摘要：盾构隧道混凝土管片制作修补施工技术采用的是精密钢模进行浇筑混凝土，以精密干净的钢模内均匀涂一层脱模油。细致的检查钢模各项尺寸后，放入钢筋网，再浇筑混凝土，解决了管片外侧浮浆较厚、容易出现大面积气泡，唾沫过程中崩角、掉块等一些列难题。
关键词：混凝土管片；制作修补；施工技术
Key words：Concrete Segments；Production and Repair；Construction technique
1 前言
目前国内城市地铁建设开始高速发展，机械化程度高、施工安全系数高的盾构法隧道施工已获得了越来越广泛的运用。在管片生产过程中容易出现管片外侧浮浆较厚、大面积气泡，唾沫过程中崩角、掉块等一些列难题。针对上述情况，开发“盾构隧道混凝土管片制作修补施工技术”，有效的解决了上述难题。
2 工艺原理
在传统预制管片的基础上，做了以下改进：1、为保障裂缝控制，蒸汽养护的温度和温升速度有改变；2、洞口防止应力集中的强化钢筋网片的加设；3、洞口模具上设置碳纤维涂层[1]。
本技术采用的是精密钢模进行浇筑混凝土，以精密干净的钢模内均匀涂一层脱模油。细致的检查钢模各项尺寸后，放入钢筋网，再浇筑混凝土。严格控制混凝土配合比，使之满足抗压防水能各项标准。浇筑振捣采用风动振捣。人工脱模，严格控制脱模中对管片的影响，拼装管片后要严格校正[2]，对脱模后的管片进行局部处理，直到完全符合施工要求。
3 施工工艺流程
盾构隧道混凝土管片制作修补施工工艺流程如图1所示：
图1 盾构隧道混凝土管片制作修补施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 混凝土浇筑
混凝土配合比必须进行试配，用龙门吊将防水混凝土的混凝土斗吊至模具上方，先模具两端后中间进行放料。开动模具上的附着式风动振动器振捣，待风动式振动器振捣完以后，加以振动棒振捣密实。拆除压板，进行光面[3]。
图3 检查钢筋笼 图4浇注混凝土
4.2 养护
1．蒸汽养护：光面后，将用于蒸汽的帆布套在模具上，检查无误后通入蒸汽，使整个模具均匀的升温，升温时速度在每小时10～15℃，发现问题用调整蒸汽通入量的大小来调节温度[4]。
2．脱模后的养护：管片入池时管片与池中水的温度差不得大于20℃，养护周期为7天，然后进行淋水养护，保持管片外面湿润，喷淋养护达到28天龄期[5]。
图5 水养护图 图6 蒸汽养护
4.3 脱模
拆模顺序：叠齐养护布；拆卸手杆螺栓，清除混凝土残积物；拆卸旁模与底模固定螺栓；拆卸侧模与端模连接螺栓，两侧和端模拆开后，使用专用水平起吊吊具，用龙门吊将管片吊出到管片翻身机上[6]。
图7 拆模
4.4 三环试拼装
首先在平台上画直径为管片内径和外径的两个圆，作为拼装时的参考线；先放置标准块，再邻接块，最后放入封顶块；一环拼装完后，错缝拼装另两环。管片拼装完后利用不同型号的插片对管片之间的纵缝、环缝进行测量。
图8 三环试拼装检验
4.6 管片修补
1．管片外表面的气泡，蜂窝或漏浆：清除所有的浮浆，油迹，粉尘等杂物，然后装上木模板，用西卡胶皇修补拌和水泥进行曲修补填平，干后再涂一层混合浆液，干透后（24小时）再打磨。
2．管片露筋：第一，初步修补，管片周边装好木模后，涂底层浆液，再用修补剂混合水泥将修补部位填平，第二，表面涂一层混合浆液待干透后，用砂纸进行磨平修整。
3．边角崩块：基层处理，用锤子或凿子刮去表面微裂痕，去除油迹和灰尘，修补处理分二步进行，装好木模，填平该修补的部位。
5 质量保证措施
1．砼水化热过高易导致裂纹尤其手孔位置产生，通过多次试验，优化配合比，减少水泥用量以减少水化热。
