1、上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制單 位：中鐵四局機械工程分公司小組名稱：機械工程分公司上海盾構部QC小組時 間：2007年12月發 表 人：陸 躍上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制v一、小組簡介v二、工程概況v三、選題理由v四、現狀調查v五、確定目標v六、原要因分析v七、制定對策v八、對策實施v九、效果檢查v十、進一步打算上海市軌道交通上海市軌道交通7 7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制號線地鐵隧道管片拼裝質量控制小組簡介小組簡介小組名稱：盾構機地鐵施工質量控制QC小組注冊時間：2007年4月課題名稱：管片拼裝質量控制QC小組成員表:姓名姓名性別性別年齡年齡學歷學歷職稱職稱組

2、內職務組內職務李偉男34本科工程師組長徐韜男43本科高級工程師副組長謝文暉男37本科工程師副組長陸躍男24本科技術員組員劉明男23大專技術員組員阮亮男25大專技術員組員賈志高男25大專技術員組員陶飛飛男23中專技術員組員周家興男32中專技術員組員平均年齡30人均受QC教育時間48小時課題類型攻關型活動時間2007.4.252007.9.17上海市軌道交通上海市軌道交通7 7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制號線地鐵隧道管片拼裝質量控制工程概況工程概況 上海市近來普遍采用寬度1.2m的管片，通縫拼裝。成環管片由六塊組成，含：1塊封頂塊，兩塊鄰接快，兩塊標準塊和一塊拱底塊，每環管片總重19.3t。 拼裝

3、時，從下而上進行，即：拱底塊、標準塊、鄰接塊、封頂塊。見下圖。上海市軌道交通上海市軌道交通7 7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制號線地鐵隧道管片拼裝質量控制工程概況工程概況封頂塊鄰接塊1鄰接塊2標準塊1標準塊2拱底塊封頂塊鄰接塊1鄰接塊2標準塊1標準塊2拱底塊管片剖面圖管片分解圖上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制選題理由 管片拼裝質量一直是地鐵工程盾構法施工中的一項難題。盾構施工的成果是也只是一環環相連接的管片，如果這些管片拼裝質量不高，會在外觀反映出來。這將直接影響隧道的驗收，間接的會對施工方有很多負面影響，因為管片拼裝質量代表施工單位的施工水平，所以對其一定要非常重視。上海市軌道交通

4、7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制現狀調查 從2007年4月25日盾構機出洞開始，到掘進300環，管片拼裝質量存在一系列的問題，集中表現在以下五點：上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制現狀調查1、管片破碎 管片內側破碎集中在管片的棱角處，主要為封頂塊與鄰接塊的兩個后角、標準塊與鄰接塊的前后角；外側破碎主要為標準塊與鄰接塊的外側，即整環管片的左右側。 上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制現狀調查2、錯臺錯縫 拼裝完成的兩環管片間內弧面不平，環高差過大，稱之為錯臺；環縱縫不保持在同一直線稱之為錯縫。 錯臺集中在標準塊與鄰接塊的交界處，最大錯臺量達10mm；錯縫現象較多，包括環縫和縱縫。

5、上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制現狀調查3、張角 管片張角最明顯的現象為成環管片前后圓面大小不等，張角出現頻率較多的為左右側標準塊與鄰接塊的縱縫處。上海市軌道交通7號線管片拼裝質量控制現狀調查4、管片滲漏水 管片滲漏水體現在沿管片環縱縫出現的濕漬、滴水情況，主要存在于整環管片的上半部分。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制現狀調查5、管片變形 管片呈明顯的類橢圓形，即橫鴨蛋形狀，管片直徑偏差最大達16mm。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制現狀調查 上述現象只是前300環管片外觀的一小部分，如此質量很難通過隧道驗收，并且照此下去，將對公司的聲譽帶來很大的負面影響，

6、及時整治已經到了不容滯緩的地步了。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制確定目標 小組按照規范確定目標：直徑偏差控制在12mm內，環縱縫張開在2mm內，錯臺不得大于4mm，管片無明顯張角，無破碎和滴水現象，允許偶見濕漬。 上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析 1、人員方面 我經理部在職人員中有一半參與過上海軌道交通9號線的掘進工作，對盾構施工主體相當了解，但是沒有盾構掘進和拼裝方面的經驗。7號線推進和拼裝由新引進的人員執行，之前也沒有太多此方面的經歷。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析 2、機械方面 對管片拼裝造成影響的主要是管片拼裝機，三菱盾構的拼

