法,作纵缝质量的纠正。
10.4圆环整环旋转
1、现象
拼装成环的管片与设计要求的拼装位臵相比较,旋转了一定的角度,使盾构的后续车架及电机车轨道的铺设不平整,影响设备的运行,也增加了封顶成环的拼装难度。
2、原因分析
⑴千斤顶编组不合理,使管片受力不均匀,管片产生相对转动;
⑵管片环面不正,千斤顶的顶力方向与环面不垂直,盾构推进时就会产生使管片转动的力矩,导致管片旋转;
⑶拼装时管片的位臵安放不准确,导致拼装时形成旋转;
⑷管片上的螺栓孔和螺栓之间由于拼装需要,一般留有5~8mm的间隙,这样就给两环管片之间相互错动留有了条件,如果在管片就位时随意操作,就会引起旋转偏差;
⑸后拼装的管片与已就位的管片发生碰撞,使已拼装的管片发生移位,如果长时间采用相同的顺序拼装管片,管片向同一方向发生旋转偏差,累积的偏差量就较大。
3、预防措施
⑴控制好盾构推进的姿态,千斤顶编组情况要使推力的变化均匀,调整好管片环面的角度,减少推进过程中产生的转动力矩;
⑵拼装管片时管片要放臵正确,千斤顶靠拢时要有足够的顶力使管片不发生相对滑动;
⑶拼装机操作时要动作平缓,旋转缓慢,这样有利于拼装的准确性; ⑷对已成环的管片的旋转情况要经常进行测量,并及时纠正; ⑸经常变换管片拼装的顺序。
4、治理方法
利用管片之间可相互错动的余地,在拱底块管片拼装时,管片纵向螺栓穿进后,利用拼装机钳着管片向需要纠正的方向旋转一个角度,然后靠拢千斤顶,并拧紧纵向螺栓。以拱底块管片为基准,正确拼装其余管片,就可使整环管片向相反的方向旋转一个角度。连续数环管片拼装时采用这种方法,可使旋转误差得到纠正。
10.5连接螺栓拧紧程度没达到标准要求
1、现象
螺栓的拧紧力矩未达到要求,有些螺母用手就能拧动。双头螺柱一头超出螺母另一头缩入螺母,使螺纹的有效连接长度不能保证,严重时个别的螺栓没有穿进。
2、原因分析
⑴拼装质量不好,导致相邻管片之间错位严重,有的螺栓无法穿进;
⑵螺栓加工质量不好,螺纹的尺寸超差,造成螺母松动或无法拧紧;
⑶施工过程中只注意进度,忽视了拧紧螺栓的工作。有时甚至出现螺栓上未套螺母的情况;
⑷未及时进行复紧,尤其是底部、两肩部位的螺栓,复紧难度大,往往漏拧。
3、预防措施
⑴提高管片拼装质量,及时纠正环面不平或环面与隧道轴线不垂直度等,使每个螺栓都能正确地穿过螺孔;
⑵严格控制螺栓的加工质量,定期抽查,发现问题及时更换。不符合质量要求的螺栓应退换;
⑶加强施工管理,做好自检、互检、抽检工作,确保螺栓穿进及拧紧的质量。
4、治理方法
⑴未穿入螺栓的管片,可采用特殊工具对螺栓孔进行扩孔,使螺栓可以穿过;
⑵对不能穿过的孔换用小直径、等强度的螺栓;
⑶加工专用平台,对隧道的所有连接螺栓进行检查和复紧。
10.6管片碎裂
1、现象
拼装完成的管片有缺角掉边和裂缝,使结构强度受到影响,且产生渗漏。
2、原因分析
⑴管片在脱模、储存、运输过程中发生碰撞,致使管片的边角缺损;
⑵拼装时管片在盾尾中的偏心量太大,管片与盾尾发生磕碰现象,以及盾构推进时盾壳卡坏管片;
⑶定位凹凸榫的管片,在拼装时位臵不准,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;
⑷管片拼装时相互位臵错动,管片与管片间没有形成面接触,盾构推时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂;
