某核电站排水隧洞盾构施工质量控制

王志强 田焘

摘要盾构法是在盾构支护下进行暗挖施工，具有施工安全性高，机械化、自动化程度高，施工速度快，施工时不受交通河道、航运、潮汐、气候等条件的影响。对地面建筑物及交通、环境的影响较小等优点。本文通过某核电排水隧洞工程施.控制过程，简要介绍盾构技术和质量控制，以便为今后类似项目提供借鉴。

关键词盾构施工 质量控制

一、工程概况

某核电站排水隧洞工程采用盾构法施工，包含两条盾构隧道，其长度分别为612m和626m，管道内径为6100mm，盾构隧道管片厚度350ram。隧道在始发井的出洞中心标高为-1L00m，接收井进洞中心标高为-12.00m，向下设计纵坡-0.16%；轴线平面转弯半径R分别为480m和494m。

二、盾构施工质量控制

盾构法隧道施工的质量控制重点是建成的隧道实际轴线与设计轴线的一致性，管片的制造质量，管片拼装质量，隧道的综合防水能力；另外隧道施工过程对地层的扰动、对周围环境的影响等也是反映隧道施工质量的重要指标。

（一）管片制作、运输质量控制

盾构管片作为盾构施工的重要组成部分，其制作质量尤关重要，该工程盾构管片采用场外预制，运输进场拼装的施工方式。施工前编制专项施工方案报送监理审批合格后开始实施。

管片经蒸养后以同条件养护的试件的抗压强度达到设计强度60%便可脱模，脱模应注意管片在内弧面醒目处应注明管片型号、生产日期和钢模编号，脱模后混凝土带水养护时间不小于14天。

管片堆放应搁置在柔性材料的垫条上，垫条厚度要一致，搁置部位要正确。管片堆场地坪必须坚实平整，管片应侧立堆放整齐，堆放高度以三块为宜，并应堆成上小下大状，以防倾斜。

（二）盾构进、出洞质量控制

1.进出洞土体加固及改良质量。

（1）本工程采用高压旋喷桩加固方式，加固效果要通过在不同部位、不同深度钻心取样等手段进行验证，确保满足设计要求；

（2）降低地下水位。在始发期间，端头井周围地下水位要降至洞圈以下1.5-2m，要实施实时监测，并有备用降水井和降水设备。

2.临时墙拆除。临时墙拆除是在盾构施工中最应引起注意的一道作业，有很大的危险性。拆除临时墙的时间应在盾构机调试达到稳定推进条件后。始发时临时墙与盾构机间应预留不小于1.2m的作业空间。拆除临时墙前应钻梅花型探孔观察，观察时间不少于12h。

3.出洞止水密封装置安装。帘布橡胶板上的安装螺栓必须齐全紧固，防翻卷装置加工牢固，帘布橡胶板紧贴洞门，防泥水流失。

4.盾构机基座。

（1）位置及尺寸。基座设置前，应对洞中的实际净尺、平面位置、直径及高程进行复核确定基座的位置和高程。

（2）基座的加固焊接质量，导向轨的夹角，基座的防移动加固。

（3）考虑设计坡度和盾构机预沉降防范措施，前端应有防盾构机磕头装置。

5.反力支撑系统（由临时负环管片、反力架、调节装置等部分组成）。

（1）必须尽可能地保持负环管片的真圆度。

（2）使用钢材等按设计调整正1环与竖井坑口部位的位置关系。

（3）负环顶部作为运输开口时，必须用钢材加固该开口。

（4）反力架的支撑中，受力混凝土和钢构件的强度，要达到设计推力的要求。

6.盾构到达工序质量控制。

（1）盾构接收基座设置。由于盾构进洞姿态是未知的，在盾构接收（进洞）前仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面为原则），确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。

（2）进洞前盾构姿态监控。在盾构进洞前约100环应对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，是准确评估盾构进洞前姿态和拟定进洞段掘进轴线的重要依据。

（3）洞门围护结构凿除。

（4）出洞止水密封装置安装。

（5）观察进洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏及时封堵；及时安装洞口拉紧装置，并检查其牢固性。必须重视进洞工序，组织施工前条件验收。

