盾构管片结构强度是盾构隧道工程的重要环节,施工中,针对盾构工程的特点,管片在施工过程中易出现破损、崩角等质量通病。采取合理的管片修补技术措施,才能确保工程质量达到设计与施工规范要求。 二、隧道管片破损机理 引起隧道管片破损的主要原因是吊装或水平运输过程中磕碰;盾构掘进过程中盾构姿态控制不当;拼装过程中违反操作规程。具体可分为以下几类: 1、管片在运输、吊装过程中受挤压、碰撞,缺边掉角; 2、在掘进中盾构姿态控制不当,造成盾尾与管片的间隙过小或者没有间隙,管片出盾尾时被盾壳拉伤,盾构机姿态调整时,千斤顶行程差过大而导致受力不均出现管片损坏; 3、管片拼装质量差,螺栓未拧紧,接缝张开过大,以致推进过程中管片受力不均,造成崩角和破损; 4、千斤顶撑靴**在管片上不正(盾尾间隙不均匀时)会使管片内侧或外侧的混凝土破损。 三、管片破损修补措施 1、缺角、崩角管片修补方法 修补材料: ① 双组份高聚物盾构管片修补剂; ② HP-1高渗透性环氧防腐涂料; 修补方式: ①对缺损部位凿毛处理,用钢丝刷清除破损部位的残渣,用水清洗干净; ②按照乳灰比1:6拌合高聚物盾构管片修补剂,分层进行修补,每层厚度控制在15mm以内,分层修补时间间隔0.5~1h; ④面层涂刷两遍(没变尖阁2-3h)HP-1高渗透环氧防腐涂料进行平色。 2、裂缝管片修补方法 修补材料: ① 双组份高聚物盾构管片修补剂 ② HP-1高渗透性环氧防腐涂料; 修补方法: ①用角磨机沿裂缝开出V型沟槽,用钢丝刷清除破损部位的残渣,用水清洗干净; ②人工嵌入拌合好的XB-GP双组份高聚物盾构管片修补剂,乳灰比1:6; ③面层涂刷两遍(没变尖阁2-3h)HP-1高渗透环氧防腐涂料进行平色。 四、降低管片破损率保证措施 在盾构掘进过程中,不可避免的遇到管片裂纹、破损等质量通病,将通过以下几项措施降低管片的破损率: 1、加强管片水平运输和垂直运输的管理。管片到场须经质量员验收合格后方可卸车;管片下井前须经施工员检查,保证无缺角、掉边的管片吊装下井;管片拼装前,由盾构司机再次复查管片在水平运输中是否有碰撞,盾构司机检查无误后管片方能进入拼装程序。 2、对盾构司机实行技术指令制度。要求盾构机司机每环纠偏量不得**过5mm,保持盾构姿态相对稳定,避免盾构姿态调整过猛,出现管片与盾尾间隙过小,管片出盾尾时被拉伤;严格控制同步注浆和二次注浆压力,同补注浆压力控制在0.15~0.3MPa,二次注浆压力控制在0.3~0.5MPa,防止注浆压力过大损伤管片;严格控制同步注浆量,根据土质情况,每环注浆量一般为3~5方,防止注浆量过大挤损管片。 3、加强对管片拼装质量的控制,通过对盾构拼装作业人员的拼装指导和制定奖罚措施,保证管片拼装中不出现接缝张开大、螺栓未拧紧等导致的管片受力不均而破损的现象。 附:性能指标 1、双组份高聚物盾构管片修补剂 项目 技术指标 抗压强度(MPa) 1d ≥20.0 抗压强度(MPa) 28d ≥50.0 抗折强度(MPa) 1d ≥4.0 抗折强度(MPa) 28d ≥10.0 粘结强度(MPa) 28d ≥1.0 收缩率(%) 28d ≤0.10 2、 HP-1高渗透性环氧防腐涂料; 项目 技术指标 粘结强度(MPa) 28d 干面 ≥3.0 湿面 ≥2.0 涂层抗渗压力(MPa) 28d ≥1.0 抗冻性 涂层无开裂、起皮、剥落 耐化学介质 耐酸性 涂层无开裂、起皮、剥落 耐碱性 涂层无开裂、起皮、剥落 耐盐性 涂层无开裂、起皮、剥落 用途 跨海、跨江大桥浪溅区的防腐蚀与抗冲磨; 地铁建设中盾构管片的抗渗防腐; 大型混凝土输水管道的防腐; 石油化工混凝土设施的防腐; 电站大坝混凝土结构的防腐; 水闸、渡槽和水渠的防腐抗渗与病害治理; 火电厂烟气脱硫装置中混凝土结构的防腐; 核电站安全壳(混凝土结构部分)的抗渗防腐等。