地鐵隧道管片拼裝質(zhì)量控制

1、地鐵隧道管片拼裝質(zhì)量控制一、基本概況長(zhǎng)春地鐵一號(hào)線衛(wèi)星廣場(chǎng)南環(huán)路站區(qū)間線路整體呈南北走向，區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，不采用減震措施，左、右線設(shè)計(jì)起止里程范圍均為K24+466.905K25+844.928，設(shè)計(jì)左線全長(zhǎng)1379.487m、右線全長(zhǎng)1379.464m（區(qū)間存在短、長(zhǎng)鏈）。區(qū)間縱向基本呈V形坡，最大坡度為25。 盾構(gòu)隧道襯砌采用C50預(yù)制鋼筋混凝土管片，襯砌環(huán)外徑6.0m，內(nèi)徑5.4m，管片厚度0.3m，環(huán)寬1.2m。管片襯砌每環(huán)由6塊管片組成，采用錯(cuò)縫拼裝方式，隧道轉(zhuǎn)彎時(shí)采用左、右轉(zhuǎn)彎楔形襯砌環(huán)，盾構(gòu)機(jī)選用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。 管片拼裝質(zhì)量一直是地鐵工程盾構(gòu)法施工中的一項(xiàng)難題。盾構(gòu)施工的成

2、果是也只是一環(huán)環(huán)相連接的管片，如果這些管片拼裝質(zhì)量不高，會(huì)在外觀反映出來(lái)。這將直接影響隧道的驗(yàn)收，間接的會(huì)對(duì)施工方有很多負(fù)面影響，因?yàn)楣芷囱b質(zhì)量代表施工單位的施工水平，所以對(duì)其一定要非常重視。二、小組簡(jiǎn)介本小組成立于2014年3月，為現(xiàn)場(chǎng)攻關(guān)型QC小組。小組成員11人，均受過(guò)高等教育，有較強(qiáng)的實(shí)際操作能力和豐富的理論知識(shí)。平均每人接受QC知識(shí)教育時(shí)間為30課時(shí)。具體如下QC小組名稱(chēng)中鐵二十二局集團(tuán)有限公司長(zhǎng)春地鐵一號(hào)線南中區(qū)間項(xiàng)目經(jīng)理部地鐵隧道管片拼裝質(zhì)量控制QC小組所屬部門(mén)長(zhǎng)春地鐵一號(hào)線項(xiàng)目經(jīng)理部小組人員情況順序姓 名年齡性別職稱(chēng)文化程度組內(nèi)職務(wù)1劉小東42男高工本科組長(zhǎng)2韓震38男工程師

3、本科副組長(zhǎng)3姚義30男工程師本科副組長(zhǎng)4李朋輝31男工程師專(zhuān)科組員5劉暢28男助工大專(zhuān)組員6周祖斌29男助工本科組員7朱斌29男助工大專(zhuān)組員8趙基鵬29男助工大專(zhuān)組員9唐毅雨28男助工本科組員10劉民26男助工本科組員11張城凱26男助工本科組員 三、選題理由管片拼裝質(zhì)量一直是地鐵工程盾構(gòu)法施工中的一項(xiàng)難題。盾構(gòu)施工的成果是也只是一環(huán)環(huán)相連接的管片，如果這些管片拼裝質(zhì)量不高，會(huì)在外觀反映出來(lái)。這將直接影響隧道的驗(yàn)收，間接的會(huì)對(duì)施工方有很多負(fù)面影響，因?yàn)楣芷囱b質(zhì)量代表施工單位的施工水平，所以對(duì)其一定要非常重視。四、現(xiàn)狀調(diào)查從2013年11月3日盾構(gòu)機(jī)始發(fā)開(kāi)始，到掘進(jìn)200環(huán)，管片拼裝質(zhì)量存在一

