发布时间 : 星期一 文章李玲：盾构隧道管片上浮原因分析更新完毕开始阅读8fa35964a8ea998fcc22bcd126fff705cc175c94
③相邻管片之间的相互作用力。当从新拼管片B传递过去的力不垂直后一管片A的环面时（掘进方向为A→B），也可能导致管片的上浮。同时，前一管片的反作用力导致后一管片相对下沉（与后面的变坡点计算类似）。
⑶、隧道的线路特征
隧道的线路特征在一定的程度上也会影响管片上浮。具体影响程度如下表数据：
地质 环号 93 94 102 117 118 119 120 121 122 126 127 128 164 171 172 173 174 176 177 179 186 189 190 管片上浮（㎜） 121 117 114 65 66 65 63 60 60 37 21 31 40 35 32 40 45 40 33 22 49 102 103 推力（t） 540～860 540～830 550～830 570～890 650～900 600～870 480～780 450～800 500～700 580～810 560～870 570～910 510～780 530～810 570～820 550～870 750～900 700～900 700～900 570～890 590～890 600～750 600～750 线路特征 直线 直线 直线 直线 直线 直线 直线 直线 直线 直线 直线 直线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 缓和曲线 (7)(8)上软下硬地层 从上表的数据可以分析总结出如下：（忽略人为因素和其他影响） 在直线段，管片上浮最大值为121㎜，最小值为21㎜，综合稳定范围为60㎜～65㎜＞30mm，超限；缓和曲线段的管片上浮最大值为103㎜，最小值为
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22㎜，综合稳定范围为32㎜～40㎜＞30mm，超限。
另外，在隧道线路的变坡点、反坡点，特别是在曲线最低点，管片上浮的情况更为严重 。从下图（以变坡点为例）可以看出：作用于A管片的总推力F通过传递作用于B管片，并与B管片的轴线成一个夹角。由F产生的分力F1是促使管片上浮的主要原因。当F1≥G时，管片就开始上浮。而且夹角越大，分力就越大，由此而产生的上浮情况就越严重（掘进方向是从A→B）。 例如：设F与F2之间的夹角为θ，一环管片的重力为 G=2.5×8=20t，可取推力F=T=450t（以上表格数据中最小值）。 则：F1=F×sinθ=450sinθt=G=20t θ=arcsin（20/450）=2.5473° 因此当θ≥2.5473°时，管片就开始上浮了。
⑷、其他影响因素。包括管片螺栓不紧固，未形成整体；测量不及时，措施滞后；管片选型不对的影响。
总之，管片上浮并不是只由其中一个因素独立产生的，而是一个各方面共同作用下的结果。
5、控制措施
针对以上几种情况，我们采取了各种方法，效果不错。总的原则是： ⑴、在上坡段掘进时，适当增大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时，适当增大盾构机上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，适当增大盾构机右部油缸的推力；在右转弯曲线段掘进时，适当增大盾构机左部油缸的推力；在直线
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段掘进时，尽量消除各组千斤顶的推力差。在均匀的地质条件时，保持所有油缸推力一致，在软硬不均匀的地层掘进时，根据不同地层在断面的具体分布情况，遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧推进油缸的推力适当减小的原则。
⑵、当发现管片上浮速率偏大时，应停止推进，减小推力亦即减小上浮的分力F1，使之小于管片的自重力，并利用管片的自重力使管片下沉，可作为控制管片上浮的首选措施。
⑶、及时同步注浆及二次注浆。 ①浆体的要求
a、具有能充分填满间隙的流动性；
b、注入后必须在规定的时间内硬化，一般在硬土地层凝固时间控制在3～4小时内为好；
c、保证管片与周围土体的共同作用，减少地层扰动；
d、具有一定的强度，浆体28天抗压强度在2～2.5Mpa以上； e、产生的体积收缩小；
f、受到地下水稀释不引起材料的离析等。 ②注浆一定要及时、足量。
③及时二次注浆。双液浆的凝固时间＜30～40s最佳。 ⑷、封水
①注浆饱满，封住后方管片背后来的水。 ②分区，也就是每隔十环注一次双液浆截水。 ⑸、螺栓进行二次复紧，提高管片整体抗拉浮能力。
可通过三次紧固来实现：在盾壳内（拼装时）进行第一次紧固；脱离盾尾
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后进行第一次复紧；进入1号台车前进行第二次复紧。 ⑹、千斤顶的推力差
原则：能顺利推进时，尽量注意不要采用较大的推力差。油压保证小于50bar。
⑺、及时测量，做到早发现，早处理。
① 每天必须测一次，当发现管片上浮时，加紧管片测量密度。可以每5环
测一次或者每2环测一次。
② 设立警戒值。当管片上浮的速率＞30mm/d，可视为警戒，当管片上浮
的速率＞50mm/d，立即停机，实施二次注浆。 ⑻、在变坡点处，应注意两点： ①盾构机的推进速率不应太快。
②管片应选好型，避免因选型失误造成上浮内力。 6、结语
⑴、管片上浮可以控制，但在硬地层、软硬交接处、变坡点处需要特别注意；
2、处理要及时，关键是测量应及时，措施要果断； 3、建议：
a、减小管片外侧建筑空间，不易过大。 b、实施同步双液注浆方案。
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