7、裝機有一定的局限，其靈活性相比其他品牌的盾構要遜色一點，而且此前我們使用的是有線遙控，拼裝時有難度。 盾構機C環在組裝時，調整過很多次，但最終都沒有能夠達到最理想的整圓效果，上下直徑大于左右直徑，這會導致一個結果就是：上下的盾尾間隙大于左右間隙，它限制了盾構機在圓曲線上掘進時姿態的自由調整，也容易擠碎管片。 上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析 3、材料方面 主要是管片本身的質量問題。此次管片由業主指定中鐵二十三局五公司生產。相比9號線，這一批管片的質量不高。出廠時，部分管片表面存在氣泡、麻面、掉皮、起砂情況，且大部分都有明顯修補過的痕跡，管片水灰比過大，成脆性，易掉角。這對

8、管片拼裝而言，有先天性的制約。 上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析 4、方法方面 工法方面小組總結出了以下幾點： 一般情況下，盾構機的千斤頂面與管片環面保持統一，這樣一是容易控制盾構機姿態，二是不容易擠爛管片。 而實際情況是：因為過急的糾正姿態，盾構機區壓差過大，使得其與管片法面產生大的夾角，這樣管片環面角部受力方向發生改變，產生應力集中，導致管片破碎。示意圖如下：應力集中區域上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析 惡性循環：前一環管片環面不平整，塊與塊之間有錯臺錯縫，如沒有及時地糾正，下一環就會很難拼裝并容易破碎，并將帶來更大的錯臺錯縫。 管片環面不在同一

9、平面，封頂塊未拼裝時，兩鄰接塊上端間距已經不滿足拼裝要求，呈前大后小形狀，使得封頂塊拼裝時，兩后角擠碎，兩前角處縫隙過大，縱縫呈明顯的八字縫，封頂塊下落。 請看拼裝封頂塊時的照片 從示意圖來看，鄰接塊后端的間距明顯小于封頂塊需要的最小距離，所以這種情況往往是拼一塊碎一塊。F塊拼裝時插入方向封頂塊鄰接塊鄰接塊上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析 5、環境影響 本區間應業主要求，采用可硬性漿液進行同步注漿，因為含有水泥，漿液凝固快，后期強度大，對管片反而能夠起到一定保護作用，所以環境對管片拼裝質量的影響接近于零。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析魚刺圖管管片片

10、拼拼裝裝質質量量低低人人員員機機械械材材料料自身經驗不足靈活性低可操作性差管片質量差方方法法盾構機區壓差太大盾尾失圓惡性循環鄰接塊后端間距未放開糾偏意見不統一環環境境影響較小協作隊伍比較年輕保養不到位上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析小組總結了上述五項因素，并在確定要因方面展開了討論，認為：人是施工的主導，個人的專業素質及經驗會對整個工程起到決定性的作用，如我方人員在管片拼裝方面有獨到的見解，則不會出現這些問題；另外，機械也是限制管片拼裝質量的一方面，但小組充分認識到，過去沒有這些現代化的機械及設備，四局工人也成功完成了很宏偉的工程，施工者的現場經驗可以彌補機械方面的不足，

11、而這則更說明我們經驗的欠缺，所以，機械不能夠決定工程的成敗，謀事在人，成事也在人；從管片質量來看，雖然不高，但相同的管片其他施工單位卻能夠拼裝的很好，這說明我們確實有不及他人的地方需要改進。所以，材料只是一個小的方面，絕對不能夠作為一個主要原因。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制原要因分析綜上所述，各原因歸結如下表：原因分析表序號原因是否要因1人員經驗嚴重不足是2機械方面否3管片質量低否4方法不當是5環境否上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制制定對策針對兩大主要原因，小組經過討論后，在實際工作的各個方面采取了不同的對策，見下表：目標對策表目標對策表序號方面目標對策與解決措施1

