盾构机泥岩地层管片上浮控制技术研究

黄益盘

摘 要：随着时代的进步，我国经济社会正在不断的进步，人民群众的生活水平也在不断的提高，作为我国经济建设和民生建设的重要支撑，城市交通建设近年来也取得了相当大的建设成果，而且随着城市交通需求的不断增长，我国越来越重视城市地铁建设，相应的建设技术也在不断的完善。目前在我国城市地铁建设中普遍使用盾构法进行施工，为了有效的确保盾构法施工的质量和效率，就必须要对盾构机泥岩地层管片上浮进行有效的控制。

关键词：盾构施工法;管片上浮;原因分析;控制技术

盾构施工法对于地面的影响相对较小，而且在施工的过程中具有极大的安全性，相应的施工质量和效率也较高，因此近年来盾构施工法在为我国城市地下交通建设中的应用越来越广泛，相应的施工技术也在不断的完善，已经逐渐成为了我国地下交通建设的重要技术之一。在盾构施工法中，管片上浮控制非常重要，关系着整个地下工程施工的质量，关乎着人民群众的生命财产安全。本文分析了在盾构施工法中管片上浮的原因，并且根据其原因提出了管片上浮控制的相关措施，希望可以为我国的地下工程施工提供一定的帮助。

1管片上浮的危害

近年来，我国经济社会取得了相当大的进步，城市化建设的进程也在不断的推进，越来越多城市将盾构施工法用于地下工程建设，这是因为盾构施工法的施工效率较高，并且具有较高的安全性能，较其他的施工方法来说更环保。但是在进行盾构施工时，必须要严格的控制好管片安装的质量，如果管片安装的质量较差，管片在脱出尾盾之后，容易受到各种因素影响，使管片出现上浮的情况。一般来说，在地下工程中管片高度应该与水平高度之间的偏差在100mm左右，才能够有效的确保成型隧道的质量。如果管片出现上浮，就会影响管片成型的质量，也就是出现管片错台现象，一旦管片错台大于15mm，管片螺栓的链接处就可能会出现较大的破损，还会对成型隧道管片止水胶带的效能产生极为不利的影响，进而出现漏水的现象。另外，管片上浮之后，就会使管片的姿态超出设计限制，使成型隧道不符合设计标准，也会影响成型隧道的施工质量。因此说，在城市地铁或是地下工程施工中，必须要严格的控制好盾构施工法中的管片安装质量，进而保障地下工程施工的质量。

2管片上浮的原因

2.1管片与围岩之间存在一定的缝隙

在运用盾构施工法进行地下工程建设中，管片在安装完成后，其外缘的直径与围岩之间存在着一定的缝隙，这是因为使用盾构机对围岩进行切割后，就会不可避免的形成一定的差异。在这种情况下，管片从盾尾中脱出之后，其外缘就不能与与成型隧道的围岩完全的贴合上，中间存在着环向型的空隙，如果施工人员没有将中间的缝隙及时填充，管片就会沿着缝隙上浮，进而影响工程施工的质量。

2.2盾构机掘进超挖的影响

盾构机在对围岩进行切割时，盾构机切割盘的轴线与管片外缘之间不可避免的会出现一定的偏差，所以盾构机在前进的过程中需要不断的进行相应的调整，所以盾构机在前进的过程中并不是一个直线型的运动轨迹，因此管片外缘直径与围岩之间就会存在着不均匀的缝隙，为管片上浮提供了充足的上浮空间。而且盾构机在强度较高的地质中掘进时，可能会出现一定的抬头现象，也为成型隧道管片的上升提供了较大的上升空间。

2.3地质强度和线路坡度的影响

当盾构机在一些硬度较软的地质中掘进时，由于围岩的硬度较软，就会增加塑性变形的力度，而且围岩的稳定能力也较差，当管片脱出盾尾之后，由于围岩的强度较软，就会出现一定的变形现象，拱顶围岩与管片之间存在的缝隙就会相应的缩小，虽然有利于对管片上浮进行一定的控制，但是由于处于泥质粉砂层，其自身的稳定性较高，并不能够有效的缩小围岩与管片之间的缝隙空间，如果相关的施工人员不对其进行有效的约束，就会为管片上浮提供较大的运动空间。而且在这种地形中进行施工时，如果围岩内的裂缝较多，就可能会造成地下水渗漏，进而为管片上浮提供一定的浮力。

2.4浆液的影响

由于使用盾构机施工之后，管片外缘直径与围岩之间存在着一定的缝隙，这时候施工人员就需要使用水泥砂浆对这些缝隙进行填充，如果水泥砂浆填充的密实度较差，就不能够有效的避免管片上浮，进而影响成型隧道施工的质量。

3如何在盾构施工中有效的控制管片上浮？

3.1优化注浆过程和手段

一般来说，在采用盾构机施工的地下工程中，相应的施工人员都会在管片外缘与围岩之间缝隙中进行注浆填充，所以说管片上浮的实际原因就是填充的水泥砂浆还没有提供相应的强度，管片便出现了上浮现象。所以说，可以从这方面入手有效的避免管片出现上浮现象，可以在盾构机进行掘进的过程中，及时的对管片外缘直径与围岩之间的缝隙进行填充，这样能够有效的减少注浆产生强度与管片上浮之间存在的时间差异，使填充的水泥砂浆尽早产生强度，使管片与隧道围岩形成一个紧密贴合的整体，有效的避免管片出现上浮。

3.2优化盾构机前进的姿态

为了有效的避免管片出现上浮现象，还需要对盾构机的前进姿态进行相应的优化，尽量缩小盾构机前进过程中蛇形运动的幅度，根据相应的施工规范，盾构机在掘进的过程中必须要严格的控制好轨道轴线与切割盘之间的距离，重点需要控制好坡度较大的区域，根据掘进地形之间的差异对盾构机的千斤顶油压进行相应的调整，但是还需要避免千斤顶的油压太大，避免影响管片外缘缝隙的距离。

3.3优化盾构机掘进的速度

在盾构机前进的过程中，还要严格的控制好盾构机前进的速度，一般应该将盾构机缓慢的推进，推进的速度不应该大于每分钟4厘米，这样当管片脱出盾尾之后，注浆量就会与相应的缝隙产生一定的平衡，进而有效的避免地下水对水泥砂浆强度造成不利的影响。

3.4优化管片上浮的处理技术

一般来说，当管片出现上浮，施工人员需要在隧道底部进行相应的泄压措施，及时的对管片底部的水泥浆液进行相应的释放，根据实践经验，这种处理方法的效果较差，而且会对成型隧道造成一定的污染。所以说，当出现管片上浮之后，需要立即将盾构机停止运行，并且对上浮的管片再次灌注水泥砂浆，最好选择瞬凝双液浆进行灌注，并且从拱顶向两腰依次的进行灌注，最后将其进行压实，有效的避免管片再次出现上浮现象。

结束語：综上所述，管片上浮的原因有很多，在运用盾构施工法进行地下工程建设时，施工人员需要根据不同的地形因素进行相应的调整，并且及时的采取相应的科学措施，有效的确保地下工程建设的质量。

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