盾構隧道在施工過程中管片襯砌受到的主要荷載有千斤頂推力、注漿壓力、上浮力、盾殼作用力、拼裝荷載等。
（1）千斤頂推力
千斤頂推力是盾構隧道掘進的驅動力，它反過來作用在管片上，是施工過程中隧道襯砌在軸線方向最大的外力。在目前國內地鐵盾構隧道施工中，淤泥質黏土層中總推力一般為8～12 mn，細沙土地層中總推力為12～15 mn，全斷面砂土地層推力則為15～20 mn，復合地層推力有時候達到20 mn以上，大型跨江海盾構隧道千斤頂推力通常都在30mn以上。
（2）注漿壓力
依據盾構工法的特性：拼裝好的襯砌脫離盾尾後，由於盾殼原來佔據的空間、為襯砌的拼裝操作所留空隙、盾構推進時帶走的部分粘附於盾殼上的土體所形成的空隙等，在襯砌環背面與實際開挖洞壁間存在環形空隙，使土體暫時處於無支護狀態，該空隙即為盾尾間隙。盾尾間隙的大小是由盾構鋼殼的厚度和盾尾操作空間決定的，一般為8～16 cm。
盾構工法施工中，對盾尾間隙的處理，即壁後注漿是施工的關鍵。壁後注漿在填充盾尾間隙、加固土體的同時，對管片也產生了一定壓力，該壓力達到一定程度時，可能引起管片區域性或整體上浮、錯台、開裂、壓碎或其他形式的破壞。
（3）上浮力
盾構隧道的壁後注入的水泥漿液一般需要5～7h的初凝時間，而通常情況下這期間盾構一直在向前掘進，如果周圍地層滿足一定條件，一定範圍內的土體未能及時握裹住管片，那麼在這幾個小時內有一段管片是懸浮在注漿漿液中的（或者是水、泥漿等），這就產生了管片上浮力（漿液浮力扣除管片自重）。
（4）盾殼作用力
管片與盾殼之間存在著一定摩擦力，盾尾密封刷對管片環也存在一較為均勻的環向壓力，一般情況下這些荷載不會對管片結構造成影響。但是，當盾構在曲線段掘進、糾偏，或者因其他原因造成盾構長時間停止掘進（造成盾構機「栽頭」發生）時，盾殼對管片造成的荷載尤其是擠壓荷載就變得不可忽視，如圖1所示。
圖1 盾殼作用力
（5）拼裝荷載
拼裝荷載主要是管片拼裝過程中作用在管片上的裝配器荷載。管片拼裝器在拼裝管片的過程中需要來**整拼裝位置以安裝縱橫向螺栓，若上一環管片斷面不平整，管片位置不精確，會導致下環管片的受力不均勻，在帶來螺栓安裝困難問題的同時，亦在管片內部產生了不均勻次生應力。
盾構隧道管片在施工期受到的其他施工荷載還有諸如後備套裝置自重、管片運輸車自重以及真圓保持器千斤頂荷載等。
施工期管片裂縫原因分析
（1）盾殼集中力作用
在前文所述「盾殼作用力」的情況，盾構機械在姿態調整過程中會產生應力集中效應，應力積聚到一定程度，即會在管片表面產生裂縫，如圖2所示。由圖可見，管片在筒體內時會受到盾殼筒體約束，但管片一旦脫離筒體，應力就會立刻釋放，所以離開筒體最近的一環管片最有可能破裂。
圖2 盾構機姿態調整產生裂縫
（2）千斤頂的不良頂力
盾構掘進過程中最為理想的狀態是管片環中線軸線與盾構機中心軸線重合，而實際掘過程中這兩軸線的偏差時時存在，從某種程度上講，盾構掘進的過程也是盾構機的軸線不斷調整的過程。因為兩軸線的偏差，經常會造成千斤頂的中心沒有作用在管片環的中心上，造成管片偏心受壓，產生軸向彎矩，當此彎矩達到一定程度，亦會產生管片裂縫，如圖3 所示。
圖3 千斤頂偏心荷載致使管片裂縫
通常情況下，為加大千斤頂與管片環端麵的作用面積，在千斤頂與管片接觸處都設定有撐靴，當撐靴損壞或其他原因致使撐靴傾斜地作用在管片的接頭面上時，會對管片結構造成區域性較大剪應力，也可能產生管片裂縫，如圖4 所示。
圖4 千斤頂集中荷載致使管片裂縫
（3）管片錯台所致
盾構隧道施工過程中，管片錯台是經常發生的現象，而其反映在結構上則是減小了該處的受力厚度，改變了管片結構的受力狀態，造成應力集中，通常也會造成管片裂縫，如圖5所示。