⑸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,也是导致邻接块两容易碎裂的原因;
⑹拼装好的邻接块开口量不够,在插入封顶块时间隙偏小,如强行插入,则导致封顶块管片或邻接块管片的角崩落;
⑺拼装机在操作时转速过大,拼装时管片发生碰撞,边角崩落。
3、预防措施
⑴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。在起吊过程中要小心轻放,防止磕坏管片的边角;
⑵管片拼装时要小心谨慎,动作平稳,减少管片的撞击;
⑶提高管片拼装的质量,及时纠正环面不平整度、环面与隧道设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题;
⑷拼装时将封顶块管片的开口部位留得稍大一些,使封顶块能顺利地插入;
⑸发生管片与盾壳相碰,应在下一环盾构推进时立即进行纠偏。
4、治理方法
⑴因运输碰损的管片进行修补后方能使用,修补须采用与原管片强度相应的材料进行修补;
⑵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,可在井下修补后使用;
⑶推进过程中被盾壳拉坏的管片,应立即进行修补,以保证止水效果;
⑷内弧面有缺损的管片进行修补时,所用的材料应与原管片强度等级相同,以保证强度和减少色差。
10.7错缝拼装管片碎裂
1、现象
错缝拼装的管片在拼装和盾构推进过程中产生裂缝,甚至断裂的情况。
2、原因分析
⑴管片环面不平整,相邻管片迎千斤顶面有交错现象,使后拼上的管片受力不均匀,管片的表面会出现裂缝,盾构的推力较大时,会顶断管片;
⑵拼装时前后两环管片问夹有杂物,使相邻块管片环面不平整,后拼装的管片在推进的时候就可能被顶断;
⑶管片有上翘或下翻,使管片局部受力,造成破碎;
⑷封顶块管片插入时,由于管片开口不够而使管片受挤压产生碎裂。
3、预防措施
⑴每环管片拼装时都对环面平整情况进行检查,发现环面不平,及时地加贴衬垫予以纠正,使后拼上的管片受力均匀;
⑵及时调整管片环面与轴线的垂直度,使管片在盾尾内能居中拼装;
⑶拼装前做好清理工作;
⑷对于管片存在上翘或下翻的情况,在局部加贴楔子进行纠正;
⑸封顶块拼装前,调整好开口尺寸,使封顶块管片顺利插入到位。
4、治理方法
⑴拼装完成即发现环面严重不平的管片,应立即拆下,重新制作楔子后再拼装,提高环面平整度;
⑵对产生裂缝的管片进行修补,将损伤的混凝土凿除,再用修补管片的混凝土进行管片修补;
⑶已经断裂的管片,须根据情况,采取特殊措施或将断裂的管片换掉。
10.8管片环高差过大
1、现象
拼装完成的两环管片间内弧面不平,环高差过大。
2、原因分析
⑴管片拼装的中心与盾尾中心不同心,管片与盾尾相碰,为了将管片拼装在盾尾内,将管片径向内移,造成过大的环高差;
⑵管片拼装的椭圆度较大,造成环高差过大;
⑶管片的环面与隧道轴线不垂直,如继续上一环的方向拼装将会与盾尾相碰,将管片向相反方向位移,造成过大的环高差;
⑷管片在脱出盾尾后建筑空隙没有及时填充,管片在自重的作用下落低,造成环高差过大。
3、预防措施
⑴将管片在盾构内居中拼装,使管片不与盾构相碰;
⑵保证管片拼装的整圆度;
⑶纠正管片环面与隧道轴线的不垂直度;
⑷及时、充足地进行同步注浆,用同步注浆的浆液将管片托住,减少环高差;