（三）土压盾构掘进质量控制

1.盾构试掘进。盾构机在初始推进时，需进行各功能系统的带载试验，完善各功能系统，并进行整合。同时在掘进过程寻求最佳施工参数和施工操作经验，为全线正常推进提供符合土质特点的基本施工参数（正面土压、推力、推速、注浆量及压力等）。试掘进过程基本在50～100m左右，很重要的作用是获得掘进最佳平衡状态的施工控制参数。

2.开挖面的土压力管理。土压平衡：（水压力+主动土压力+预备压）

3.排土量的管理。为了保持开挖面稳定，顺利进行掘进，就必须确切地排出与掘进量相一致的切削土砂量。一般出土量宜控制在95%～100%。

4.推进速度与推力控制。

（1）盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制，若出土速度不协调，極易出现土面土体失稳和地表沉降等不良现象，因此推进应尽量均衡连续作业。

（2）正确地使用千斤顶是盾构能否沿设计轴线（标高）方向准确前进的关键，应根据盾构趋势，合理选择千斤顶和设定千斤顶的推力。

5.盾构机姿态控制要点。

（1）盾构姿态的测量数据包括自动测量数据和人工测量数据。

（2）基准点的前移和复测。隧道内测点设置间距大约为20m-50m，隧道内测点必须定期复测和修正。

（3）以测量结果为基础，绘制盾构及管片与设计线之间的位置关系图。

（4）发现盾构机偏向时，应及时纠正，不得猛纠硬调。进行大方向的纠正时，要确保盾尾间隙，可采用特殊管片进行纠偏。

（四）管片拼装质量控制

1.拼装质量标准。

（1）管片拼装应严格按拼装设计要求进行，管片无内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象。

（2）管片防水密封质量应符合设计要求，无缺损，粘结牢固，平整，防水垫圈无遗漏。

（3）螺栓质量及拧紧度必须符合设计要求。

2.拼装质量控制要点。

（1）按设计和规范要求，对进场管片进行严格验收。

（2）管片运输、搬运时要防止损伤边角和防水装置损坏。

（3）管片接缝间严禁夹有杂物（如砂土等）。

（4）管片定位应慎重，防止接头表面碰撞和挤坏止水装置。

（5）按组装顺序收缩该部位的千斤顶，不可全缩。

（五）同步注浆质量控制

1.影响注浆质量的因素：浆液配比、原材料质量、浆液数量、注浆泵性能、管道流量、地质情况等。

2.浆液配合比应据实验确定，应达到较好的和易性，易于压送，运输中不易离析，不沉淀，不堵管，能充分填实孔隙。在凝结时间上，达到缓凝早强，缓凝可防止损坏盾构机密封装置，早强可使浆液不易流失。

3.注浆压力应根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深综合因素确定。注浆压力、注浆量应通过监测地表变形情况而调整。

4.同步注浆和即时注浆的注浆量的充填系数根据地层条件、施工状态和环境要求确定，通常取1.30～2.50。

5.注浆作业应连续进行。注浆作业时，应观察注浆压力及流量变化，严格控制注浆参数。

6.注浆效果：管片与地层间隙应填充密实，并确保衬砌环稳定，不漏水

（六）衬砌防水质量控制

1.为加强密封垫角部防水和防止角部受损，需在密封垫外角部覆贴自粘性橡胶薄板；

2.密封垫表层遇水膨胀橡胶遇水和潮氣会膨胀，故逢阴雨天应及时覆盖塑料布，在密封垫表层涂刷缓膨胀剂三度；

3.防水密封垫粘贴时按管片型号、严禁尺寸不符或有质量缺陷；变形缝、柔性接头管片接缝处理应符合设计要求；

4.盾构机底部容易积聚泥砂和水，如不及时清除，密封垫间会夹杂泥砂，影响密封效果，所以安装底块前应认真清除泥沙

5.嵌缝和抹孔严格按照设计工艺要求施工，手孔内严禁填充垃圾等现象。

三、结语

本工程虹完成后，轴线精确、拼装管片无明显错台、碎裂，渗水控制良好，施工过程对周围环境未造成不良影响，过程中虽有偏差，但都及时得到纠正。通过恢工程，体现出预控与过程控制的重要性，也为后续类似工程质量控制提供了良好的借鉴。