4、系列的問(wèn)題，集中表現(xiàn)在以下五點(diǎn)：1、管片破碎 管片內(nèi)側(cè)破碎集中在管片的棱角處，主要為封頂塊與鄰接塊的兩個(gè)后角、標(biāo)準(zhǔn)塊與鄰接塊的前后角；外側(cè)破碎主要為標(biāo)準(zhǔn)塊與鄰接塊的外側(cè)，即整環(huán)管片的左右側(cè)。 2、錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫 拼裝完成的兩環(huán)管片間內(nèi)弧面不平，環(huán)高差過(guò)大，稱(chēng)之為錯(cuò)臺(tái)；環(huán)縱縫不保持在同一直線稱(chēng)之為錯(cuò)縫。 錯(cuò)臺(tái)集中在A塊與B塊的交界處，最大錯(cuò)臺(tái)量達(dá)10mm；錯(cuò)縫現(xiàn)象較多，包括環(huán)縫和縱縫。3、張角 管片張角最明顯的現(xiàn)象為成環(huán)管片前后圓面大小不等，張角出現(xiàn)頻率較多的為左右側(cè)標(biāo)準(zhǔn)塊與鄰接塊的縱縫處4 管片滲漏水 管片滲漏水體現(xiàn)在沿管片環(huán)縱縫出現(xiàn)的濕漬、滴水情況，主要存在于整環(huán)管片的上半部分。5、管片變形 管片

5、呈明顯的類(lèi)橢圓形，即橫鴨蛋形狀，管片直徑偏差最大達(dá)16mm。 上述現(xiàn)象只是前200環(huán)管片外觀的一小部分，如此質(zhì)量很難通過(guò)隧道驗(yàn)收，并且照此下去，將對(duì)公司的聲譽(yù)帶來(lái)很大的負(fù)面影響，及時(shí)整治已經(jīng)到了不容滯緩的地步了。五、小組目標(biāo) 小組按照規(guī)范確定目標(biāo)：直徑偏差控制在12mm內(nèi)，環(huán)縱縫張開(kāi)在2mm內(nèi)，錯(cuò)臺(tái)不得大于4mm，管片無(wú)明顯張角，無(wú)破碎和滴水現(xiàn)象，允許偶見(jiàn)濕漬。六、原因分析1、人員方面項(xiàng)目部在職人員中有一半?yún)⑴c過(guò)北京地鐵6號(hào)線的掘進(jìn)工作，對(duì)盾構(gòu)施工主體相當(dāng)了解。管片拼裝手由分包勞務(wù)派出，個(gè)別拼裝手對(duì)本臺(tái)盾構(gòu)機(jī)管片拼裝機(jī)操作遙控器不太熟練，之前也沒(méi)有太多此方面的經(jīng)歷。2、機(jī)械方面 對(duì)管片拼裝造成

6、影響的主要是管片拼裝機(jī)，本區(qū)間采用的鐵建重工集團(tuán)生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)，機(jī)器是新采購(gòu)，設(shè)備還處于磨合階段，管片拼裝機(jī)壓力過(guò)大，動(dòng)作速度過(guò)快，拼裝手拼裝時(shí)很難精確控制，很容造成管片錯(cuò)臺(tái)和管片碎裂。 3、材料方面 主要是管片本身的質(zhì)量問(wèn)題。此次管片由業(yè)主指定榮昌管片廠生產(chǎn)。與北京6號(hào)線相比，這一批管片的質(zhì)量不高。出廠時(shí)，部分管片表面存在氣泡、麻面、掉皮、起砂情況，且大部分都有明顯修補(bǔ)過(guò)的痕跡，管片水灰比過(guò)大，成脆性，易掉角。這對(duì)管片拼裝而言，有先天性的制約。4、方法方面 工法方面小組總結(jié)出了以下幾點(diǎn)： 一般情況下，盾構(gòu)機(jī)的千斤頂面與管片環(huán)面保持統(tǒng)一，這樣一是容易控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，二是不容易擠爛管片。 而實(shí)際情

