盾构法隧道施工是一种在地面下暗挖建造隧道的施工方法，利用盾构作为开挖地下土体及支护土体和拼装隧道衬砌的机具，掘进一环，拼装一环，循环工作，直至完成整条隧道。盾构法施工隧道具有下列优点：

（1）不受地面建筑物和交通的，设计隧道走向时有较大的自由度；

（2）最适用在地下较深处建造隧道；

（3）适应性强，通过选用合适的型式的盾构，可在不同地质及水文条件下建造隧道；

（4）盾构法施工机械化程度高，涉及到的施工技术范围广。

因此盾构法隧道施工工艺在城市基础设施、地下交通等领域的应用越来越广泛。

下图为盾构法施工的示意图：

盾构的种类按构造特点、开挖方法、正面土体支护原理来分，主要分为四大类，如下表所示：

控制地面的沉降不同要求及不同地质条件考虑盾构选型表   表2－1

1、每格内的上一行为无地下水；下面一行为浸于地下水；

2、“O”表示可以适用，“X”表示不能用；

3、沉降程度“小”表示沉降槽最大沉降量Smax小于3cm，“中”表示Smax小于15cm，“大”表示Smax大于15cm，“小－中”或“中－大”表示因施工因素变化而造成的波动范围；

4、  沉降程度系指6m直径中等盾构在6m覆土深的沉降量。

用盾构法建造隧道还需要有其它施工技术措施的配合与保障，才能顺利施工。主要技术措施有：地下水的处理、隧道衬砌的预制、盾构掘进机械和运输机械的制造技术、衬砌与地层间空隙的填充注浆技术、衬砌的防水和堵漏技术、隧道施工的测量技术、施工的安全技术和气压法施工时的医疗保障技术等等。

盾构法隧道施工的质量控制重点是建成的隧道实际轴线与设计轴线的一致性，另外，隧道的综合防水能力，隧道施工过程对地层的扰动、对周围环境的影响等也反映隧道施工质量的重要指标。

为了保证隧道施工质量能符合质量标准，对盾构法施工的每道施工工序的质量均应严格控制，保证各关键技术参数达到能控制工程质量标准的范围。

在实际的施工过程中，存在着一些工程上的质量通病，影响隧道质量等级。为此对盾构法施工中经常出现的一些质量通病进行分析，制订出预防和治理的措施，使隧道施工质量有进一步的提高。

2.1   盾构进、出洞

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。盾构出洞的典型过程如图2.1-1所示。

2.1.1    盾构基座变形

一、    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。盾构基座与工作井、盾构、隧道轴线的关系如图2.1-2所示：

图2.1-1盾构基座布置示意图

二、     原因分析

（1）盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行，则盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力；

（2）盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；

（3）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；

（4）对盾构基座的固定方式考虑不周，固定不牢靠。

三、预防措施

（1）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，应考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置，切点必须设于内洞口面处或曲线    ；

（2）基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段施工土体加固后所产生的推力；

（3）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。

（4）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。

四、治理方法

（1）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，先将盾构支撑牢靠，再调换被破坏构件；

（2）盾构基座的变形确实严重，盾构在起上又无法修复和加固时，只能采取盾构脱离基座，创造工作条件后对基座作修复加固。

2.1.2  盾构后靠支撑位移及变形

一、     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。

二、原因分析

（1）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；

（2）盾构后靠混凝土充填不密实或填充的混凝土强度不够；

（3）组成后靠体系的部分构件的强度、刚度不够，各构件间的电焊强度不够；

（4）后靠与管片间的结合面不平整。

三、预防措施

（1）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；

（2）采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙，除实际填充密实外，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；

（3）对系统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；

（4）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。

四、治理方法

（1）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；

（2）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只数计算出发生破坏时的实际推力，对后靠体系进行校验；

（3）对于发现裂缝的接头及时进行修补。

2.1.3凿除钢筋混凝土封门产生涌土

一、现象

在拆除洞封门过程中，洞门前方土体从封门间隙内涌入工作井(接收井)内。

二、原因分析

（1）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；

（2）地下水丰富，土体软弱自立性极差；

（3）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。

三、预防措施

（1）根据现场土质状况，制定合理的土体加固方案，并在拆封门前设置观察孔，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；

