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盾構管片結構強度是盾構隧道工程的重要環(huán)節(jié)，施工中，針對盾構工程的特點，管片在施工過程中易出現(xiàn)破損、崩角等質(zhì)量通病。采取合理的管片修補技術措施，才能確保工程質(zhì)量達到設計與施工規(guī)范要求。

 

二、隧道管片破損機理

 

引起隧道管片破損的主要原因是吊裝或水平運輸過程中磕碰；盾構掘進過程中盾構姿態(tài)控制不當；拼裝過程中違反操作規(guī)程。具體可分為以下幾類：

 

1、管片在運輸、吊裝過程中受擠壓、碰撞，缺邊掉角；

 

2、在掘進中盾構姿態(tài)控制不當，造成盾尾與管片的間隙過小或者沒有間隙，管片出盾尾時被盾殼拉傷，盾構機姿態(tài)調(diào)整時,千斤頂行程差過大而導致受力不均出現(xiàn)管片損壞；

 

3、管片拼裝質(zhì)量差，螺栓未擰緊，接縫張開過大，以致推進過程中管片受力不均，造成崩角和破損；

 

4、千斤頂撐靴 在管片上不正(盾尾間隙不均勻時)會使管片內(nèi)側或外側的混凝土破損。

 

三、管片破損修補措施

 

1、缺角、崩角管片修補方法

 

修補材料:

 

① 雙組份高聚物盾構管片修補劑；

 

② HP-1高滲透性環(huán)氧防腐涂料；

 

修補方式：

 

①對缺損部位鑿毛處理，用鋼絲刷清除破損部位的殘渣，用水清洗干凈；

 

②按照乳灰比1：6拌合高聚物盾構管片修補劑，分層進行修補，每層厚度控制在15mm以內(nèi)，分層修補時間間隔0.5～1h；

 

④面層涂刷兩遍（沒變尖閣2-3h）HP-1高滲透環(huán)氧防腐涂料進行平色。

 

2、裂縫管片修補方法

 

修補材料：

 

① 雙組份高聚物盾構管片修補劑

 

② HP-1高滲透性環(huán)氧防腐涂料；

 

修補方法：

 

①用角磨機沿裂縫開出V型溝槽，用鋼絲刷清除破損部位的殘渣，用水清洗干凈；

 

②人工嵌入拌合好的XB-GP雙組份高聚物盾構管片修補劑，乳灰比1：6；

 

③面層涂刷兩遍（沒變尖閣2-3h）HP-1高滲透環(huán)氧防腐涂料進行平色。

 

四、降低管片破損率保證措施

 

在盾構掘進過程中，不可避免的遇到管片裂紋、破損等質(zhì)量通病，將通過以下幾項措施降低管片的破損率：

 

1、加強管片水平運輸和垂直運輸?shù)墓芾怼９芷綀鲰毥?jīng)質(zhì)量員驗收合格后方可卸車；管片下井前須經(jīng)施工員檢查，保證角、掉邊的管片吊裝下井；管片拼裝前，由盾構司機再次復查管片在水平運輸中是否有碰撞，盾構司機檢查無誤后管片方能進入拼裝程序。

 

2、對盾構司機實行技術指令制度。要求盾構機司機每環(huán)糾偏量不得超過5mm,保持盾構姿態(tài)相對穩(wěn)定，避免盾構姿態(tài)調(diào)整過猛，出現(xiàn)管片與盾尾間隙過小，管片出盾尾時被拉傷；嚴格控制同步注漿和二次注漿壓力，同補注漿壓力控制在0.15～0.3MPa，二次注漿壓力控制在0.3～0.5MPa，防止注漿壓力過大損傷管片；嚴格控制同步注漿量，根據(jù)土質(zhì)情況，每環(huán)注漿量一般為3～5方，防止注漿量過大擠損管片。

 

3、加強對管片拼裝質(zhì)量的控制，通過對盾構拼裝作業(yè)人員的拼裝指導和制定獎罰措施，保證管片拼裝中不出現(xiàn)接縫張開大、螺栓未擰緊等導致的管片受力不均而破損的現(xiàn)象。

 

附：性能指標

 

1、雙組份高聚物盾構管片修補劑

 

項目

 

技術指標

 

抗壓強度（MPa）

 

1d

 

≥20.0

 

抗壓強度（MPa）

 

28d

 

≥50.0

 

抗折強度（MPa）

 

1d

 

≥4.0

 

抗折強度（MPa）

 

28d

 

≥10.0

 

粘結強度（MPa）

 

28d

 

≥1.0

 

收縮率（%）

 

28d

 

≤0.10

 

2、 HP-1高滲透性環(huán)氧防腐涂料；

 

項目

 

技術指標

 

粘結強度（MPa）

 

28d

 

干面

 

≥3.0

 

濕面

 

≥2.0

 

涂層抗?jié)B壓力（MPa）

 

28d

 

≥1.0

 

抗凍性

 

涂層無開裂、起皮、剝落

 

耐化學介質(zhì)

 

耐酸性

 

涂層無開裂、起皮、剝落

 

耐堿性

 

涂層無開裂、起皮、剝落

 

耐鹽性

 

涂層無開裂、起皮、剝落

 

用途

 

跨海、跨江大橋浪濺區(qū)的防腐蝕與抗沖磨；

 

地鐵建設中盾構管片的抗?jié)B防腐；

 

大型混凝土輸水管道的防腐；

 

石油化工混凝土設施的防腐；

 

電站大壩混凝土結構的防腐；

 

水閘、渡槽和水渠的防腐抗?jié)B與病害治理；

 

火電廠煙氣脫硫裝置中混凝土結構的防腐；

 

核電站安全殼（混凝土結構部分）的抗?jié)B防腐等。