地鐵隧道管片拼裝質(zhì)量控制[全面]

1、地鐵隧道管片拼裝質(zhì)量控制一、基本概況長春地鐵一號線衛(wèi)星廣場南環(huán)路站區(qū)間線路整體呈南北走向,區(qū)間采用盾構法施工,不采用減震措施,左、右線設計起止里程范圍均為K24+466.905K25+844.928,設計左線全長1379.487米、右線全長1379.464米(區(qū)間存在短、長鏈).區(qū)間縱向基本呈V形坡,最大 坡度 為25. 盾構隧道襯砌采用C50預制鋼筋混凝土管片,襯砌環(huán)外徑6.0米,內(nèi)徑5.4米,管片厚度 0.3米,環(huán)寬1.2米.管片襯砌每環(huán)由6塊管片組成,采用錯縫拼裝方式,隧道轉(zhuǎn)彎時采用左、右轉(zhuǎn)彎楔形襯砌環(huán),盾構機選用土壓平衡盾構機. 管片拼裝質(zhì)量一直是地鐵工程盾構法施工中的 一項難題.盾構

2、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,會在外觀反映出來.這將直接影響隧道的 驗收,間接的 會對施工方有很多負面影響,因為管片拼裝質(zhì)量代表施工單位的 施工水平,所以對其一定要非常重視.二、小組簡介本小 組成立于2014年3月,為現(xiàn)場攻關型QC小 組.小 組成員11人,均受過高等教育,有較強的 實際操作能力和豐富的 理論知識.平均每人接受QC知識教育時間為30課時.具體如下QC小 組名稱中鐵二十二局集團有限公司長春地鐵一號線南中區(qū)間項目經(jīng)理部地鐵隧道管片拼裝質(zhì)量控制QC小 組所屬部門長春地鐵一號線項目經(jīng)理部小 組人員情況順序姓 名年齡性別職稱文化程度 組內(nèi)職務1劉小

3、東42男高工本科組長2韓震38男工程師本科副組長3姚義30男工程師本科副組長4李朋輝31男工程師專科組員5劉暢28男助工大 專組員6周祖斌29男助工本科組員7朱斌29男助工大 專組員8趙基鵬29男助工大 專組員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法施工中的 一項難題.盾構施工的 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,會在外觀反映出來.這將直接影響隧道的 驗收,間接的 會對施工方有很多負面影響,因為管片拼裝質(zhì)量代表施工單位的 施工水平,所以對其一定要非常重視.四、現(xiàn)狀調(diào)查從3日盾構機始發(fā)

4、開始,到掘進200環(huán),管片拼裝質(zhì)量存在一系列的 問題,集中表現(xiàn)在以下五點：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 兩個后角、標準塊與鄰接塊的 前后角;外側(cè)破碎主要為標準塊與鄰接塊的 外側(cè),即整環(huán)管片的 左右側(cè). 2、錯臺錯縫 拼裝完成的 兩環(huán)管片間內(nèi)弧面不平,環(huán)高差過大 ,稱之為錯臺;環(huán)縱縫不保持在同一直線稱之為錯縫. 錯臺集中在A塊與B塊的 交界處,最大 錯臺量達10米米;錯縫現(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)標準塊與鄰接塊的 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

5、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 管片呈明顯的 類橢圓形,即橫鴨蛋形狀,管片直徑偏差最大 達16米米. 上述現(xiàn)象只是前200環(huán)管片外觀的 一小 部分,如此質(zhì)量很難通過隧道驗收,并且照此下去,將對公司的 聲譽帶來很大 的 負面影響,及時整治已經(jīng)到了 不容滯緩的 地步了 .五、小組目標 小 組按照規(guī)范確定目標：直徑偏差控制在12米米內(nèi),環(huán)縱縫張開在2米米內(nèi),錯臺不得大 于4米米,管片無明顯張角,無破碎和滴水現(xiàn)象,允許偶見濕漬.六、原因分析1、人員方面項目部在職人員中有一半?yún)⑴c過北京地鐵6號線的 掘進工作,對盾構施工主體相當了 解.管片拼裝手由分包勞務派出,個別拼

6、裝手對本臺盾構機管片拼裝機操作遙控器不太熟練,之前也沒有太多此方面的 經(jīng)歷.2、機械方面 對管片拼裝造成影響的 主要是管片拼裝機,本區(qū)間采用的 鐵建重工集團生產(chǎn)的 盾構機,機器是新采購,設備還處于磨合階段,管片拼裝機壓力過大 ,動作速度 過快,拼裝手拼裝時很難精確控制,很容造成管片錯臺和管片碎裂. 3、材料方面 主要是管片本身的 質(zhì)量問題.此次管片由業(yè)主指定榮昌管片廠生產(chǎn).與北京6號線相比,這一批管片的 質(zhì)量不高.出廠時,部分管片表面存在氣泡、麻面、掉皮、起砂情況,且大 部分都有明顯修補過的 痕跡,管片水灰比過大 ,成脆性,易掉角.這對管片拼裝而言,有先天性的 制約.4、方法方面 工法方面小