（2）布置井点降水管，将地下水位降至能保证安全出洞水位；

（3）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。

四、治理方法

创造条件能使盾构尽快进入洞口内，对洞门口进行注浆封堵，减少土体流失，如土体流失严重，则在塌方区内填塞装土草包。

2.1.4    盾构出洞段轴线偏离设计

一、    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。

二、    原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。

三、    预防措施

（1）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；

（2）施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压；

（3）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；

（4）正确操作盾构，按时保养设备，保证机械设备的功能完好。

四、    治理方法

（1）施工过程中在管片拼装时加贴上部的楔子，调正管片环面与轴线的垂直度，便于盾构推进纠偏控制；

（2）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；

（3）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。

2.1.5盾构进洞时姿态突变

一、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。

二、    原因分析

（1）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置产生相应的变化；

（2）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）进洞前调整好盾构姿态，使盾构标高略高于接收基座标高。

四、治理方法

（1）在洞门密封钢板未焊死以前，用整圆装置将下落的管片向上托起，纠正误差；

（2）将洞口处的管片拆除，重新按正确的轴线位置立模板，现浇混凝土。

2.1.6    盾构进、出洞时洞口土体大量流失

一、    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。

二、原因分析

（1）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；

（2）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，使正面土体失去支护造成塌方；

（3）洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失；

（4）洞门密封装置强度不高，经不起较高的土压力，受挤压破坏而失效；

（5）盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响；

（6）进洞时未能及时安装好洞圈钢板；

（7）进洞时土压力未及时下调，致使洞门装置被顶坏，大量井外土体塌入井内。

三、预防措施

（1）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；

（2）洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作；

（3）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；

（4）泥水加压平衡盾构出洞，需要设计强度高，密封性好，可调节，预留注浆孔的洞门密封形式；

（5）在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体，在相应位置设计可调节的构造，保证密封的性能；

（6）盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置，及时地将洞口封好；

（7）盾构在正面将进入进洞口土体加固区时，要降低正面的平衡压力。

四、治理措施

（1）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；

（2）对洞口进行注浆堵漏，减少土体的流失；

（3）注浆堵漏完成，仍无法达到出洞所需的土压时，在洞口可重新设计加工第二套密封装置以达到洞门密封效果。

2.2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，并确保管偏圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形。

2.2.1    网格挤压式盾构推进施工正面阻力过大

一、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层隆起变形。

二、原因分析

（1）施工过程中，盾构正面水力挖土不到位；

（2）网格盾构的网格尺寸偏小，进土不畅通；

（3）盾构正面地层土质发生变化；

（4）盾构正面遭遇较大块状的障碍物；

（5）推进千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油压。

三、预防措施

（1）在盾构正面合理布置水，确保水能均匀冲刷盾构断面内土体，避免出现冲刷盲区；

（2）合理布置网格型式，优化其开口尺寸，保证出土畅通；

（3）详细了解盾构推进断面内的土质状况，以便及时采取辅助技术措施；

（4）设置气压密封舱，便于施工人员利用气压法施工，进入切口环内清除正面障碍物；

（5）经常检修推进千斤顶，确保其运行良好。

四、治理方法

（1）采取井点降水、气压法施工等措施，在确保盾构正面土体稳定的情况下，由施工人员进入隔舱清理正面障碍物；

（2）修改网格孔口尺寸，减少网格阻力，使正面土体能较顺利挤压入切口内。

2.2.2    土压平衡式盾构正面阻力过大

一、    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。

二、原因分析

（1）盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通；

（2）盾构正面地层土质发生变化；

（3）盾构正面遭遇较大块状的障碍物；

（4）推进千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油压；

（5）正面平衡压力设定过大。

三、预防措施

（1）合理设计进土孔的尺寸，保证出土畅通；

（2）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置、深度，以使轴线设计考虑到这一状况；

（3）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；

（4）经常检修推进千斤顶，确保其运行良好。

（5）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和地面隆起变形。

四、治理方法

（1）采取辅助技术，尽量采取在工作面内作障碍物清理，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；

（2）增添千斤顶，增加盾构总推力。

2.2.3    泥水加压平衡式盾构正面阻力过大

一、    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。

二、原因分析

（1）泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大；

（2）盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通；

（3）盾构正面地层土质发生变化；

（4）盾构正面遭遇较大块状的障碍物；

（5）推进千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油压。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）经常检修推进千斤顶，确保其运行良好。

四、治理方法

（1）与土压平衡盾构一样；

（2）增添千斤顶，增加盾构总推力。

2.2.4    土压平衡盾构正面平衡压力的过量波动

一、    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。

二、    原因分析

（1）推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配；

（2）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；

（3）盾构后退，使开挖面平衡压力下降；

（4）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。

三、    预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）正确设定平衡土压力值以及控制系统的控制参数；