7、況是：因?yàn)檫^(guò)急的糾正姿態(tài)，盾構(gòu)機(jī)區(qū)壓差過(guò)大，使得其與管片法面產(chǎn)生大的夾角，這樣管片環(huán)面角部受力方向發(fā)生改變，產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致管片破碎。示意圖如下：惡性循環(huán)：前一環(huán)管片環(huán)面不平整，塊與塊之間有錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫，如沒(méi)有及時(shí)地糾正，下一環(huán)就會(huì)很難拼裝并容易破碎，并將帶來(lái)更大的錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫。 管片環(huán)面不在同一平面，封頂塊未拼裝時(shí)，兩鄰接塊上端間距已經(jīng)不滿足拼裝要求，呈前大后小形狀，使得封頂塊拼裝時(shí)，兩后角擠碎，兩前角處縫隙過(guò)大，縱縫呈明顯的八字縫，封頂塊下落。 從示意圖來(lái)看，鄰接塊后端的間距明顯小于封頂塊需要的最小距離，所以這種情況往往是拼一塊碎一塊。5、 環(huán)境影響 本區(qū)間采用可惰性水泥漿液進(jìn)行同步注漿，漿液凝

8、固慢，管片在漿液還未凝固時(shí)就發(fā)生了上浮和下沉，對(duì)管片錯(cuò)臺(tái)影響相當(dāng)大。 小組總結(jié)了上述五項(xiàng)因素，并在確定要因方面展開(kāi)了討論，認(rèn)為：人是施工的主導(dǎo)，個(gè)人的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)及經(jīng)驗(yàn)會(huì)對(duì)整個(gè)工程起到?jīng)Q定性的作用，如我方人員在管片拼裝方面有獨(dú)到的見(jiàn)解，則不會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題；另外，機(jī)械也是限制管片拼裝質(zhì)量的一方面，但小組充分認(rèn)識(shí)到，過(guò)去沒(méi)有這些現(xiàn)代化的機(jī)械及設(shè)備，也成功完成了很宏偉的工程，施工者的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)可以彌補(bǔ)機(jī)械方面的不足，而這則更說(shuō)明我們經(jīng)驗(yàn)的欠缺，所以，機(jī)械不能夠決定工程的成敗，謀事在人，成事也在人；從管片質(zhì)量來(lái)看，雖然不高，但相同的管片其他施工單位卻能夠拼裝的很好，這說(shuō)明我們確實(shí)有不及他人的地方需要改進(jìn)。所

9、以，材料只是一個(gè)小的方面，絕對(duì)不能夠作為一個(gè)主要原因。綜上所述，各原因歸結(jié)如下表：原因分析表序號(hào)原因是否要因1人員經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足是2機(jī)械方面否3管片質(zhì)量低否4方法不當(dāng)是5環(huán)境否七、制定對(duì)策針對(duì)兩大主要原因，小組經(jīng)過(guò)討論后，在實(shí)際工作的各個(gè)方面采取了不同的對(duì)策，見(jiàn)下表：目標(biāo)對(duì)策表序號(hào)方面目標(biāo)對(duì)策與解決措施1人員1.會(huì)拼裝2.懂拼裝3.精于拼裝1.引進(jìn)高水平作業(yè)隊(duì)伍2.老師帶徒，環(huán)環(huán)跟蹤學(xué)習(xí)拼裝方法3.記錄每一環(huán)的貼片位置、厚度2方法1.將管片破碎頻率降低，力爭(zhēng)無(wú)破碎2.將管片滲漏水控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)3.管片無(wú)明顯錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫以及內(nèi)外張角1.微調(diào)掘進(jìn)方向，盡快使管片與盾構(gòu)姿態(tài)達(dá)到同心的理想狀態(tài)2.對(duì)環(huán)

