管片破損是地鐵隧道施工中常見的現象，也是困擾施工單位的難題。根據作者在上海地鐵1號線和2號線隧道施工中的經驗，對管片斷裂的幾種常見現象進行了分析，並提出了相應的措施。
關鍵詞:隧道施工中管片破損的分析與預防？
1概述
隨著城市的發展和擴張，城市交通擁堵問題越來越突出。為了緩解交通擁堵，城市交通已經向空中和地下發展。地鐵具有快捷、方便、運輸量大、無汙染、無噪音、不占用地面空間等優點，正迅速成為緩解交通擁堵的首選。中國的廣州、深圳等地近年來也開始了地鐵建設。上海地鐵1號線於1990開工建設，於1995正式開通。
1996地鐵2號線(壹期工程)再次正式開工，於1999竣工。
在地鐵隧道施工中，經常會出現管片斷裂、隧道滲水、漏漿、軸線偏差超標、地面沈降等壹系列問題。管片斷裂是施工中最常見的現象。由於管片斷裂，不僅會造成隧道滲水、漏漿，還會影響隧道的使用性能，因此是隧道施工過程中較為棘手的問題之壹，必須妥善處理。
2.公共段破損位置
隧道襯砌兩側發生管片斷裂。
襯砌外側通常發生在管片與盾構機殼體的接觸部位(多在拱底、標準塊與相鄰塊的連接處、封頂塊處)；內側通常出現在管片的角部(多為標準塊、相鄰塊和封頂塊)，很少出現在管片的中部。？
？3搬運和堆放造成的破損
搬運和堆放過程中的磕碰經常導致小塊在磕碰處破碎。
3.1節段組裝操作
3.1.1拼裝時，由於管片環面之間以及相鄰兩個管片之間的接觸面達不到理想的平行狀態，應力集中首先發生在襯砌的拐角處，導致管片折角。
3.1.2安裝壓蓋塊時，先安裝的五個節段不夠圓，相鄰兩個節段間隙過小，強行推入壓蓋塊，導致壓蓋塊與相鄰節段連接處的節段斷裂。有時，如果不按設計要求在兩側塗潤滑劑，管片就會斷裂，斷裂部分出現在相鄰塊的上部和封蓋塊的兩側。
3.1.3前環面不平整，塊與塊之間有錯位，導致下壹環段在裝配時容易斷裂。
3.1.4拼裝時，為了趕進度，管片就位太快會磕碰，管片錯開就容易斷。
3.1.5段橫鴨蛋
隧道襯砌* * *由六個部分組成。組裝成環後，外徑為6200mm，內徑為5500mm。實際組裝成環後，襯砌的橫徑和豎徑均有不同程度的偏差，設計允許偏差為10mm。壹般組裝成環後，橫向直徑增大，縱向直徑減小，俗稱橫鴨蛋。因此，襯裏和屏蔽殼之間的間隙橫向減小而垂直增大。橫鴨蛋的內襯主要有兩個作用:
(1)減小襯砌與盾構機內殼的凈距，特別是盾構姿態與管片姿態不壹致時，容易造成盾構推進時盾殼劃傷管片。斷裂部分壹般發生在管片的外弧面上，尤其是標準塊與相鄰塊的連接處。
(2)當管片組裝成環後直徑為設計直徑時，管片縱縫的槽口應完全壹致。襯裏是水平的，這導致襯裏的縱縫微微張開，壹些槽口已經吻合，而另壹些槽口仍然有缺口。由於應力集中不均勻，管片容易斷裂。在這種情況下，破碎通常集中在管片的內弧面的拐角處，並且破碎時間發生在管片離開盾尾之後。
3.2盾構機姿態與管片姿態不壹致。
3.2.1在隧道施工過程中，為了控制隧道軸線，需要逐圈測量盾構姿態和管片姿態，並根據測量數據及時調整各種推進參數。當管片與盾構機的相對關系壹致，即管片與盾構機基本同心，管片的法平面基本垂直於盾構機的推進方向時，管片破碎較少。在實際施工過程中，管片與盾構機的相對關系往往不能保持在理想狀態。當管片圓環面與盾構機推進方向存在夾角時，合力方向的管片容易破碎。
3.2.2盾構機軸線與管片周向軸線的夾角過大。
盾構推進的過程也是壹個不斷糾偏的過程。盾構機與管片襯砌環的相對關系不能始終保持在理想狀態，特別是轉彎、豎曲線管片和糾偏較大時，管片外弧與盾尾內壁的距離沿環向分布不均勻，造成壹側距離小，另壹側距離大，容易造成“卡死”現象，即兩者相撞。盾構機壹推進，管片的某壹部分就會斷裂。
3.2.3內襯環面不良
造成內襯環面不良的原因很多，如糾偏、組裝質量差、環縫夾泥等。管片環面不良導致管片受力不均勻，導致管片在應力集中位置斷裂。
3.3推進時，管片受力不均。