圖5 接縫錯台致使管片裂縫
（4）拼裝間隙所致
盾構隧道管片拼裝管片時，一部分千斤頂需要縮回，即產生了區域性應力釋放，造成已拼裝好的管片發生區域性位移，產生拼裝間隙，使得環向接頭面上的不平整，在千斤頂作用下產生應力集中現象，進而產生管片區域性裂縫，如圖6所示。
圖6 管片拼接間隙產生裂縫
盾構隧道管片的區域性破損多發生於連線螺栓的手孔處、定位孔邊緣以及管片周邊位置，也是盾構隧道施工期經常遭遇的一類破壞形式。一般是因為在吊裝、運輸或拼裝中遭受了衝撞、磕碰、摩擦、擠壓所致，圖7為某盾構隧道管片在定位孔位置的破損現象。
圖7 管片區域性破損
在盾構隧道施工過程中，本文前面所提到的管片間的錯位（錯台）會使得相鄰管片的止水條不能正常吻合，導致管片滲漏水。各種裂縫，尤其是貫穿性裂縫，也會引起管片滲漏水。連線螺栓未擰緊會使得管片在停止掘進後呈鬆弛狀態，造成接縫的擴張，讓止水條無法緊密結合，也是造成管片滲漏的原因。
掘進中千斤頂撐靴擺放位置不對，致使止水條損壞，也是管片滲漏的潛在因素。此外，拼裝過程中不慎將止水條擦擠錯位或脫落，也會造成管片的滲漏（尤其是在插入封頂快時）。圖8 為管片拼裝過程中止水條脫落的**，圖9為拼裝好的
管片發生較大面積的滲漏水現象的**。
圖8 拼裝封頂塊時止水條脫落
圖9 管片滲漏水
前已提及，管片錯台是盾構隧道施工中常見的一種現象（圖10），錯台和本文前面所分析的管片裂縫往往相伴而生，發生大的錯台的時候，往往會產生管片裂縫或破損。對於管片錯台的原因，注漿壓力、上浮力、拼裝荷載、千斤頂荷載、盾構機的姿態調整以及管片的製造誤差等，都可能造成管片錯台。
圖10 管片錯台
盾構姿態是指盾構機在掘進過程中盾構機與設計隧道的相對形態，片姿態是指在掘進過程中，所拼裝的管片與設計隧道的相對形態。二者主要表現為左右偏移和上下偏移4 種形態，具體表現在盾尾間隙、盾構掘進時油缸行程差、管片錯位以及盾構軸線偏移等。糾偏時，糾偏半徑一定要大於偏移半徑，即，即盾構機的糾偏角必須小於已偏移的角度，如圖11所示。
圖11 盾構糾偏示意圖
盾構機糾偏不能很快地把盾構機調整到正確的姿態上去，一般要通過數環管片的漸進性修正。糾偏時，先將盾構機偏角緩慢變小，但盾構機仍為偏離狀態，控制盾尾間隙為微小變化，經過一段距離後，盾構機姿態才糾偏完成。切忌一次性糾偏到位，如果採用一次性糾偏到位，首先管片可能無法拼裝，即使能夠拼裝，一定會造成管片上應力集中，從而使管片推出盾構筒體後產生爆裂；其次，若急劇糾偏，盾構機將立即出現另乙個姿態偏移。
而且，在盾構掘進過程中，當盾尾間隙和行程器出現偏差時，應先及時測量監控，確定是管片姿態出現問題還是盾構姿態出現問題，然後再考慮糾偏。
盾構糾偏時為防止糾偏過急及產生內裂，應採取如下措施：
1 盾構機偏移方向使用較多油缸的同時，在糾偏方向使用適當數量的油缸，用以防止糾偏角度過大，減小應力集中
2 適當調節油壓，形成合適的油壓差以防止應力過於集中。
及時將千斤頂頂進過程中施加給管片的預應力予以釋放，通過在應力集中部位發生一定位移，讓應力在拼裝好的管片中再次調整，重新分布，在一定程度上也會起到一定預防施工期管片破損的作用。
不同的地層對油缸的選擇反應靈敏程度有所不同。比如，在軟地層中掘進時，加上一支頂進油缸盾構姿態就會有很明顯的變化，而在圍岩情況較好的風化岩層中掘進時，由於盾殼筒體受到較大的徑向摩擦，即便是加上幾支油缸，盾構機整體反應程度也比較小。所以，盾構機的姿態控制是經驗性較強的一門技術，不光需要操作手高度的責任心、較好的業務素養，還需要果斷而靈敏的判斷和反應能力。