（5）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。

四、    治理方法

（1）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；

（2）维修好设备，减少液压系统的泄漏；

（3）对控制系统的参数重新进行设定，满足使用要求。

2.2.5泥水加压平衡盾构正面平衡压力过量波动

一、现象

在泥水加压平衡盾构推进及拼装的过程中，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。

二、    原因分析

（1）泥水加压平衡盾构的排泥口堵塞，排泥不畅，而此时送泥管却仍在送泥水，导致开挖面的泥水压力瞬间上升，超出设定压力；

（2）泥水系统的各施工参数设定不合理，泥水循环不能维持动态平衡；

（3）泥水系统中的某些设备故障如泥水管路中接头泄露，排泥泵的叶轮磨损，控制阀的开关不灵活等，使泥水输送不正常，正面平衡压力过量波动；

（4）拼装时盾构后退，使开挖面平衡压力下降；

（5）正常情况下，当盾构停止推进的时间较长，开挖面平衡压力下降时，可以通过送泥管向开挖面补充泥水而提高压力，恢复平衡。而拆接泵管时，由于接泵管的速度慢，就会使开挖面平衡压力因得不到补充而下降。

三、预防措施

（1）在盾构的排泥吸口处安装搅拌机或粉碎机，保证吸口的畅通，排泥泵前的过滤器要经常进行清理，保证不被堵塞；

（2）正确地设定泥水系统的各项施工参数，包括泥浆的比重、粘度、压力、流量等，以确保开挖面支护的稳定性；

（3）对泥水系统的各运转部件定期进行检修保养，保证各设备的正常运转。在泥水系统的操作过程中要做到顺序正确，避免误操作引起压力波动；

（4）拼装管片时盾构后退的预防措施应按2.2.4－三－（3）中的预防措施要求执行；

（5）在泥水系统中设计一个单独的补液系统，以在送泥管被拆开时对泥水仓进行加压，保证泥水仓压力的稳定。

四、治理方法

（1）遇到盾构正面吸泥口堵塞，应立即进行逆洗处理，每次逆洗的时间控制在2-3分钟；

（2）如多次逆洗达不到清除堵塞的目的，可采用压缩空气置换平衡仓内泥水，在确保安全前提下由气压工进入泥水仓清除堵塞物；

（3）对损坏的设备要及时进行修复或更新，对泥水平衡控制系统的参数设定进行优化，做到动态管理；

（4）当发现泥水流动不畅时，可及时地转换为旁路状态，通过各个设备的运转情况和相应的泥水压力及流量判断管路堵塞的位置及堵塞的原因，并及时采取措施排除故障。

2.2.6网格盾构正面进土过量

一、现象

网格盾构在推进过程中，进入土仓内的土体过量，从而引起切口前方地表沉降。

二、原因分析

（1）推进速率慢于进土量；

（2）盾构正面开孔面积过大；

（3）土质发生突变；

（4）水在冲刷孔外土体时，冲刷面积局部过大过深，造成正面土体坍塌；

（5）网格尺寸选择不合理，丧失对正面土体支撑作用。

三、预防措施

（1）掌握地表变形情况，合理控制推进速度；

（2）根据盾构轴线偏离情况，确定盾构正面开孔面积及位置；

（3）合理布置地质钻孔位置，掌握盾构推进全程的水文地质状况；

（4）水在冲刷孔外土体时，控制好冲刷面积和深度。冲刷面积及冲刷深度应由现场技术负责人按土质条件、开孔尺寸、隧道埋深等条件确定。

（5）掌握隧道轴线和地质情况，合理确定网格开口面积和位置，既能确保盾构正常推进，又能对土体起支撑作用。

四、治理方法

（1）加快推进速度；

（2）封闭部分胸板；

（3）减少或停止对孔口外土体的冲刷。

2.2.7网格盾构正面进土不畅

一、现象

网格盾构在推进过程中，进入土仓内的土体明显小于理论值，从而引起切口前地表隆起。

二、原因分析

（1）推进速度过快；

（2）盾构正面开孔面积过小；

（3）土质较硬；

（4）水在冲刷孔外土体时，冲刷面积过小，冲刷深度不够；

（5）网格尺寸过小，造成进土困难。

三、预防措施

（1）掌握地表变形情况，合理调整推进速度；

（2）根据盾构轴线偏离情况，增加盾构正面开孔面积，调整开孔位置；

（3）先用水冲刷进土孔外土体以减少阻力后再推进。其余参照2.2.6—三—4；

（4）根据土质情况，确定盾构正面的网格尺寸。

四、治理方法

（1）放慢推进速度；

（2）开启部分胸板，增加进土孔面积；

（3）先用水冲刷进土孔外土体以减少阻力后再推进；

2.2.8    土压平衡盾构螺旋机出土不畅

一、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，马达无法带动螺旋机转动，不能出土。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）盾构在砂性土及强度较高的粘性土中推进时，土与螺旋机壳体间的摩擦力大，螺旋机的旋转阻力加大，马达无法转动；

