对此行为过程进行监控量测,称为盾构管片上浮监测。
受制于盾构法本身的施工工艺特点,隧道结构外径要小于开挖直径,存在实际开挖空间大于盾构管片结构外径的超挖空间,管片脱出盾尾后,需要采用浆液对超挖空间进行回填,在浆液未凝固时,会对管片产生上浮力,随着浆液的凝固,这个浮力会逐步减小至正常的水浮力。
管片上浮会给管片结构带来不利影响,是盾构隧道施工期结构出现错台、开裂、渗漏水的主要原因之一。根据目前的工艺,管片上浮影响是不可避免的,当管片上浮量超过管片环间的抵抗能力,就会出现管片错台、开裂及渗漏、螺栓拉断、接缝渗漏水等病害,严重时会危害隧道安全。因此需要对管片的上浮量进行监测,以便及时采取措施控制上浮危害。
采用的监测方法较多,主要有全站仪测量和棱镜自动化测量两种,全站仪主要依靠人工测量,不仅测量误差较大,而且受盾构机后配套设备的影响,测量难度大。因此棱镜自动化测量成为近几年常用技术,主要是依托基站和各环管片固定的棱镜,实现对上浮量的实时监测,具有精度高、测量及时且不影响正常作业的优点。
当管片上浮超出承受范围时,需要采取可靠措施,降低上浮量,主要措施有:①当浆液凝固时间较长时,应降低盾构掘进速度;②采用快凝型同步注浆浆液(如水泥-水玻璃双液浆);③采用双液浆进行二次注浆以增加顶部支撑力;④增强管片环之间的摩擦力及螺栓的抗拉强度;⑤适当增加盾构机盾尾后续段后配套的配重;⑥硬土和岩石地层中提高浆液的抗水分散性,减少浆液向盾构机前部的漏失;⑦适当控制盾构机的超挖量等。