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1、盾构施工管片拼装质量控制一、工程概况本工区隧道工程含三个区间，分别为：合肥站凤阳路站区间、凤阳路站 明光路站区间、明光路站大东门站区间。合肥站凤阳路站明光路站大东 门站盾构区间隧道由两台盾构机在合肥站南端头井下井后向大东门站方向掘进， 其中，在凤阳路站和明光路站采用过站的方式过渡。盾构机到达大东门站后解体 吊出。本工区区间左、右线总长度3268.21米，盾构施工中所用衬砌管片均为通 用楔形管片内径5.4m，外径6m，厚度0.3m，拼装方式均采用错缝拼装。二、QC小组简介及活动计划2.1、QC小组简介QC小组成员一览表 表2.1-1小组名称合肥地铁盾构施工管片 拼装质量和控制小组成立日期2014
2、年1月发布人张永翔所在部门中铁四局城轨分公司合 肥地铁项目部课题类型攻关型组长占义注册号登记日期2014.1.15成员人数14人QC教育学 习情况48小时活动次数10活动时间2014年1月 2014年4月小组成员姓名性别年龄文化程度职务及职称小组职务组内分工占义男37专科项目经理组长组织领导张睿男30本科党工委书记副组长组织领导张永翔男30本科总工程师副组长组织协调姚宇男53大专副经理副组长组织协调张文星男28本科工程部长组员技术指导于文富男46专科工程部副部长组员技术指导吴双双男27专科技术主管组员万案设计杨帆男29本科施工队长组员活动实施张松年男27专科施工队长组员活动实施崔南南男27本科
3、试验室主管组员活动实施张斌男24专科技术员组员活动实施周卓男25本科技术员组员活动实施李文欢男24本科技术员组员活动实施董永男24中专技术员组员活动实施2.2、质量小组活动计划质量小组活动计划表表2.2-1项目时间（2014）责任人1.151.252.52.152.253.53.25P课题确定占义、张永翔现状调查张文星、吴双双确定目标张永翔分析原因小组全体人员要因确认张永翔、吴双双制定对策张永翔、张文星D对策实施杨帆、张松年、张斌、周卓C效果检查隹南南、李文欢A巩固措施吴双双总结和展望张永翔三、选题理由3.1、2013年12月15日合肥站凤阳路站区间右线始发以来，因场地限制， 合肥站凤阳路站区
4、间右线采用分体转接的形式始发，转接阶段单环施工时间长， 施工不连续，隧道成环质量差，项目部决定成立质量控制小组，攻克技术难关， 提高拼装质量。3.2、本项目技术管理人员多数为见习生、实习生，施工过程中质量控制及 经验均有不足之处。本着培养人才、提高个人业务能力的目的，项目部决定成立 专题小组进行学习、培训。3.3、合肥站凤阳路站区间右线始发后，遂即出现了管片错台及破碎现象， 项目部领导班子立即组织召开相关会议，成立管片拼装质量控制小组，以满足施 工要求。四、现状调查合肥站凤阳路站区间右线始发后，在+3环推进时遂即发现管片有错台和破损现象，+50环推进完成后，发现前50环管片错台和破损竟然有10
5、处之多，其中最大错台达到31mm，如图4-1所示：图4-1管片错台、破碎五、目标设定5.1、课题目标针对盾构掘进过程中出现的错台及破碎现象，项目部领导班子在成立质量控 制小组后，立即组织召开专题会议，遂即设定了管片错台及破碎控制目标，要求 在50环内将错台管片合格率提升到96%以上，破碎管片的合格率达到95%以上， 渗漏水的管片合格率达到95%以上，严格将管片错台控制在每环相邻管片的高差 5mm，纵向每环管片相邻高差6mm以内，如图5.1-1所示。错台管片目标值 破碎管片 目标值 渗漏水管片 目标值合格现状合格现状合格现状图5.1-1管片拼装合格率统计图5.2、目标可行性研究根据管片质量控制小
6、组的讨论研究，小组认为目标可行性如下:目标可实现小组成员结构合理，由技术、安 质、机械、试验、物资等专业工 程师组成，为本课题的研究提供 了全方位的保证。小组成员的类似施工经验丰富， 其中各部门技术工程师都在专业 领域有所研究。:结论/公司和项目部领导都高度重视，将本次施工遇到的问题列为重点QC课题，大力支持施工工艺的探 索研究。管片拼装质量一直是盾构施工的 共惯性问题，已有一定的处理方 法和措施。六、原因分析质量控制小组发现管片拼装存在质量问题后，多次组织参与盾构施工的所有 技术人员、盾构司机、作业班组拼装手召开管片拼装质量分析会，邀请盾构施工 专家到现场进行技术指导，并邀请公司副总顾剑刚到
7、项目部对管片拼装质量进行 原因分析，如图6-1，制订了相应的处理措施，并给项目部及作业班组参与施工 的主要人员进行管片拼装质量控制培训。图6-1原因分析会6.1、官片拼装错台原因分析(1).盾构姿态较差，盾尾间隙局部过小，管片拼装完成后在拖出盾尾时，由 于盾尾间隙过小，盾尾刷保护块强制将管片向内压缩，导致管片错台。.管片选型不合理，导致盾构机推进轴线与管片轴线不一致。.管片螺栓未按要求进行复紧，导致管片失圆错台。.盾尾本身失圆也可能是导致管片错台的原因之一。.出盾尾后，管片在浮力的作用下上浮，也会导致管片发生错台。6.2、管片破碎原因分析.前环拼装完成后环面不平整，在推进过程中环面与油缸之间容