（4）大块的飘砾进入螺旋机，卡住螺杆；

（5）螺旋机驱动马达因长时间高负荷工作，过热或油压过高而停止工作。

三、预防措施

（1）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；

（2）螺旋机安装时要注意精度，运转过程中加强对轴承的润滑；

（3）降低推进速度，使单位时间内螺旋机的进土量降低，螺旋机马达的负荷降低；

（4）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，减少马达的负荷。

四、治理方法

（1）打开螺旋机的盖板，清理螺旋机的被堵塞部位；

（2）将磨损的螺旋机螺杆更换。

2.2.9泥水平衡盾构吸口堵塞

一、现象

在泥水平衡盾构施工过程中，排泥不畅，造成送、排泥流量严重失调，从而破坏开挖面泥水平衡系统。

二、原因分析

（1）盾构土仓的土体中含有大块状障碍物；

（2）盾构土仓内搅拌机搅和不匀，致使吸口处沉淀物过量积聚；

（3）泥水管路输送泵故障，致使排泥流量小于送泥流量；

（4）泥水指标不合要求，不能有效形成盾构开挖面的面泥膜。

三、预防措施

（1）及时调整各项施工参数，在推进过程中尽量保持推进速度、开挖面泥水压力及泥水指标的平稳；

（2）确保各搅拌机的正常运转，以达到拌和均匀；

（3）对泥水输送管路及泵等设备经常保养检修，确保泥水输送的畅通；

（4）根据施工工况条件，及时调整泥水指标，确保泥膜的良好形成，以使盾构切削土体始终处于良性循环状态下。

四、治理方法

（1）如吸口遭堵轻微，应相应降低推进速度，同时按技术要求进行逆洗；

（2）如吸口遭堵严重，应采取相应技术措施确保安全，及时组织力量，由施工人员进入土仓清除障碍物。

2.2.10    盾构掘进轴线偏差

一、    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，将影响管片成环的轴线。

二、原因分析

（1）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；

（2）盾构测量误差，造成轴线的偏差；

（3）盾构纠偏不及时，或纠偏不到位；

（4）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；

（5）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；

（6）拼装管片时落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夹缝内，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；

（7）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；

（8）浆液不固结使隧道在大的推力作用下引起变形。

三、预防措施

（1）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；

（2）盾构施工进程中经常校正、复测及复核测量基站；

（3）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；

（4）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，使推进更顺利；

（5）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；

（6）拼装落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；

（7）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。

四、治理方法

（1）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；

（2）对开挖面作局部超挖，使盾构沿被超挖的一侧前进；

（3）盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，采用楔子环管片调整环面与隧道轴线的垂直度，改善盾构后座面。

2.2.11泥水加压平衡盾构施工过程中隧道上浮

一、现象

泥水加压平衡盾构施工过程中，随着盾构的不断向前推进，成环隧道呈上浮现象。

二、原因分析

（1）盾构切口前方泥水后窜至盾尾后，使管片处于悬浮状态；

（2）同步注浆效果欠佳，未能有效地隔绝正面泥水；

（3）管片连接件未及时拧紧。

（4）盾构推进一次纠偏量过大，对地层产生了过打扰东，影响土体与盾构表面    条件。

三、预防措施

（1）提高同步注浆质量，且浆液初凝时间较短，使其遇泥水后不产生劣化；

（2）提高注浆与盾构推进的同步性，使浆液能及时充填建筑空隙，建立盾尾处的浆液压力。同时加强隧道沉降监测，当发现隧道上浮呈较大时立即采取对已成环隧道进行补压浆措施；

（3）及时复紧已成环隧道的连接件。

四、治理方法

在盾尾后隧道外周压注双液浆形成环箍(必要时采用聚胺脂)，以隔断泥水流失路径。

2.2.12盾构过量地自转

一、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。

二、原因分析

（1）盾构内设备布置重量不平衡，盾构的重心不在竖直中心线上而产生了旋转力矩；

（2）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；

（3）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；

（4）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；

（5）管片拼装顺序连续不变。

三、预防措施

（1）安装于盾构内的设备作合理布置，并对各设备的重量和位置进行验算，使盾构重心位于中线上或配置配重调整重心位置于中心线上；

（2）经常纠正盾构转角，使盾构自转在允许范围内；

（3）根据盾构的自转角，经常改变旋转设备的工作转向及变换管片的拼装顺序。

四、    治理方法

（1）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；

（2）网格盾构、挤压盾构可调节胸板的开口位置和大小、调整千斤顶的编组等来调整盾构的旋转角度；

（3）盾构自转量较大时，可采用加压重的方法纠正盾构转角。

2.2.13    盾构后退

一、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。

二、原因分析

（1）盾构千斤顶自锁性能不好，千斤顶回缩；

（2）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；

（3）盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多，并没有控制  最小应有的防后退顶力。

三、预防措施

（1）加强盾构千斤顶的维修保养工作，防止产生内泄漏；

（2）安全溢流阀的压力调定到规定值；

（3）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。

四、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。

2.2.14    盾尾密封装置泄漏

一、现象

地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置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。