7、組總結出了 以下幾點： 一般情況下,盾構機的 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機姿態(tài),二是不容易擠爛管片. 而實際情況是：因為過急的 糾正姿態(tài),盾構機區(qū)壓差過大 ,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)生應力集中,導致管片破碎.示意圖如下：惡性循環(huán)：前一環(huán)管片環(huán)面不平整,塊與塊之間有錯臺錯縫,如沒有及時地糾正,下一環(huán)就會很難拼裝并容易破碎,并將帶來更大 的 錯臺錯縫. 管片環(huán)面不在同一平面,封頂塊未拼裝時,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,兩后角擠碎,兩前角處縫隙過大 ,縱縫呈明顯的 八字縫,封頂塊下落.

8、從示意圖來看,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行同步注漿,漿液凝固慢,管片在漿液還未凝固時就發(fā)生了 上浮和下沉,對管片錯臺影響相當大 . 小 組總結了 上述五項因素,并在確定要因方面展開了 討論,認為：人是施工的 主導,個人的 專業(yè)素質(zhì)及經(jīng)驗會對整個工程起到?jīng)Q定性的 作用,如我方人員在管片拼裝方面有獨到的 見解,則不會出現(xiàn)這些問題;另外,機械也是限制管片拼裝質(zhì)量的 一方面,但小 組充分認識到,過去沒有這些現(xiàn)代化的 機械及設備,也成功完成了 很宏偉的 工程,施工者的 現(xiàn)場經(jīng)驗可以彌補機械方面的 不足,

9、而這則更說明我們經(jīng)驗的 欠缺,所以,機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,這說明我們確實有不及他人的 地方需要改進.所以,材料只是一個小 的 方面,絕對不能夠作為一個主要原因.綜上所述,各原因歸結如下表：原因分析表序號原因是否要因1人員經(jīng)驗嚴重不足是2機械方面否3管片質(zhì)量低否4方法不當是5環(huán)境否七、制定對策針對兩大 主要原因,小 組經(jīng)過討論后,在實際工作的 各個方面采取了 不同的 對策,見下表：目標對策表序號方面目標對策與解決措施1人員1.會拼裝2.懂拼裝3.精于拼裝1.引進高水平作業(yè)隊伍2.老師帶徒,環(huán)環(huán)跟蹤

10、學習拼裝方法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,力爭無破碎2.將管片滲漏水控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)3.管片無明顯錯臺錯縫以及內(nèi)外張角1.微調(diào)掘進方向,盡快使管片與盾構姿態(tài)達到同心的 理想狀態(tài)2.對環(huán)面不平整的 管片根據(jù)具體情況進行合理貼片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、對策實施從實事做起：改進調(diào)整管片拼裝機油壓,調(diào)到能精準控制的 位置,加強可能對管片拼裝帶來影響的 單雙梁行走電機、拼裝機液壓設備的 檢查保養(yǎng).盾構司機在接下來的 掘進過程中,以管片姿態(tài)控制盾構姿態(tài),使

11、二者形成同心、平行的 前進趨勢.使用修補材料把過去破碎的 管片進行修補,修補材料搭配取管片配合比;對滲漏點采取二次注漿的 方式進行堵漏,并采用雙液漿即：水玻璃加水泥,嚴重滲水部位注入聚氨酯對較大 縫隙的 環(huán)縱縫采取嵌縫措施.更換拼裝手,起用有多年盾構法施工經(jīng)驗,操作過鐵建重工設備的 拼裝手;盾構隊副隊長下井跟蹤作業(yè)、全程監(jiān)控指導盾構推進,管片拼裝作業(yè).采用老師傅們的 意見,固定一種糾偏方式,環(huán)環(huán)糾、緩緩糾.舉例說明：藍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1厘米,采取在當塊的 背千斤頂面中間粘貼一塊2米米厚的 低壓石棉板,

12、如位置1所示;每貼1塊2米米的 石棉板,張角就會縮小 3米米左右(經(jīng)驗值),這樣只需3環(huán)就可以糾回1厘米的 張角.這是一個普通的 數(shù)學原理,雖然我們學歷很高,終究比不上那些老工人的 經(jīng)驗豐富.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,這起到一個將管片整體向內(nèi)收的 效果; b、在封頂塊的 背千斤頂面粘貼23米米的 石棉板,這將會擴大 封頂塊與鄰接塊邊緣最終的 間隙,對防止封頂塊破碎起到很好的 作用.如圖所示：其他 a、針對管片環(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 拼裝帶來影響.導致環(huán)向螺栓穿進困難,并造成管片破