12、人員1.會拼裝2.懂拼裝3.精于拼裝1.引進高水平作業隊伍2.老師帶徒，環環跟蹤學習拼裝方法3.記錄每一環的貼片位置、厚度2方法1.將管片破碎頻率降低，力爭無破碎2.將管片滲漏水控制在規范允許范圍內3.管片無明顯錯臺錯縫以及內外張角1.微調掘進方向，盡快使管片與盾構姿態達到同心的理想狀態2.對環面不平整的管片根據具體情況進行合理貼片3.放大鄰接塊后端間距，縮短鄰接塊前端間距4.拼裝前清理管片，不留任何可能對拼裝造成影響的雜物5.管片落底拼裝，逐步收回橫鴨蛋形狀上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施 從實事做起：采用進口無線遙控代替原來的有線控制板，加強可能對管片拼裝帶來影響的單雙

13、梁行走電機、拼裝機液壓設備的檢查保養。盾構司機在接下來的掘進過程中，以管片姿態控制盾構姿態，使二者形成同心、平行的前進趨勢。使用修補材料把過去破碎的管片進行修補，修補材料搭配取管片配合比；對滲漏點采取二次注漿的方式進行堵漏，并采用雙液漿即：水玻璃加水泥，嚴重滲水部位注入聚氨酯。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施對較大縫隙的環縱縫采取嵌縫措施。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施更換協作隊伍，起用有多年盾構法施工經驗的上海市吉原公司；工程部、物機部包括兩位部長在內，全都定時下井學習盾構推進和管片拼裝技能；采用老師傅們的意見，固定一種糾偏方式，環環糾、緩緩糾。上海

14、市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施舉例說明：藍色方框代表糾偏用的石棉板糾管片外張角（內外張角糾法不同）：外張角糾正示意圖1230上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施1230位置0：管片塊與塊之間的張角達1cm，采取在當塊的背千斤頂面中間粘貼一塊2mm厚的低壓石棉板，如位置1所示；每貼1塊2mm的石棉板，張角就會縮小3mm左右（經驗值），這樣只需3環就可以糾回1cm的張角。這是一個普通的數學原理，雖然我們學歷很高，終究比不上那些老工人的經驗豐富。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施舉例說明：藍色方框代表糾偏用的石棉板防止封頂塊破碎的方法方法分兩步：a

15、、在圖示位置粘貼石棉板，這起到一個將管片整體向內收的效果； 上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施舉例說明：藍色方框代表糾偏用的石棉板防止封頂塊破碎的方法b、在封頂塊的背千斤頂面粘貼23mm的石棉板，這將會擴大封頂塊與鄰接塊邊緣最終的間隙，對防止封頂塊破碎起到很好的作用。如圖所示：上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施 其他 a、針對管片環面不平整 同一環管片在拼裝完成后迎千斤頂一側環面不在同一平面上，不同塊之間有凹凸現 象存在，給下一環的拼裝帶來影響。導致環向螺栓穿進困難，并造成管片破碎等問題。 原因分析： 管片制作誤差尺寸累計； 拼裝時前后兩環管片間夾有雜物；

16、千斤頂的頂力不均勻，使環縫間的止水條壓縮量不相同； 糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求； 止水條粘貼不牢，拼裝時翻到槽外，與前一環的環面不密貼，引起該塊管片凸起； 成環管片的環、縱向螺栓沒有及時復擰及復緊。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施 治理方法：對于已形成環面不平的管片，在下一環及時加貼楔子糾正環面，使環面平整。預防措施：拼裝前檢測前一環管片的環面情況，決定本環拼裝時糾偏量及糾偏措施；清除環面和盾尾內的各種雜物；控制千斤頂頂力均勻；提高糾偏楔子的粘貼質量；檢查止水條的粘貼情況，保證止水條粘貼可靠；盾構推進時騎縫千斤頂應開啟，保證環面平整。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片

17、拼裝質量控制對策實施 b、針對管片環面與隧道設計軸線不垂直 拼裝完成后的管片迎千斤頂的一側整環環面與盾構推進軸線垂直度偏差超出允許范圍，造成下一環管片拼裝困難，并影響到盾構推進軸線的控制。 原因分析： 拼裝時前后兩環管片間夾有雜物，使相鄰塊管片間的環縫張開量不均勻； 千斤頂的頂力不均勻，使止水條壓縮量不相同，累計后使環面與軸線不垂直； 糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求； 前一環環面與設計軸線不垂直，沒有及時地用楔子環糾正； 盾構推進單向糾偏過多，使管片環縫壓密量不均勻而使環面豎直度差。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施治理方法： 合理的修改管片的排列順序，利用增減楔子環（曲