二、原因分析

（1）管片与盾尾不同心，使盾尾和管片间的空隙局部过大，超过密封装置的密封功能界限；

（2）密封装置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；

（3）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结硬，盾尾刷的弹性丧失，密封性能下降；

（4）盾构后退，盾尾刷与管片间引起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；

（5）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了量的要求。

三、预防措施

（1）严格控制盾构推进的纠偏量，尽量使管片四周的建筑空隙均匀一致，减少管片对盾尾密封刷的挤压程度；

（2）及时、保量、均匀地压注盾尾油脂；

（3）控制盾构姿态，避免盾构产生后退现象；

（4）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。

四、治理方法

（1）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；

（2）管片拼装时在管片背面塞入海绵，将泄漏部位堵住；

（3）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；

（4）从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。

2.2.15泥水加压平衡盾构施工过程中地面冒浆

一、现象

在泥水平衡盾构施工过程中，盾构切口前方地表出现冒浆。

二、原因分析

（1）盾构穿越土体发生突变(处于两层土断层中)，或盾构覆土厚度过浅；

（2）开挖面泥水压力设定值过高；

（3）同步注浆压力过高；

（4）泥水指标不符合规定要求的指标。

三、预防措施

（1）在冒浆区适当加被，即用粘土覆盖；

（2）严格控制开挖面泥水压力，在推进过程中要求手动控制开挖面泥水压力；

（3）严格控制同步注浆压力，并在注浆管路中安装安全阀，以免注浆压力过高；

（4）适当提高泥水各项质量指标。

四、治理方法

（1）如轻微冒浆，可在不降低开挖面泥水压力的情况下继续推进，同时适当加快推进速度，提高管片拼装效率，使盾构尽早穿越冒浆区；

（2）当冒浆严重，停止推进，应采取如下措施：

1提高泥水比重和粘度；

2掘进一段距离以后，进行充分的壁后注浆；

3地面可采用覆盖粘土的措施。

2.2.16盾构切口前方地层过量变形

一、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。

二、原因分析

（1）地质状况发生突变；

（2）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；

（3）盾构切削土体时超挖或欠挖。

三、预防措施

（1）详细了解地质状况，及时调整施工参数；

（2）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；

（3）按理论理出土量，施工实际工况定出合理出土量。

四、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。

2.2.17    运输过程中管片受损

一、现象

在管片垂直运输与水平运输过程中，将管片边角撞坏。

二、原因分析

（1）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；

（2）管片翻身时碰擦边角，引起损坏；

（3）管片堆放时垫木没有放置妥当；

（4）用钢丝绳起吊管片时钢丝绳将管片的棱边勒坏；

（5）运输管片的平板车颠簸跳动，造成管片损坏；

（6）管片叠放在隧道内时未垫枕木，造成边角损坏；

（7）在管片吊放时，放下动作过大，使管片损坏。

三、预防措施

（1）行车操作要平稳，防止过大的晃动；

（2）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；

（3）地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上枕木；

（4）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；

（5）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；

（6）工作面储存管片的地方放置枕木将管片垫高，使存放的管片与隧道不产生碰撞；

四、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。

2.3盾构机械设备

2.3.1    盾构刀盘轴承失效

一、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。

二、原因分析

（1）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；

（2）密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；

（3）轴承的润滑状态不好，使轴承磨损严重，进而损坏。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）经常检查轴承的润滑情况，对轴承的润滑油定期取样检查。