10、面不平整的管片根據(jù)具體情況進(jìn)行合理貼片3.放大鄰接塊后端間距，縮短鄰接塊前端間距4.拼裝前清理管片，不留任何可能對(duì)拼裝造成影響的雜物5.管片落底拼裝，逐步收回橫鴨蛋形狀七、對(duì)策實(shí)施從實(shí)事做起：改進(jìn)調(diào)整管片拼裝機(jī)油壓，調(diào)到能精準(zhǔn)控制的位置，加強(qiáng)可能對(duì)管片拼裝帶來(lái)影響的單雙梁行走電機(jī)、拼裝機(jī)液壓設(shè)備的檢查保養(yǎng)。盾構(gòu)司機(jī)在接下來(lái)的掘進(jìn)過(guò)程中，以管片姿態(tài)控制盾構(gòu)姿態(tài)，使二者形成同心、平行的前進(jìn)趨勢(shì)。使用修補(bǔ)材料把過(guò)去破碎的管片進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)材料搭配取管片配合比；對(duì)滲漏點(diǎn)采取二次注漿的方式進(jìn)行堵漏，并采用雙液漿即：水玻璃加水泥，嚴(yán)重滲水部位注入聚氨酯對(duì)較大縫隙的環(huán)縱縫采取嵌縫措施。更換拼裝手，起用有多年

11、盾構(gòu)法施工經(jīng)驗(yàn)，操作過(guò)鐵建重工設(shè)備的拼裝手；盾構(gòu)隊(duì)副隊(duì)長(zhǎng)下井跟蹤作業(yè)、全程監(jiān)控指導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)，管片拼裝作業(yè)。采用老師傅們的意見(jiàn)，固定一種糾偏方式，環(huán)環(huán)糾、緩緩糾。舉例說(shuō)明：藍(lán)色方框代表糾偏用的石棉板糾管片外張角（內(nèi)外張角糾法不同）： 外張角糾正示意圖位置0：管片塊與塊之間的張角達(dá)1cm，采取在當(dāng)塊的背千斤頂面中間粘貼一塊2mm厚的低壓石棉板，如位置1所示；每貼1塊2mm的石棉板，張角就會(huì)縮小3mm左右（經(jīng)驗(yàn)值），這樣只需3環(huán)就可以糾回1cm的張角。這是一個(gè)普通的數(shù)學(xué)原理，雖然我們學(xué)歷很高，終究比不上那些老工人的經(jīng)驗(yàn)豐富。防止封頂塊破碎的方法方法分兩步：a、在圖示位置粘貼石棉板，這起到一個(gè)將管片整

12、體向內(nèi)收的效果； b、在封頂塊的背千斤頂面粘貼23mm的石棉板，這將會(huì)擴(kuò)大封頂塊與鄰接塊邊緣最終的間隙，對(duì)防止封頂塊破碎起到很好的作用。如圖所示：其他 a、針對(duì)管片環(huán)面不平整 同一環(huán)管片在拼裝完成后迎千斤頂一側(cè)環(huán)面不在同一平面上，不同塊之間有凹凸現(xiàn) 象存在，給下一環(huán)的拼裝帶來(lái)影響。導(dǎo)致環(huán)向螺栓穿進(jìn)困難，并造成管片破碎等問(wèn)題。 原因分析： 管片制作誤差尺寸累計(jì)； 拼裝時(shí)前后兩環(huán)管片間夾有雜物； 千斤頂?shù)捻斄Σ痪鶆颍弓h(huán)縫間的止水條壓縮量不相同； 糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求； 止水條粘貼不牢，拼裝時(shí)翻到槽外，與前一環(huán)的環(huán)面不密貼，引起該塊管片凸起； 成環(huán)管片的環(huán)、縱向螺栓沒(méi)有及時(shí)復(fù)擰及復(fù)緊