2．手孔部位构造配筋薄弱时易产生裂缝，该部位要对工人进行详细交底，要求工人严格按照要求规范施工，提高工人对手孔辅筋的重要性的认识，适度增加配筋可有效防止裂缝产生。
3．手孔如果设计断面过大，蒸养时直接与蒸汽接触增加了裂纹产生，应取消手孔模具底部蒸汽管道，芯棒抽出以后用木塞堵住，模具侧面人孔使用钢板焊接封堵。
4．混凝土振捣时要严格控制风动频率和时间，避免过振和漏振产生气泡或浮浆。
5．管片达到16MPa 强度后方可脱模，并在管片上印刷生产日期、型号、编号
6 环保措施
1．成立专门生产环境卫生管理小组，落实环保责任制度，在生产过程中严格遵守国家及地方有关的环境保护的法律法规。
2．加强对加工机械、钢板的堆放、加工场地的控制，生产中的垃圾的控制与管理，遵守有关防火及废弃物处理的规定，接受周围群众及城市管理，环境部门的监督或检查。
3．生产过程中结合具体工程实际情况，做到优化选择，严密组织，减少机械、材料、人员和附属器具等各项资源的消耗。
4．现场散落的模板废料应回收集中，供再生后重复利用。
7 效益分析
7.1 技术效益
本技术与矿山发隧道衬砌相比，管片衬砌属于工厂预制，而且生产速度快，效率高，精度高，在工厂内施工，质量得到很好的保证，批量生产都能严格符合规定。
7.2 经济社会效益
预制管片能够批量大规模生产，成本比现场施工的衬砌降低的多。现在衬砌不光要建立各项管片施工措施，引进技术人员进行施工，而且施工时间长，混凝土养护时间长，初期承载力不高。使用新技术，能很大程度上减少施工中对盾构现场的维护，以及地下水和土压力对盾构施工的安全影响因素。
8 结论
经过实际工程应用，盾构隧道混凝土管片制作修补施工技术具有以下特点：
1 在传统工艺基础上，目前我们的预制方式，做了以下改进：为保障裂缝控制，蒸汽养护的温度和温升速度有改变；洞口防止应力集中的强化钢筋网片的加设；洞口模具上设置碳纤维涂层。
2 传统生产的管片表面粗糙，而且变形大，制成后可能有裂缝，本技术用高精度钢模，使得管片的尺寸以及外部光滑度得到了很好的处理。另外，本技术采用先进的风动振捣方式进行振捣，这种振捣技术频率高，能最大程度的减少混凝土中的气体含量，并控制振捣时间，不至于产生浮浆。
3 初凝后打开模具进行外抹面使用硬质混凝土终凝后进行养护，注意保持混凝土湿润，防止表面失水过快而产生干裂。
参考文献：
[1] 秦汉礼. 盾构隧道钢筋混凝土管片制作技术[J]. 隧道建设，2006，26（S1）：28-31.
[2] 马保国，徐立，李明芳，et al. 盾构隧道功能梯度混凝土管片生产技术及性能[J]. 施工技术，2008，37（1）：106-108.
[3] 王相东. 盾构隧道混凝土管片生产工艺及质量控制措施[J]. 建设科技，2016（16）：170-171.
[4] 李涛. 盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制[J]. 市政技术，2011，29（3）：125-127.
[5] 江大虎. 盾构隧道混凝土管片的耐久性退化规律及其寿命预测[D]. 南京航空航天大学，2010.
[6] 李强，陈树东，麻海燕，et al. 多因素耦合作用下盾构隧道混凝土管片的承载力试验[J]. 南京航空航天大学学报，2013，45（3）：435-440.
论文作者:明刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：管片论文; 混凝土论文; 盾构论文; 隧道论文; 蒸汽论文; 模具论文; 裂缝论文; 《基层建设》2019年第6期论文;