四、治理方法

（1）更换轴承；

（2）在土质允许的工况下,设计盾构正面机制。

2.3.2    盾构推进压力低

一、现象

盾构推进压力无法达到推进所需的压力值。

二、原因分析

（1）推进主溢流阀损坏，压力无法调到需要的压力值；

（2）推进油泵损坏，无法输出需要的压力；

（3）阀板或阀件有内泄漏，无法建立起需要的压力；

（4）密封圈老化或断裂，造成泄漏，无法建立起需要的压力；

（5）千斤顶内泄漏，无法建立需要的压力；

（6）推进、拼装压力转换开关失灵，无法建立推进的高压。

三、预防措施

（1）不使系统长期工作在较高压力工况下；

（2）保证液压系统的清洁；

（3）保证油温不致过高，冷却系统要常开；

（4）经常检查液压系统，及时发现问题，进行修复。

四、治理方法

（1）修复或更换主溢流阀；

（2）修复或更换油泵；

（3）找出泄漏部件，予以更换修复；

（4）更换老化或损坏的密封圈；

（5）更换千斤顶的密封装置保证千斤顶的性能；

（6）修复或更换推进、拼装压力转换开关或电磁阀。

2.3.3    盾构推进系统无法动作

一、现象

盾构推进系统可以建立压力但千斤顶不动作

二、原因分析

（1）换向阀不动作，使千斤顶无法伸缩；

（2）油温过高，连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作；

（3）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；

（4）先导泵损坏，无法建立控制油压，无法对液压系统进行控制；

（5）管路内混入异物，堵塞油路，使液压油无法到达；

（6）滤油器堵塞。

三、预防措施

（1）保持液压油的清洁，严禁杂物混入油箱内，拆装液压元件时保持系统的清洁；

（2）按操作方法正确使用；

（3）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；

（4）按要求正确设定、调定好系统的压力。

四、治理方法

（1）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；

（2）先排除别的故障，再检查推进系统的故障；

（3）修复或更换先导泵；

（4）判断杂物在管路内的位置并设法取出；

（5）更换滤油器；

2.3.4     液压系统漏油

一、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。

二、原因分析

（1）油接头因液压管路震动而松动，产生漏油；

（2）“O”型圈密封失效，使油接头漏油；

（3）油接头安装位置困难，造成安装质量差，产生漏油；

（4）油温高，液压油的黏度下降，造成漏油；

（5）系统压力持续较高，使密封圈失效；

（6）系统的回油背压高，使不受压力的回路产生泄漏；

（7）密封圈的质量差，过早老化，使密封失效。

三、预防措施

（1）经常检查液压系统的漏油情况，发现漏点及时消除；

（2）结构设计、安装尺寸要合理；

（3）使用冷却系统，使油温保持在合适的工作温度内；

（4）注意控制系统压力，不要长时间在高压下工作；

（5）增大回路的管径，减少回路的弯头数量，使回油畅通；

（6）阀板、密封油箱油接头等结构的设计要合理。

四、治理方法

（1）将松动的油接头进行复紧；

（2）将漏油的油接头“O”型圈进行更换；

（3）采用特殊的扳手对位置狭小的油接头进行复紧。

2.3.5    皮带运输机打滑

一、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料口，甚至堆积在隧道内，影响盾构推进。

二、原因分析

（1）皮带的张紧程度不够；

（2）皮带运输机的刮板刮土不干净，黏附在皮带上的土被带到驱动辊上，使皮带打滑；

（3）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；

（4）推进结束时未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。

三、预防措施

（1）在皮带安装并运行了一段时间后，皮带会变松，应将皮带张紧装置重新调节到适当的位置；

（2）经常调整刮板的位置，使刮板与皮带间的空隙保持在1~1.5mm之间；

（3）注意观察螺旋机内排出的土的干湿程度，调整加水流量；

（4）每次推进完毕，应将皮带运输机上的土全部排入土箱，皮带运输机启动时应是空载启动。

四、治理方法

清理驱动辊上黏附的粘土，清理皮带上黏附的粘土，进一步张紧皮带，如张紧装置已调节到极限位置，应将皮带割短后重新接好再进行张紧。

2.3.6      千斤顶行程、速度无显示

一、现象

千斤顶行程、速度无显示，盾构推进控制困难。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）传感器的信号线断路，使信号无法传送到显示器。

三、预防措施

（1）进行清理时避免用水冲洗，以免电器设备漏电、短路等情况的发生；

（2）设计作业平台，使拼装工不站立到千斤顶活塞杆上作业；

（3）传感器的信号线布置部位要适当，施工人员注意不要踩踏到电线。

四、治理方法

损坏的传感器进行更换；

检查线路的断点，重新接线，恢复系统。

2.3.7    盾构内气动元件不动作

一、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。

二、原因分析

（1）系统存在严重漏气点，压缩空气压力达不到规定的压力值；

（2）受水汽等影响，使气动控制阀的阀杆锈蚀卡住；

（3）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）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。

四、治理方法

（1）找出气路中的漏气点，进行堵漏，恢复系统压力；

（2）修复或更换损坏的元件。

2.4    隧道压浆

2.4.1    浆液质量不符合质量标准

一、    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。

二、原因分析

（1）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；

（2）拌浆计量不准，导致配合比误差，使浆液质量不符合要求；

（3）原材料质量不合格；

（4）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）选用计量器具应在满足合理的精度前提下，考虑使用简单可靠。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；