⑸严格控制盾构推进轴线和盾构姿态,确保管片能拼于理想的位臵上。
4、治理方法
拼装过程中发现新拼装的管片与前一环管片的环高差过大,可拧松连接螺栓,逐块调整管片的位臵。
10.9管片椭圆度过大
1、现象
拼装完成的管片的水平直径和垂直直径相差过大,导致椭圆度超过标准。
2、原因分析
⑴管片的拼装位臵中心与盾尾的中心不同心,管片无法在盾尾内拼装成正圆,只能拼装成椭圆形;
⑵管片的环面与盾构轴线不垂直,使管片与盾构的中心不同心; ⑶单边注浆使管片受力不均匀。
3、预防措施
⑴经常纠正盾构的轴线,使盾构沿着设计轴线前进,管片能居中拼装;
⑵经常纠正管片的环面,使环面与盾构轴线垂直,管片始终跟随着盾构的轴线,使管片与盾尾的建筑空隙保持均匀;
⑶注浆时注意注浆管的布臵位臵,使管片均匀受力。
4、治理方法
⑴采用楔子环管片纠正隧道的轴线,使管片的拼装位臵处在盾尾的中心;
⑵控制盾构纠偏,使管片能在盾尾内居中拼装;
⑶待管片脱出盾尾后,由于四周泥土的挤压力近似相等,使椭圆形管片逐渐恢复圆形,此时对管片的环向螺栓进行复紧,使各块管片的连接可靠。
第11章 管片防水施工
11.1管片压浆孔渗漏
1、现象
管片压浆孔处渗漏,压浆孔周围有水渍,压浆孔周围混凝土有钙化斑点。
2、原因分析
⑴压浆孔的闷头未拧紧;
⑵压浆孔的闷头螺纹与预埋螺母的间隙大。
3、预防措施
⑴要用扳手拧紧压浆孔的闷头;
⑵在闷头的丝口上缠生料带,以起到止水的作用。
4、治理方法
⑴将闷头拧出,重新按要求拧紧;
⑵在压浆孔内注少量水泥浆堵漏,然后再用闷头闷住。
11.2管片接缝渗漏
1、现象
地下水从已拼装完成管片的接缝中渗漏进入隧道。
2、原因分析
⑴管片拼装的质量不好,接缝中有杂物,管片纵缝有内外张角、前后喇叭等,管片之间的缝隙不均匀,局部缝隙太大,使止水条无法满足密封的要求,周围的地下水就会渗漏进隧道。
⑵管片碎裂,破损范围达到粘贴止水条的止水槽时,止水条与管片间不能密贴,水就从破损处渗漏进隧道;
⑶纠偏量太大,所贴的楔子垫块厚度超过止水条的有效作用范围;
⑷止水条粘贴质量不好,粘贴不牢固,使止水条在拼装时松脱或变形,无法起到止水作用;
⑸止水条质量不符合质量标准,强度、硬度、遇水膨胀倍率等参数不符合要求,而使止水能力下降;
⑹对已贴好止水条的管片保护不好,使止水条在拼装前已遇水膨胀,管片拼装困难且止水能力下降。
3、预防措施
⑴提高管片的拼装质量,及时纠环面,拼装时保证管片的整圆度和止水条的正常工况,提高纵缝的拼装质量;
⑵对破损的管片及时进行修补,运输过程中造成的损坏应在贴止水条以前修补好。对于因为管片与盾壳相碰而在推进或拼装过程中被挤坏的管片,也应原地进行修补,以对止水条起保护作用;
⑶控制衬垫的厚度,在贴过较厚衬垫处的止水条上应按规定加贴一层遇水膨胀橡胶条;
⑷应严格按照粘贴止水条的规程进行操作,清理止水槽,胶水不流淌以后才能粘贴止水条;
⑸采购质量好的止水条产品,在施工过程中定期抽检止水条的质量,产品须检验合格方能使用;
⑹在施工现场加防雨棚等防护设施,加强对管片的保护。根据情况也可对膨胀性止水条涂缓膨胀剂,确保施工的质量。
4、治理方法
⑴对渗漏部分的管片接缝进行注浆;
⑵利用水硬性材料在渗漏点附近进行壁后注浆;
⑶对管片的纵缝和环缝进行嵌缝,嵌缝一般采用遇水膨胀材料嵌入管片内侧预留的槽中,外面封以水泥砂浆以达到堵漏的目的。