13、。治理方法：對(duì)于已形成環(huán)面不平的管片，在下一環(huán)及時(shí)加貼楔子糾正環(huán)面，使環(huán)面平整。預(yù)防措施：拼裝前檢測(cè)前一環(huán)管片的環(huán)面情況，決定本環(huán)拼裝時(shí)糾偏量及糾偏措施；清除環(huán)面和盾尾內(nèi)的各種雜物；控制千斤頂頂力均勻；提高糾偏楔子的粘貼質(zhì)量；檢查止水條的粘貼情況，保證止水條粘貼可靠；盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)騎縫千斤頂應(yīng)開(kāi)啟，保證環(huán)面平整。 b、針對(duì)管片環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線不垂直 拼裝完成后的管片迎千斤頂?shù)囊粋?cè)整環(huán)環(huán)面與盾構(gòu)推進(jìn)軸線垂直度偏差超出允許范圍，造成下一環(huán)管片拼裝困難，并影響到盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制。 原因分析： 拼裝時(shí)前后兩環(huán)管片間夾有雜物，使相鄰塊管片間的環(huán)縫張開(kāi)量不均勻； 千斤頂?shù)捻斄Σ痪鶆?，使止水條壓縮量不相同，

14、累計(jì)后使環(huán)面與軸線不垂直； 糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求； 前一環(huán)環(huán)面與設(shè)計(jì)軸線不垂直，沒(méi)有及時(shí)地用楔子環(huán)糾正； 盾構(gòu)推進(jìn)單向糾偏過(guò)多，使管片環(huán)縫壓密量不均勻而使環(huán)面豎直度差。治理方法： 合理的修改管片的排列順序，利用增減楔子環(huán)（曲線管片）來(lái)進(jìn)行糾偏； 根據(jù)需要糾偏的量，在管片上適當(dāng)?shù)牟课患淤N厚度漸變的傳力襯墊，形成楔子環(huán)，對(duì)環(huán)面進(jìn)行糾正。一般一次加貼襯墊的厚度最后不超過(guò)6mm。偏差大可進(jìn)行連續(xù)多環(huán)的糾偏達(dá)到目的； 當(dāng)垂直度偏差較大，造成管片拼裝極苦難，盾殼卡管片嚴(yán)重時(shí)，可采用糾偏量較大的剛性楔子。預(yù)防措施： 拼裝時(shí)做好清理工作，防止雜物夾雜在管片環(huán)縫間； 盡量多開(kāi)啟千斤頂，使盾構(gòu)糾偏的

15、力變化均勻； 在施工中經(jīng)常測(cè)量管片環(huán)面的垂直度，并與軸線相比較，發(fā)現(xiàn)誤差，及早安排制作楔子糾環(huán)面。 c、針對(duì)縱縫質(zhì)量不符合要求 縱縫質(zhì)量差表現(xiàn)在不同環(huán)的管片相互位置發(fā)生變動(dòng)，致使縱縫出現(xiàn)了前后喇叭、內(nèi)外張角、內(nèi)弧面產(chǎn)生踏步、縱縫過(guò)寬、兩塊管片相對(duì)旋轉(zhuǎn)等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)隧道的防水、管片的受力都造成嚴(yán)重的危害。 原因分析： 拼裝時(shí)管片沒(méi)有放正，盾殼內(nèi)有雜物，使拱底塊管片放不到位或產(chǎn)生上翹、下翻，環(huán)面有雜物夾入環(huán)縫，也會(huì)使縱縫產(chǎn)生喇叭； 拼裝時(shí)管片未能形成正圓，造成內(nèi)外張角； 前一環(huán)管片的基準(zhǔn)不準(zhǔn)，造成新拼裝的管片位置也不準(zhǔn)； 隧道軸線與盾構(gòu)的實(shí)際中心線不一致，使管片與盾殼相碰，無(wú)法拼成正圓，只能拼成橢