（3）对拌浆材料的质量进行有效地管理。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；

（4）拌浆设备的工作环境差，使用中要注意维修保养，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。定期检修保养拌浆设备，保证其工作性能；

（5）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；

（6）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。

四、治理方法

（1）不符合要求的浆液重新进行拌浆；

（2）不符合质量要求的原材料不得使用；

（3）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；

（4）更换浆液运输设备，以适应浆液性能及压浆工艺。

2.4.2沿隧道轴线地层变形量过大

一、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。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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。

三、预防措施

（1）正确确定注浆量和注浆压力，及时、同步地进行注浆；

（2）注浆应均匀，根据推进速度的快慢适当地调整注浆的速率，尽量做到与推进速率相符；

（3）根据2.4.1所述的措施，提高拌浆的质量，保证压注的浆液的强度；

（4）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。

四、治理方法

（1）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；

（2）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；

（3）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；

2.4.3     单液注浆浆管堵塞

一、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。

二、原因分析

（1）停止注浆的时间太长，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞；

（2）浆液中的砂含量太高，沉淀在浆管中，使浆管通径减小，逐渐会引起堵塞；

（3）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；

三、预防措施

（1）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；

（2）拌浆时注意配比准确，搅拌充分；

（3）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；

（4）经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活。

四、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。

2.4.4    双液注浆浆管堵塞

一、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。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）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。

四、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。

2.5管片拼装

同一环管片的各组成管片名称示意图见图2.5-1。

图2.5-1圆环管片示意图

2.5.1圆环管片环面不平整

一、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，管片碎裂等问题。

二、原因分析

（1）管片制作误差尺寸累计；

（2）拼装时前后两环管片间夹有杂物；

（3）千斤顶的顶力不均匀，使环缝间的止水条压缩量不相同；

（4）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；

（5）止水条粘贴不牢，拼装时翻到槽外，使与前一环的环面不密贴，引起该块管片凸出；

（6）成环管片的环、纵向螺栓没有及时拧紧及复紧。

三、预防措施

（1）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；

（2）清除环面和盾尾内的各种杂物；

（3）控制千斤顶顶力均匀；

（4）提高纠偏楔子的粘贴质量；

（5）检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴可靠；

（6）盾构推进时骑缝千斤顶应开启，保证环面平整。

四、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。

2.5.2管片环面与隧道设计轴线不垂直

一、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。示意图如下：

图2.5-2管片环面与隧道中心线不垂直示意图（临界状态）

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求；

（4）前一环环面与设计轴线不垂直，没有及时地用楔子环纠正；

（5）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。

三、预防措施

（1）拼装时做好清理工作，防止杂物夹杂在管片环缝间；

（2）尽量多开启千斤顶，使盾构纠偏的力变化均匀；

（3）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消除。

（4），（5）参见2.5.1 三、预防措施（4），（5）。

四、治理方法

（1）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；

（2）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。偏差大可连续多环的纠偏达到目的；

（3）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。

2.5.3    纵缝质量不符合要求

一、    现象

纵缝质量差表现在同环相邻的管片相互位置发生变动，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。对于隧道的防水、管片的受力都造成严重的危害。

二、原因分析

（1）拼装时管片没有放正，盾壳内有杂物，使落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；

（2）拼装时管片未能形成正圆，造成内外张角；

（3）前一环管片的基准不准，造成新拼装的管片位置亦不准；

（4）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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；

（5）盾构推进时骑缝的千斤顶应开启，保证环面平整。

四、治理方法

（1）用整圆器进行整圆，通过整圆来改善纵缝的偏差；

（2）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，此时对螺栓进行复紧可取得较好的效果；

（3）采用局部加贴楔子的办法，作纵缝质量的纠正。

（4）

2.5.4    圆环整环旋转

一、    现象

拼装成环的管片与设计要求的拼装位置相比较，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。

二、原因分析

（1）千斤顶编组不合理，使管片受力不均匀，管片产生相对转动；

（2）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；

（3）拼装时管片的位置安放不准确，导致拼装时形成旋转。

管片上的螺栓孔和螺栓之间由于拼装需要，一般留有5-8毫米的间隙，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；

（4）拼装时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；

三、预防措施

（1）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；

（2）拼装管片时管片要放置正确，千斤顶靠拢时要有足够的顶力使管片不发生相对滑动；

（3）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；

（4）对已成环的管片的旋转情况要经常进行测量，并及时纠正；

（5）经常变换管片拼装的顺序。

四、治理方法

利用管片之间可相互错动的余地，在落地块管片拼装时，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。以落底块管片为基准，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。

2.5.5      连接螺栓拧紧程度没达到标准要求

一、    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。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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。