注漿壓力是施工過程中管片所受到的一重要施工荷載，若該壓力過大，經常會造成管片的變形和錯台，嚴重時甚至會剪斷連線螺栓，尤其是封頂塊，注漿壓力經常會使得封頂快有向隧道內部空間發生位移的趨勢。所以，施工過程中對注漿壓力的控制顯得尤為重要。
管片拼裝時，每拼裝一塊管片都會立即安裝上連線螺栓，一環拼裝完成時，一般該環能夠安裝的螺栓也會安裝完成。值得注意的是，隨著盾構機不斷向前推進，已拼裝好的管片由於受千斤頂荷載作用，會發生沿盾構軸線方向向後的位移，該位移的發生會使得已安裝的螺栓出現鬆弛現象，隨著盾構機的持續推進，千斤頂推力對後方已拼裝好的管片的荷載效應會越來越小，此時，螺栓的鬆弛效應即顯現出來，便會出現管片錯台、接縫位置滲漏水等現象。
實踐證明，在盾構機掘進過程中，及時對已拼裝好的管片的連線螺栓進行二次預緊（甚至多次預緊），對保證拼裝精度、防止管片錯台、滲漏等問題都有積極作用。
水泥：採用矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，強度等級≥32.5mpa,質量要符合《矽酸鹽水泥，普通矽酸鹽水泥》（gb175-1999）質量標準。
本工程採用42.5號二級白色矽酸鹽水泥，42.5號普通矽酸鹽水泥。
細骨料：潔淨無汙染的中砂，細度模數2.3-3.0，含泥量≯3%，其他技術指標符合tb10210-2001標準要求。
外加劑：膠黃粘補劑、 「丙乳」液(二烯、苯乙烯共聚勿乳液)。
配合比的設計不僅要求砂漿的強度，還要要求修補後的砂漿顏色於管片的顏色一致。配合比經試驗室試配和現場反覆試驗來確定較為理想的配合比，實際施工可跟據現場原材料的實際情況作適當的試配調整，一般可分為水泥漿和水泥沙漿兩種。水泥漿主要用於修補管片小蜂窩，小氣泡；水泥沙漿主要用於修補裂縫及大於2公釐的氣泡、氣孔、蜂窩、孔洞、缺角等。
水泥漿和水泥沙漿配合比如下所示：
水泥漿配合比
注：水泥漿摻入適量的「丙乳」液（「丙乳」液為：丙乳:水=1:1）
水泥砂漿配合比
注：水泥砂漿摻入適量的「丙乳」液（「丙乳」液為：丙乳:水=1:1）
由於所用材料的量較少，不需要用電瓶車運輸，只須在地面人工拌合好修補材料後，人工搬運至施工點即可，如遇須高空作業，可搭設能移動的簡易腳手架及施工平台。工具、裝置的運輸必要時利用隧道內電瓶車運輸。
1、對管片外表面的少量裂縫或表面少許破損均可採用「丙乳」液拌合的水泥漿填補，用灰匙壓平，且使用厚泡沫海棉塊蘸漿表面抹平。
2、對管片外表面有裂紋的，要沿縫鑿程「v」形斜坡槽，槽深10公釐，再用水沖洗後，再用素水泥漿打底、水泥砂漿壓實抹幹。
超大直徑盾構法隧道施工期的襯砌結構安全性研究
報告人 林家祥先生，上海隧道工程股份 科技開發部主任 報告人介紹 林家祥先生，上海隧道工程股份 科技開發部主任，總工程師助理，高階工程師。1984年大連理工大學本科畢業後進入交通部第三航務工程勘察設計院工作後赴日留學。1993年日本東京都立大學研究生畢業後，進入日本東方設計諮詢公司工作。2002年進...
盾構管片專項施工方案
盾構區間管片生產 專項施工方案 編制審核 批准xx集團 一期工程5標專案經理部 二0一一年二月二十日 目錄1.1.1 地鐵2號線5標的盾構管片預製施工招標檔案。1.1.2 施工主要規範 規程 標準及法規。混凝土結構設計規範 gb50010 普通混凝土拌合物效能試驗方法標準 gb t 50080 20...
趕工措施工期滯後
目錄1 工程概況 1 2 目前施工進度狀況及滯後原因分析 1 2.1 目前施工進度 1 2.2 原因滯後的分析 2 3趕工措施 2 3.1技術因素 2 3.2 經濟措施 3 3.3 組織協調措施。3 3.4材料保證 4 3.5 措施保證 4 3.6後勤保障 5 4 質量及安全管理保證措施 5 4.1...