软土盾构隧道运营初期服役病害及纵向沉降变形分析.docx

软土盾构隧道运营初期服役病害及纵向沉降变形分析[摘要]城市地铁隧道主要结构形式为盾构隧道。本文结合工程实践经验调查、总结、分析了盾构隧道在服役初期的主要病害。在盾构隧道结构渗漏水、裂缝及损坏、断面收敛变形等病害方面进行了初探性分析并论述其主要危害。在盾构隧道纵向沉降变形病害方面进行了重点论述结合工程实例数据介绍了目前已发现引起盾构隧道纵向差异沉降的主要因素。[关键词]盾构隧道病害渗漏水裂缝差异沉降Abstract：Themainstructuralformofurbansubwaytunnelwasshieldtunnel.Inthispapercombinedwithengineeringpracticeexperiencethemaindiseaseofshieldtunnelduringtheinitialstageofoperationwasinvestigatedsummarizedandanalyzed.Thediseasessuchaswaterleakage、crackanddamage、sectionconvergencedeformationandsooninshieldtunnelstructureanditsmainharmwereexploringanalyzed.Thelongitudinalsettlementdeformationofshieldtunnelwasmainlydiscussedwithprojectdataandthemajorcauseoflongitudinaldifferentialsettlementofshieldtunnelfoundatthisstagewasintroduced.Keywords：shieldtunneldiseasewaterleakagecrackdifferentialsettlement0、前言城市轨道交通逐步由建设高峰期进入运营期作为其主要结构形式的盾构隧道健康服役的问题日益突出。在国内北京、广州、深圳、上海的运营时间不长的线路中已经发现诸多盾构隧道病害诸如：渗漏水、纵向不均匀沉降、局部管片裂缝与错台、管片破碎与脱落、管片与道床脱开等；在国外运营时间较长的盾构隧道中已发现衬砌钢筋锈蚀及结构混凝土腐蚀等多种耐久性不足的病害同时发现由于周边土体流失导致管片掉落的突发事故。另外目前城市各种频繁的建设工程如基坑开挖、盾构隧道相互穿越、大规模的地面卸载加载、打桩等给盾构隧道安全健康运营带来巨大风险。盾构隧道结构设计寿命为100年但目前尚无科学的方法来准确预测它们的寿命只能以“预防为主”、“早期发现”、“及时维护”和“对症下药”为基本原则通过各种检测手段获得定量数据科学地健康诊断评估其服役现状确保其运营安全。1、盾构隧道运营期主要病害盾构隧道运营初期主要病害主要包括施工误差及外荷载作用引起的各种变形另外还有材质劣化和渗漏水。从病害特征出发盾构隧道病害主要可以分为五类：（1）变形相关病害：接缝张开、错台、不均匀沉降、收敛变形；（2）受力相关病害：衬砌内力过大、钢筋应力过大、螺栓内力过大以及管片裂缝；（3）渗漏水相关病害；（4）材料性能退化如衬砌承载力降低混凝土劣化钢筋锈蚀等；（5）特殊病害如火灾造成的管片爆裂、地震灾害等。目前上海地区的隧道运营时间较短混凝土材质还未出现较明显劣化；上海市地质条件复杂多样且高含水率受渗漏水影响较大；上海市地铁沿线开发活动较频繁受施工影响明显。1.1结构渗漏水这是软土隧道最主要的病害之一。对隧道的稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁。渗漏水部位主要发生在环缝、纵缝、注浆孔及旁通道位置。并且呈现出冬季渗漏水现象较秋季等其它季节严重的规律。区间隧道中旁通道因其施工工艺特殊渗漏水现象较为普遍。图1衬砌渗漏水1.2结构裂缝及损坏裂缝是混凝土结构最常见的病害很多混凝土结构在使用期间都是处于带裂缝工作状态中。裂缝按形状可分为表面裂缝、贯穿裂缝按走向可分为纵向裂缝和横向裂缝等。当裂缝为贯穿裂缝时就会引起盾构隧道的渗水。盾构隧道裂缝致病原因包括断面变形导致封顶块张开（纵缝）、不均匀沉降引起环缝张开、施工时的拼装误差、千斤顶挤压和外界荷载变化（地震、施工等）一般错位过大的位置会伴有接头失效的情况发生导致渗漏水的发病几率大大增加。根据相关软土盾构隧道