18、線管片）來進行糾偏； 根據需要糾偏的量，在管片上適當的部位加貼厚度漸變的傳力襯墊，形成楔子環，對環面進行糾正。一般一次加貼襯墊的厚度最后不超過6mm。偏差大可進行連續多環的糾偏達到目的； 當垂直度偏差較大，造成管片拼裝極苦難，盾殼卡管片嚴重時，可采用糾偏量較大的剛性楔子。預防措施： 拼裝時做好清理工作，防止雜物夾雜在管片環縫間； 盡量多開啟千斤頂，使盾構糾偏的力變化均勻； 在施工中經常測量管片環面的垂直度，并與軸線相比較，發現誤差，及早安排制作楔子糾環面。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施 c、針對縱縫質量不符合要求 縱縫質量差表現在不同環的管片相互位置發生變動，致使縱縫出現

19、了前后喇叭、內外張角、內弧面產生踏步、縱縫過寬、兩塊管片相對旋轉等質量問題。對隧道的防水、管片的受力都造成嚴重的危害。 原因分析： 拼裝時管片沒有放正，盾殼內有雜物，使拱底塊管片放不到位或產生上翹、下翻，環面有雜物夾入環縫，也會使縱縫產生喇叭； 拼裝時管片未能形成正圓，造成內外張角； 前一環管片的基準不準，造成新拼裝的管片位置也不準； 隧道軸線與盾構的實際中心線不一致，使管片與盾殼相碰，無法拼成正圓，只能拼成橢圓，縱縫質量也就無法保證。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施治理方法：用整圓器進行整圓，通過整圓來改善縱縫的偏差；管片出盾尾，環向螺栓在進行一次復緊，可改善縱縫的變形。

20、管片被周圍土體包裹住以后，橢圓度會相應地減小，縱縫壓密程度提高，此時將螺栓進行復緊可取的較好的效果；采用局部加貼楔的辦法，作縱縫質量的糾正。預防措施：拼裝前做好盾殼與管片各面的清理工作，防止雜物夾入管片之間；推進時急糾偏，使盾構的軸線與設計軸線的偏差盡量減少，保證管片能夠居中拼裝，管片周圍有足夠的建筑空隙使管片能拼裝成正圓。環面的偏差及時進行糾正，使拼裝完成的管片中心線與設計線誤差減少，管片始終能夠在盾尾內居中拼裝；管片正確就位，千斤頂靠攏時要加以均勻，除封頂塊外每塊管片至少要有兩只千斤頂頂住；盾構推進時騎縫的千斤頂應開啟，保證環面平整。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施 d

21、、針對錯臺量大 原因分析： 管片拼裝的中心與盾尾中心不同心，管片與盾尾相碰，為了將管片拼裝在盾尾內，將管片徑向內移，造成過大的環高差； 管片拼裝的橢圓度較大，造成環差過大； 管片的環面與隧道軸線不垂直，如繼續上一環的方向拼裝將會與盾尾相碰，將管片向相反方向位移，造成過大的環高差； 管片在脫出盾尾后建筑空隙沒有及時填充，管片在自重的作用下落底，造成環高差過大。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施治理方法: 拼裝過程中發現新拼裝的管片與前一環管片的環高差過大，可擰松連接螺栓，逐塊調整管片的位置。預防措施： 將管片在盾構內居中拼裝，使管片不與盾構相碰； 保證管片拼裝的整圓度； 糾正管片環面與隧道軸線的不垂直度； 及時、充足地進行同步注漿，用同步注漿的漿液將管片托住，減少環高差； 嚴格控制盾構推進軸線和盾構姿態，確保管片能拼于理想的位置上。上海市軌道交通7號線地鐵隧道管片拼裝質量控制對策實施 e、針對管片橢圓度過大 拼裝完成的管片的水平直徑和垂直直徑相差過大，導致橢圓度超過標準。 管片的拼裝位置中心與盾尾的中心