16、圓，縱縫質(zhì)量也就無(wú)法保證。治理方法：用整圓器進(jìn)行整圓，通過(guò)整圓來(lái)改善縱縫的偏差；管片出盾尾，環(huán)向螺栓在進(jìn)行一次復(fù)緊，可改善縱縫的變形。管片被周?chē)馏w包裹住以后，橢圓度會(huì)相應(yīng)地減小，縱縫壓密程度提高，此時(shí)將螺栓進(jìn)行復(fù)緊可取的較好的效果；采用局部加貼楔的辦法，作縱縫質(zhì)量的糾正。預(yù)防措施：拼裝前做好盾殼與管片各面的清理工作，防止雜物夾入管片之間；推進(jìn)時(shí)急糾偏，使盾構(gòu)的軸線與設(shè)計(jì)軸線的偏差盡量減少，保證管片能夠居中拼裝，管片周?chē)凶銐虻慕ㄖ障妒构芷芷囱b成正圓。環(huán)面的偏差及時(shí)進(jìn)行糾正，使拼裝完成的管片中心線與設(shè)計(jì)線誤差減少，管片始終能夠在盾尾內(nèi)居中拼裝；管片正確就位，千斤頂靠攏時(shí)要加以均勻，除封頂塊

17、外每塊管片至少要有兩只千斤頂頂住；盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)騎縫的千斤頂應(yīng)開(kāi)啟，保證環(huán)面平整d、針對(duì)錯(cuò)臺(tái)量大 原因分析： 管片拼裝的中心與盾尾中心不同心，管片與盾尾相碰，為了將管片拼裝在盾尾內(nèi)，將管片徑向內(nèi)移，造成過(guò)大的環(huán)高差； 管片拼裝的橢圓度較大，造成環(huán)差過(guò)大； 管片的環(huán)面與隧道軸線不垂直，如繼續(xù)上一環(huán)的方向拼裝將會(huì)與盾尾相碰，將管片向相反方向位移，造成過(guò)大的環(huán)高差； 管片在脫出盾尾后建筑空隙沒(méi)有及時(shí)填充，管片在自重的作用下落底，造成環(huán)高差過(guò)大。治理方法: 拼裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新拼裝的管片與前一環(huán)管片的環(huán)高差過(guò)大，可擰松連接螺栓，逐塊調(diào)整管片的位置。預(yù)防措施： 將管片在盾構(gòu)內(nèi)居中拼裝，使管片不與盾構(gòu)相碰； 保證

18、管片拼裝的整圓度； 糾正管片環(huán)面與隧道軸線的不垂直度； 及時(shí)、充足地進(jìn)行同步注漿，用同步注漿的漿液將管片托住，減少環(huán)高差； 嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線和盾構(gòu)姿態(tài)，確保管片能拼于理想的位置上。 e、針對(duì)管片橢圓度過(guò)大 拼裝完成的管片的水平直徑和垂直直徑相差過(guò)大，導(dǎo)致橢圓度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。 管片的拼裝位置中心與盾尾的中心不同心，管片無(wú)法在盾尾內(nèi)拼裝成正圓，只能拼裝成橢圓形； 管片的環(huán)面與盾構(gòu)軸線不垂直，使管片與盾構(gòu)的中心不同心； 單邊注漿使管片受力不均勻。治理方法：采用楔子環(huán)管片糾正隧道的軸線，使管片的拼裝位置處在盾尾的中心；控制盾構(gòu)糾偏，使管片能在盾尾內(nèi)居中拼裝；待管片脫出盾尾后，由于四周泥土的擠壓力近似相等，使橢圓形管片逐漸恢復(fù)圓形，此時(shí)對(duì)管片的環(huán)向螺栓進(jìn)行復(fù)緊，使各塊管片的連接可靠。預(yù)防措施：經(jīng)常糾正盾構(gòu)的軸線，使盾構(gòu)沿著設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行，管片能居中拼裝；經(jīng)常糾正管片的環(huán)面，使環(huán)面與盾構(gòu)軸線垂直，管片始終跟隨著盾構(gòu)的軸線，使管片與盾尾的建筑空隙保持均勻；注漿時(shí)注意注漿管的