盾构隧道管片开裂的原因及相应对策_竺维彬.doc

DOI :1 0 .1 3 8 0 7/j .c n k i .m t t .2 0 0 3 .0 1 .0 0 5 第 4 0 卷第1 期 现代隧道技术 　　　　　　　　　　　 2 0 0 3 年2 月 Mo de r n Tun n e l l i n g Te c h n o l o g y Vo l .4 0 　No .1 　　　　　　　　　 F e b .2 0 0 3 文章编号 :1 0 0 9 -6 5 8 2 (2 0 0 3 )0 1 -0 0 2 1 -0 5 盾构隧道管片开裂的原因及相应对策 竺维彬 　　鞠世健 (广州地铁总公司 ,广州 5 1 0 0 3 0 ) 摘 　要 　管片作为盾构隧道最基本结构单元 ,其开裂必将 造成隧道质 量问题 ,并最终影 响隧道的 使用寿 命 。 文章分析了管片生产 、施工 、使用过程中的开裂原因 ,并提出相应的对策 ,对指导施工具有重要的意义 。 关键词 　盾构隧道 　管片开裂 　原因 　对策 中图分类号 :4 5 5 .4 3 　　　文献标识码 :A 1 　前 　言 输、吊卸及拼装过程中发觉的微细裂纹,这种裂纹出 厂检查时不易目测到 ,但管片一旦受集中应力作用, 近十年来,随着地铁建设的迅猛发展 ,较矿山法 裂纹迅速扩展。例如 ,广州地铁二号线市二宫 ～江 更能保证质量 、进度、安全的盾构工法得到广泛应 南西站区间右线R 4 1 9 环(图1 )和新加坡地铁的盾构 用。至今为止,中国地铁已建成的盾构隧道总长超 隧道管片(图 2 ),在施工掘进正常和邻近管片均无 过1 0 0 k m ,其中上海超过 5 0 k m ,广州超过 2 0 k m ,北 开裂的情况下,个别管片呈严重的网格状开裂;又如 京、南京、深圳的盾构隧道正在施作,2 0 0 3 年施作地 广州地铁二号线某区间 ,个别管片裂缝开裂方向与 铁隧道的盾构机至少超过 2 5 台。在这 1 0 0 多公里的 隧道轴向汇成 4 5 °角 ,并没有有规律地雁列式发展, 盾构隧道中 ,质量总体较好,但尚存在开裂、破损、错 只是偶尔在不同部位发现一条裂缝 。 台、气泡等问题 ,其中开裂对质量影响最大,并最终影 [1 ] 。笔者根据在广州 、南京 、法国里 响隧道使用寿命 尔的施工经历和对国内外其他城市盾构隧道的考 察,针对开裂的成因及对策,进行扼要比较、探讨 、总 结,以供盾构施工借鉴,进一步提高盾构隧道质量 。 造成管片开裂的因素很多 ,但按时段来分 ,可概 括为三类,即管片生产过程造成的开裂、盾构施工过 程造成的开裂和盾构隧道使用过程中的开裂 。 2 　管片生产过程造成的开裂 图 1 　广州地铁二号线市二宫 ～江南西站 右线 R 1 4 9 环开裂 2 .1 　开裂实例及特征 F i g .1 　C r a c k i n g o f R 1 4 9 r i n g o n t h e r i g h t l i n e f r o m 管片生产过程造成的开裂主要在两个阶段显示 S h i e g o n g S t a t i o n t o W e s t J i a n g n a n s t a t i o n o f Li n e 2 ,Gua n g zh o u Me t r o 出来:第一阶段是管片脱模以后的养护阶段,以表面 裂纹为主,能目测 。例如广州地铁一号线 1 9 9 6 年 6 2 .2 　成因及对策 月1 日生产的管片 ;又如南京地铁盾构三标在 2 0 0 2 年3 月试生产时 ,采用与广州地铁越 ～三区间类同 在生产过程中造成管片开裂的原因主要有混凝 的配合比,管片外弧面形成较多的表面裂纹,个别裂 土配合比不合理和施工工艺不科学等 ,相应的对策 纹深入保护层。第二阶段是 2 8 天后在管片出厂运 分述如下 。 收稿日期 :2 0 0 2 -0 9 -1 8 作者简介 :竺维彬 ,男 ,高级工程师 ,广州地铁总公司总工室副主任 。 ·2 1 ·  现代隧道技术 速度 ,但必须对蒸养最高温度、内外温差、升温和降 温梯度给以严格控制。目前 ,国内管片生产的经验 表明,蒸养时间以控制在 6 ～8 小时为宜,恒温阶段 最高温度不宜超过 6 0 ℃(有关规范为 9 0 ℃),内外温 差宜小于 2 0 ℃,升温和降温梯度宜小于 2 0 ℃/h 。脱 模后的养护常见有喷淋养护和蓄水养护,养护周期 为7 天。南京和上海多采用蓄水养护方式,管片开 图 2 　新加坡某地铁隧道管片开裂 F i g .2 　S e g m e n t c r a c k i n g i n a S i n g a po r e Me t r o t un n e l 裂罕见 。广州地铁一号线和二号线均采用喷淋养