盾構推進時，推進力通過油泵墊片傳遞給管片，油泵墊片與管片的接觸部位是應力集中區。如果襯管表面不平整，或者襯管表面和管段環面之間有角度，管段將會斷裂。
3.4同步註漿漿液量分配不合理
同步註漿漿液分布不合理不會直接造成管片斷裂，但會造成管片“堵塞”，造成管片斷裂。同步註漿後，隧道上部漿液會逐漸流向下部，導致下部漿液多，上部漿液少，造成隧道上浮，上部管片(尤其是壓蓋塊與壓蓋塊及相鄰塊的連接處)與盾構機內殼的間隙減小，導致管片在推進時斷裂。
3.5分段質量？交付到現場的管片存在壹些質量問題，如保護層過厚、養護時間不足、管片裂縫多、管片修補部分強度達不到設計要求等，在施工中也容易造成管片斷裂。
3.6管片斷裂原因統計
4.搬運和堆放的針對性措施
4.1搬運時輕擡慢放，落地時要穩；堆放不應超過3層，墊木應放置正確。
4.1.1橡膠條纏繞在提升管片的鋼絲繩上，在提升過程中可以起到緩沖作用，也可以用尼龍繩代替鋼絲繩。
4.1.2選擇並放置楔塊，在管片車的管片靜止位置設置橡膠條，起到緩沖作用。
4.2管片組裝的針對性措施
4.2.1按要求粘貼轉角止水膠條、傳力墊片和糾偏石棉橡膠板。
4.2.2組裝前，測量前壹環中各段之間的相互高度差，包括周向和徑向。根據測量數據，調整粘貼好的校正楔，以保證裝配好的圓環面的平面度。
4.2.3組裝前，將前壹環段上的泥塊和泥漿清理幹凈，確保環面清潔無泥。
4.2.4裝配時，確保襯環的圓度，並確保塊對齊良好。推進油泵的伸縮順序應與分段組裝順序壹致。安裝兩側標準塊和相鄰塊時，油泵應同時收縮和伸長，以減少環間管片錯位。
4.2.5安裝壓蓋塊前，測量並保證頂部相鄰兩塊之間的間距，通過推動油泵的伸縮來調整相鄰兩塊之間的間距，控制在比設計值大6mm左右，以便順利安裝壓蓋塊。
4.2.6豎曲線段推進時，應根據實際情況降低或升高拱底塊，以減少管片“堵塞”。
4.3推進過程中的針對性措施
4.3.1推進前，檢查各油泵墊片的完好情況，發現損壞及時更換。同時，仔細觀察墊片與管片環面的吻合程度，加石棉或橡膠楔調整不吻合處，確認吻合後再開始推進。
4.3.2盾構推進時，應根據設計要求、盾構穿越土層的變化、上部荷載和測量數據，及時調整各項施工參數，嚴格控制盾構姿態在設計允許偏差內。同時，結合隧道襯砌的實際情況，在不超出偏差範圍的情況下，適當調整盾構姿態，使盾構機與管片盡可能同心。
4.3.3當管片與盾構機軸線的夾角較大，管片與盾構機殼體的間隙較小，必須調整盾構機姿態時，可采取以下措施:
(1)粘貼壹個校正楔來調整襯裏圓環；
(2)推進時，前半環沿管片原軸線方向推進，管片與套管間隙增大後，後半環推進時會調整盾構姿態。
以上兩種措施的結合，可以減小管片與盾構機之間的夾角，同時減少管片的外部破損。
4.3.4同步註漿時，控制註漿量和註漿壓力的分配。當管片與套管上部無間隙時，加大上註漿孔註漿量和壓力，下註漿孔不註漿，使管片被漿液壓下；如果扇形體和殼體下部之間沒有間隙，則情況正好相反。正常推進時，在總註漿量不變的前提下，減少管片下部註漿孔的註漿量，可以減少管片上浮。在曲線段推進和糾偏時，可通過有目的地選擇盾尾同步註漿孔，改變各註漿孔的註漿量分布和註漿壓力來調整管片姿態。？
4.4控制管片質量。
進入施工現場的管片應逐個檢查。如果發現管片有明顯質量問題，要堅決退回廠家，防止壹個不合格的管片下井。同時指派專人負責管片生產，進入廠家掌握管片生產情況，及時向廠家匯報施工中發現的管片質量問題，督促廠家改進生產工藝，提高管片質量。如果管片有小的質量問題，可以修復，應在地面修復，做好標記，並保持到設計強度後，方可入井使用。
5.結論
在隧道施工過程中，通過采取各種措施，特別是控制管片拼裝作業的質量，管片斷裂的概率比原來降低了50%左右，特別是在標準塊與相鄰塊的連接處，減少了管片斷裂造成的滲水漏漿現象，對提高隧道質量，保證隧道安全運營具有壹定的意義。