13、碎等問題. 原因分析： 管片制作誤差尺寸累計; 拼裝時前后兩環(huán)管片間夾有雜物; 千斤頂?shù)?頂力不均勻,使環(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)、縱向螺栓沒有及時復擰及復緊.治理方法：對于已形成環(huán)面不平的 管片,在下一環(huán)及時加貼楔子糾正環(huán)面,使環(huán)面平整.預防措施：拼裝前檢測前一環(huán)管片的 環(huán)面情況,決定本環(huán)拼裝時糾偏量及糾偏措施;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;盾構推進時騎縫千斤頂應開啟

14、,保證環(huán)面平整. b、針對管片環(huán)面與隧道設計軸線不垂直 拼裝完成后的 管片迎千斤頂?shù)?一側(cè)整環(huán)環(huán)面與盾構推進軸線垂直度 偏差超出允許范圍,造成下一環(huán)管片拼裝困難,并影響到盾構推進軸線的 控制. 原因分析： 拼裝時前后兩環(huán)管片間夾有雜物,使相鄰塊管片間的 環(huán)縫張開量不均勻; 千斤頂?shù)?頂力不均勻,使止水條壓縮量不相同,累計后使環(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)面與設計軸線不垂直,沒有及時地用楔子環(huán)糾正; 盾構推進單向糾偏過多,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)來進行糾偏; 根據(jù)需要糾偏

15、的 量,在管片上適當?shù)?部位加貼厚度 漸變的 傳力襯墊,形成楔子環(huán),對環(huán)面進行糾正.一般一次加貼襯墊的 厚度 最后不超過6米米.偏差大 可進行連續(xù)多環(huán)的 糾偏達到目的 ; 當垂直度 偏差較大 ,造成管片拼裝極苦難,盾殼卡管片嚴重時,可采用糾偏量較大 的 剛性楔子.預防措施： 拼裝時做好清理工作,防止雜物夾雜在管片環(huán)縫間; 盡量多開啟千斤頂,使盾構糾偏的 力變化均勻; 在施工中經(jīng)常測量管片環(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,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、縱縫過寬、兩

16、塊管片相對旋轉(zhuǎn)等質(zhì)量問題.對隧道的 防水、管片的 受力都造成嚴重的 危害. 原因分析： 拼裝時管片沒有放正,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,也會使縱縫產(chǎn)生喇叭; 拼裝時管片未能形成正圓,造成內(nèi)外張角; 前一環(huán)管片的 基準不準,造成新拼裝的 管片位置也不準; 隧道軸線與盾構的 實際中心線不一致,使管片與盾殼相碰,無法拼成正圓,只能拼成橢圓,縱縫質(zhì)量也就無法保證.治理方法：用整圓器進行整圓,通過整圓來改善縱縫的 偏差;管片出盾尾,環(huán)向螺栓在進行一次復緊,可改善縱縫的 變形.管片被周圍土體包裹住以后,橢圓度 會相應地減小 ,縱縫壓密程度 提高,此時將螺栓進行復

17、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;推進時急糾偏,使盾構的 軸線與設計軸線的 偏差盡量減少,保證管片能夠居中拼裝,管片周圍有足夠的 建筑空隙使管片能拼裝成正圓.環(huán)面的 偏差及時進行糾正,使拼裝完成的 管片中心線與設計線誤差減少,管片始終能夠在盾尾內(nèi)居中拼裝;管片正確就位,千斤頂靠攏時要加以均勻,除封頂塊外每塊管片至少要有兩只千斤頂頂住;盾構推進時騎縫的 千斤頂應開啟,保證環(huán)面平整d、針對錯臺量大 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

18、內(nèi)移,造成過大 的 環(huán)高差; 管片拼裝的 橢圓度 較大 ,造成環(huán)差過大 ; 管片的 環(huán)面與隧道軸線不垂直,如繼續(xù)上一環(huán)的 方向拼裝將會與盾尾相碰,將管片向相反方向位移,造成過大 的 環(huán)高差; 管片在脫出盾尾后建筑空隙沒有及時填充,管片在自重的 作用下落底,造成環(huán)高差過大 .治理方法: 拼裝過程中發(fā)現(xiàn)新拼裝的 管片與前一環(huán)管片的 環(huán)高差過大 ,可擰松連接螺栓,逐塊調(diào)整管片的 位置.預防措施： 將管片在盾構內(nèi)居中拼裝,使管片不與盾構相碰; 保證管片拼裝的 整圓度 ; 糾正管片環(huán)面與隧道軸線的 不垂直度 ; 及時、充足地進行同步注漿,用同步注漿的 漿液將管片托住,減少環(huán)高差; 嚴格控制盾構推進軸線和盾構姿態(tài),確保管片能拼于理想的 位置上. e、針對管片橢圓度 過大 拼裝完成的 管片的 水平直徑和垂直直徑相差過大 ,導致橢圓度 超過標準. 管片的 拼裝位置中