8、易发生点 受力现象，导致管片破碎。.盾构机姿态较差，盾尾间隙局部过小，管片拼装完成后在拖出盾尾时， 由于盾尾间隙过小，盾尾刷保护块强制将管片向内压缩，导致管片挤压破裂。.管片尺寸及质量存在缺陷，管片尺寸不满足要求，在拼装过程中容易出 现喇叭口，造成局部应力集中，导致管片破碎。.盾构推进过程中管片选型不合理，致使盾构机推进轴线与管片衬砌环的 轴线间存在一定的夹角，造成千斤顶撑靴倾斜地作用在管片的接触面上，造成对 管片块体的损伤。6.3、管片渗漏水原因分析.管片拼装时上一环管片防水材料存在掉落现象，未能及时发现，因防水 材料脱落而造成管片渗漏水。.管片防水材料间存在受力不均匀现象，在推进过程中造成
9、防水材料挤压 变形，导致管片渗漏水。.同步注浆和二次注浆不饱满，导致管片渗漏水。七、要因确认7.1. 要因确认表要因确认一览表表7.1-1序号原因调查确认调查人调查时 间结论备注1跟班技术 员经验不 足，管片选 型不合理2014年1月25日，对已施 工完成的50环管片错台、 破碎情况进行分析，其中可 能因盾尾间隙过小而造成管片破碎的只有2环。吴双双2014/1/25非主要原 因2管片拼装 手经验不 足，拼装技 术不能满 足规范要 求2014年1月26日，对管片 拼装手以问答的形式进行 了考试，拼装手均能按规范 要求拼装，且都是从事拼装 作业多年的老师傅，操作经 验丰富。张永翔张文星2014/1
10、/26非主要原 因3管片结构尺寸存在缺陷2014年1月27日，对破碎 的管片进行观察，发现破碎 处的传力衬垫均被挤压破 裂，遂既对管片场生产的管 片进行三环试拼装，发现管 片间存在间隙。张文星2014/1/27主要原因4管片脱出盾尾后，管片上浮，造成错台2014年1月28日，对前50 环推进的管片姿态高程和 平面进行比对，发现脱出盾 尾后的管片有3040mm不 同程度的上浮，管片也从在 盾尾时无明显错台，变成有 812mm的错台。董永 吴双双2014/1/28主要原因5盾尾椭圆 度不满足 要求，盾尾 失圆2014年1月29日，测量组 对盾尾椭圆度进行测量，测 量结果满足规范要求。于文富 董永2
11、014/1/29非主要原 因6千斤顶衬 靴与管片 之间存在 夹角通过推进过程中对衬靴的 观察，发现衬靴与管片环面 间确实存在不平整现象，不 平整情况下的管片破碎率 比平整情况下的高60%。张永翔张文星2014/1/30主要原因7管片螺栓未及时复紧对已完成的50环管片螺栓 进行复紧，发现管片螺栓存 在松动现象的有5环，但这 螺栓松动的5环处并未产 生错台和管片破碎现象。吴双双2014/1/31非主要原 因7.2、通过上述原因分析，造成管片错台、破碎及渗漏水的主 要原因如下：(1).管片脱出盾尾后，管片上浮，造成错台；.管片结构尺寸存在缺陷，导致管片产生裂缝及破碎；.盾构机推进油缸的衬靴与管片环面
12、间的夹角、不密贴，致使管片错台及破碎。八、制定对策1、对策一对策：在拼装完成的管片脱出盾尾后，立即采用双液浆对脱出盾尾的管片进 行压注，将脱出盾尾的管片固定住，防止管片上浮；针对因素：管片脱出盾尾后，管片上浮，造成错台；责任人：张斌、杨轩、周卓、薛晓磊；完成时间：每天当班时间。2、对策二对策：将管片间的传力衬垫由原来的一层变为两层，增加面与面间挤压形变 量，减少由于点接触而造成的应力集中现象；针对因素：管片结构尺寸存在缺陷，导致管片产生裂缝及破碎；责任人：吴双双；完成时间：每天当班时间。3、对策三对策：在盾构推进油缸衬靴与管片环面的夹角、不密贴的地方，根据衬靴面 楔形差值量安装楔形挡板，抵消因
13、油缸衬靴与管片环面之间存在夹角而产生的分 力，保证管片环面受力均匀；针对因素：盾构机推进油缸的衬靴与管片环面间的夹角、不密贴，致使管片 错台及破碎；责任人：周卓、张斌；完成时间：每天每班当班时间。九、对策实施.施工作业班组专业注浆人员在当班技术员的指引下，及时对脱出盾尾的 管片压注双液浆，防止管片脱出盾尾后产生大幅度浮动，如下图9-1所示。图9-1压注双液浆固定管片.将管片间的传力衬垫由原来的一层变为两层，增大管片间的挤压形变量， 如图9-2所示。图9-2传力衬垫粘贴.在盾构推进油缸衬靴与管片环面的夹角、不密贴的地方，根据衬靴面楔 形差值量安装楔形挡板，抵消因油缸衬靴与管片环面之间存在夹角而产生的分 力，保证管片环面受力均匀。十、效果检查针对管片拼装质量存在的问题，通过研究、分析制定了三个相应的措施，并 安排相关责任人进行落实，每15天进行一次检查，并与前面的作比较，统计的 结果如下表10-1、图10-2所示：管片合格率统计表表10-1检查时间当期推进环数合格环数合格率备注2014.1.2050环40环80%2014.2.536环30环85%2014.2.2045环41环90%2014.3.5