三、预防措施

（1）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手孔；

（2）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；

（3）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。

四、治理方法

（1）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；

（2）对不能穿过的孔换用小直径等强度的螺栓；

（3）加工专用平台，对隧道的所有连接螺栓进行检查和复紧。

2.5.6管片碎裂

一、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。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）有定位凹凸榫的管片，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；如下图所示：

图2.5-3有凹凸榫管片定位不准导致管片碎裂

（4）管片拼装时相互位置错动，管片与管片间没有形成面接触，盾构推进时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂；如下图所示：

图2.5-4管片局部接触应力过大而碎裂示意图

（5）前一环管片的环面不平，使后一环管片单边接触，在千斤顶的推动下形同跷跷板，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；如下图所示：

图2.5-5邻接块开口量不足造成管片碎裂示意图

（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。

三、预防措施

（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。在起吊过程中要小心轻放，防止磕坏管片的边角；

（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度、环面与隧道设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题；

（4）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；

（5）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。

四、治理方法

（1）因运输碰损的管片需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；

（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，可在井下修补后使用；

（3）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；

（4）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。

2.5.7错缝拼装管片碎裂

一、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。

二、原因分析

（1）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,示意图如下所示；

图2.5-6环面不平导致管片碎裂示意图

（2）拼装时前后两环管片间夹有杂物，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；

（3）管片有上翘或下翻，使管片局部受力，造成破碎；

（4）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）拼装前做好清理工作；

（4）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；

（5）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。

四、治理方法

（1）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，提高环面平正度；

（2）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；

（3）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。

2.5.8    管片环高差过大

一、现象

拼装完成的两环管片间内弧面不平，环高差过大。

二、原因分析

（1）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；

（2）管片拼装的椭圆度较大，造成环高差过大；

（3）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；

（4）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。

三、预防措施

（1）将管片在盾构内居中拼装，使管片不与盾构相碰；

（2）保证管片拼装的整圆度；

（3）纠正管片环面与隧道轴线的不垂直度；

（4）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；

（5）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置上。

四、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，逐块调整管片的位置。

2.5.9    管片椭圆度过大

一、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。

二、原因分析

（1）管片的拼装位置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；

（2）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；

（3）单边注浆使管片受力不均匀。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）注浆时注意注浆管的布置位置，使管片均匀受力。

四、治理方法

（1）采用楔子环管片借隧道的轴线，使管片的拼装位置处在盾尾的中心；

（2）控制盾构纠偏，使管片能在盾尾内居中拼装；

（3）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。

2.6管片防水施工

2.6.1    管片压浆孔渗漏

一、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。

二、原因分析

（1）压浆孔的闷头未拧紧；

（2）压浆孔的闷头螺纹与预埋螺母的间隙大；

三、预防措施

（1）要用扳手拧紧压浆孔的闷头；

（2）在闷头的丝口上缠生料带，以起到止水的作用；

四、治理方法

（1）将闷头拧出，重新按要求拧紧；

（2）在压浆孔内注少量水泥浆堵漏，然后再用闷头闷住；

2.6.2管片接缝渗漏

一、现象

地下水从已拼装完成管片的接缝中渗漏进入隧道。

二、原因分析

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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；

（5）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；

（6）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。

三、预防措施

（1）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；

（2）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；

（3）控制衬垫的厚度，在贴过衬垫处的止水条上应按规定加贴一层遇水膨胀橡胶条；

（4）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；

（5）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；

（6）在施工现场加工雨棚等防护设施，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。

四、治理方法

（1）对渗漏部分的管片接缝进行注浆；

（2）利用水硬性材料在渗漏点附近进行壁后注浆；

（3）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。

附录：隧道验收标准

     上海市市政局局标

一、管片无贯穿裂缝，无大于0.3mm宽度的裂缝及混凝土剥落现象。

二、圆环水平直径与垂直直径允许偏差：

（1）水工隧道：   8‰

（2）越江隧道：   6‰

（3）地铁隧道：   5‰

     （圆环水平直径与垂直直径的差值是指拼装成环后的测量值得差值。）

三、各环向螺栓必须全部穿进。

四、纵向螺栓穿进率的允许值：

（1）  水工隧道：    全部穿进；

（2）  越江隧道：    允许用高强等代螺栓，穿进数量≤3根/环；

（3）  地铁隧道：    全部穿进。

五、相邻环管片的允许高差：

（1）  水工隧道：    25mm（双层），10mm（单层）；

（2）  越江隧道：    30mm；

（3）  地铁隧道：    15mm;

      (相邻环高差的检查在隧道建成后测定)。

五、各工程隧道还应符合设计所规定的质量标准。下载本文