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摘要：本文对地铁隧道管片生产出现钢筋骨架尺寸不准确、气泡产生现象、外表面裂纹的质量通病原因分析，并提出了一些有效的质量问题控制措施，以期延长地铁隧道的使用寿命。
关键词：盾构法；管片；质量通病
引言
虽然盾构法在地铁隧道工程中的应用非常普遍，但管片仍存在一些比较常见却又尚未得到很好解决的问题，如管片的生产开裂、破损、拼装错台和渗漏水等。结合实践工作经验，对管片生产时各类质量缺陷产生的主要原因进行了分析，并提出了一些控制措施。
1盾构法施工介绍
盾构法施工适用于地面建筑物众多，而且对地面沉降要求严格的地理条件，随着科学技术的发展，盾构机种类发展很完善，不同的地质条件可以选用相应的盾构机，因此，我国大城市很多采用这种方法进行施工。总体来说常见的类型有土压平衡盾构和泥水加压盾构，此外还有气压式、手掘式、加泥式等多种类型盾构适用于不同地质条件。按形状可分为单圆、双圆等类型。盾构法施工一般按重要节点划分为前期筹备、进洞、100米试推、正常推进、出洞、盾构退场。
盾构的机型选择上，关键是选择适应地层、施工稳定及满足工况条件的盾构机型。要根据实际情况调配盾构机的使用。可采用的盾构类型一般是泥水盾构和土压平衡盾构两种。但相比较，泥水盾构在施工中需要泥浆池进行泥水分离，占地较大，价格比较高。土压平衡盾构适合于粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、含水砂质粉土层，另外，配备注浆系统，对控制地表沉降效果很好。土压平衡盾构又称为削土密闭式盾构。这种盾构最前端为一个切削刀盘，刀盘前端是刀盘鼻尖，刀盘后边是一个密封的土仓，土仓下部装有螺旋机，螺旋机连接皮带机。在施工中根据实际情况调节土仓里土压和外界开挖面土压平衡，当土仓里土压低于外界土压时，切削面的土体就被压进土仓，造成土仓土压上升，当大于外界时，螺旋机就开始出土到皮带机上，从而传到电机车土箱里拉到外边。这种方法能很好地减少对周边土体的扰动，控制地表沉降。因为地面为建筑物和众多的管线，盾构推进时地面沉降要放在优先的位置。
2管片生产的质量通病原因分析
管片是隧道盾构法施工的衬砌预制构件，肩负着隧道结构的支护、防水功能。管片的质量好坏直接影响到隧道主体结构的安全和耐久性，因此，在生产过程中如何控制管片的质量是重点环节。
目前，盾构管片通常采用工厂化生产，管片生产专业化、规范化，管片的质量能得到有效的保证。但在生产过程中也常常出现一些质量通病，例如钢筋骨架尺寸不准确、气泡问题、外表面裂纹、管片尺寸超差等。
2.1钢筋骨架尺寸不准确
1、钢筋骨架尺寸不准确现象
（1）钢筋骨架长、宽、高超差；
（2）弧度不准确导致保护层超差；
（3）钢筋间距超差。
2、原因分析
按《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446―2008中对钢筋笼的要求，管片钢筋骨架的允许偏差比一般建筑施工控制的严格。如果在钢筋骨架制作过程中掌握不好要领，很容易出现上述的质量通病。例如，箍筋制作尺寸不准确，直接影响钢筋骨架的长、宽、高尺寸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过我们观察和分析，发现出现问题的主要原因是：
（1）钢筋开料不准确；
（2）钢筋骨架主筋定位不准确。
3、钢筋骨架尺寸不准确防治的处理措施
（1）钢筋开料不准确防治
①熟悉图纸，制定钢筋下料尺寸工艺卡；
②先按工艺卡小批量下料，制作钢筋骨架样板，样板验收合格后才进行大批量的下料；
③钢筋下料过程中加强检查工作，发现问题及时进行纠正。
（2）钢筋骨架主筋定位不准确防治
①按施工图要求制作可以准确定位主筋和箍筋的钢筋骨架靠模，
②先做钢筋骨架样板，样板验收合格后才进行大批量制作。
2.2气泡问题
1、气泡产生现象
混凝土管片侧面出现少量的气泡属正常现象，修补后一般不影响管片的外观和使用功能。但如果气泡较多，按《盾构法隧道施工与验收规范》规定，密封槽部位在长度500mm的范围内存在直径大于5mm，深度大于5mm的气泡超过5个就属于严重缺陷。如果在生产中气泡不加以控制，不但影响管片外观质量，还有可能影响其结构，甚至会降低混凝土的抗渗性能。
2、出现气泡的主要原因
（1）工人下料和振捣不规范；
（2）混凝土配合比不合理；
（3）脱模剂不匹配。
3、气泡问题防治的处理措施
（1）工人下料和振捣不规范防治
①管片浇筑混凝土时应分两层下料，第一层振捣完成后混凝土面距止水条凹槽位约3cm为宜，避免气泡聚集在止水条凹槽处排不出来；
②振捣时振捣棒布点应合理，从中间向两边进行，管片侧边应加强振捣；
（2）混凝土配合比不合理防治
①水灰比设计要合理，一般在0.36左右为宜，混凝土坍落度控制在7cm左右，可使用2%高效减水剂降低用水量；
②混凝土用灰量不能过少，一般应控制在400kg左右，在保证混凝土强度的条件下可掺适量的粉煤灰改善混凝土和易性；
③混凝土集料大小应适中，使用5~25mm连续级配碎石，2.4~2.7细度的中砂，如果砂粒太大（超过3.0），则此时需浆量也增大，如果不增加用灰量，管片侧面易出现小气泡。
（3）脱模剂不匹配防治
①脱模剂使用时先进行试验，选择与减水剂匹配的品牌；
②脱模剂一般使用水剂（乳化液），油脂性脱模剂不适合在管片生产中使用，因油脂的憎水性，使用后侧模气泡难排出，会产生很多小气泡；
③脱模剂浓度应适中，如果浓度过大，侧模气泡难排出，也会产生很多小气泡。浓度过小则会出现粘模现象。
2.3外表面裂纹
1、外表面裂纹现场
盾构管片普遍使用C50~C55高强混凝土，抗渗等级一般为P12，因混凝土强度和抗渗等级要求较高，其使用的水泥量也增大，普遍每立方混凝土水泥的投放量在350kg~400kg之间。混凝土中随着水泥使用量的增加，水泥水化反应发出的热量也增加，混凝土凝结过程收缩也增加了。按《盾构法隧道施工与验收规范》规定，长度超过密封槽、宽度大于0.1mm，且深度大于1面膜的裂缝属于严重缺陷。
2、出现裂纹的主要原因
（1）蒸养阶段温度控制不当；
（2）脱模后受外界环境影响大；
（3）外弧面浮浆过厚。
3、外表面裂纹防治的处理措施
（1）蒸养阶段温度控制不当的防治
①生产前制定《管片蒸养制度》，并严格执行；
②管片蒸养时应有升温和降温过程，升温和降温每小时温度变化不大于15℃；
③管片蒸养时恒温2~3小时，最高温度控制在50~60℃。
（2）脱模后受外界环境影响大的防治
①管片蒸养后应静置降温，脱模时管片表面温度与外界温差不大于20℃；
②管片脱模后应及时进行养护，夏天不准太阳暴晒，冬天不准大风吹袭；
③管片下水时表面温度与水温温差不大于20℃，养护时间不少于14天。
（3）外弧面浮浆过厚防治
①管片混凝土浇筑应分层下料，防止浮浆集中堆积在管片外弧面顶部；
②合理控制混凝土配合比，混凝土搅拌均匀，运输过程不发生离析；
③管片混凝土振捣一般控制在8~9分钟，不漏振，不超振。
3结语
加强原材料的控制是管片质量的源头，在生产过程中对各个步骤的严格要求是管片质量的灵魂，管片是轨道施工中使用盾构法施工的一个非常重要预制构件，其生产工艺控制的好坏将直接影响到管片的质量，从而影响整个地铁盾构施工的质量和盾构隧道的质量。所以我们要不断的强化自身技术，在保证质量的前提下选择合适的生产工艺，努力做好管片的生产。
论文作者:黄泽鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/15
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