北京港创瑞博混凝土有限公司 102202
摘要：盾构隧道预制管片的生产,其工艺是随着隧道施工工艺,特别是盾构施工工艺的发展而发展的。盾构法施工技术有土压平衡式、泥水平衡式和混合型盾构多种,就截面形式有圆形、椭圆形、矩形、复圆形等,管片类型也随之发展。本文主要对盾构管片预制技术进行研究,抓住影响管片质量大的工序,以期最大程度的提高管片精度、质量。
关键词：钢筋混凝土；盾构管片；预制
1 前言
管片的制作有大小几十道工序，只要抓住关键工序,抓住影响管片质量大的工序进行研究,才能最大程度的提高管片精度、质量。主要有混凝土配合比的确定，混凝土的生产供应，钢模工序，管片制作，蒸气养护等。管片用混凝土属于高强高性能混凝土，对原材料的性能，质量指标要求严格，必须选用合格的原材料才能满足混凝土的性能要求。
2 混凝土的生产供应及质量检验
2.1 混凝土的生产供应
（1）原材料的计量
静态计量校验：由企业内部计量部门进行静态计量校验，正常情况下每季度或每月一次，校验方法为：一般在计量料斗上逐级加入规定数量的标准祛码，比较计量料斗内标准祛码的数量与拌机操作台显示仪上显示的数值，由此判定计量装置精度。如果发现问题应及时找出原因。静态计量校验的加荷总值（计量料斗内标准祛码数量）应该与计量斗实际生产时需要的计量值相当。加荷或卸载应分级进行，分级数量不少于5级。
动态计量校验：由拌机操作工进行，生产时应及时检查原材料设定值与实际计量值的误差，以便及时调整。
（2）混凝土搅拌
当原材料的供应得到保证，生产设备运行可靠，混凝土配合比输入和原材料得以确认，硅的运输和施工现场准备工作完毕后方可生产混凝土。
1）采用1m3强制式搅拌机拌制混凝土，拌合设备能自动控制各种集料、水泥、水、外加剂的进料和混凝土的出料，并自动控制拌合时间。
2）混凝土拌合最短连续搅拌时间为：从所有材料进搅拌筒到混凝土从搅拌筒排出，不少于90秒，混凝土坍落度控制为30±10mm。
3）搅拌第一盘混凝土中，应增加10%水泥。
4）在下盘材料装入前，全部出空拌筒内的拌合料，拌合设备停用超过30分钟，须将搅拌筒彻底清洗，方可继续拌合新混凝土。
5）砂、石含水率会因砂、石所处的不同区域，不同环境条件下发生变化，因此在生产混凝土时应注意砂、石含水率的变化，并按规定调整配合比中的用水量。
6）在寒冷气侯条件下配制混凝土时，须保证出机温度大于12℃，宜采用热水对混凝土进行搅拌，水温不宜超过60℃，搅拌时间延长30s。
（3）混凝土运输
管片混凝土运输采用卡车集料斗，为较好的满足硅各项要求并保证连续供料，选择合适的混凝土运输工具对管片的浇筑质量及浇筑成型时间控制极为重要。
（1）用以运输及存放硅的容器不得渗漏或吸水，而且每天须清洗干净，防止结块。
（2）为了避免日晒、雨淋和寒冷气侯对混凝土质量的影响，必要时应将运输工具上加遮盖物。
（3）混凝土输送时间不宜超过30分钟。
2.2 混凝土的质量检验
（1）混凝土拌合物的质量检验
混凝土拌合物的质量主要指能满足拌合物的搅拌、运输、浇筑、捣实及表面处理等生产工序，易于施工操作，达到质量均匀，不泌水，不离析，以获得良好的浇筑质量，从而保证硅的强度、耐久性。拌合物的质量检验主要是对硷坍落度检验，在生产过程中，宜对混凝土的一些性能指标进行检验，如含气量、凝结时间等，以改善管片的生产条件，提高管片生产产量。
（2）混凝土强度
混凝土强度是混凝土极为重要的技术指标，由于混凝土结构物主要用以承受荷载或抵抗其他各种作用力，而且混凝土的强度与这些性能密切相关。因此，通常将混凝土强度作为极其重要的指标来控制和评定混凝土质量。混凝土强度有抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗弯强度及与钢筋的粘结强度等，由于抗压强度比其他强度大得多，结构物主要利用其抗压强度来承受荷载，且抗压强度与其他强度及变形特性有良好的相关关系，同时抗压强度试验方法比其他强度试验方法容易。因此，常以抗压强度为主要设计参数和主要检验参数。
3 管片的生产工艺流程及技术质量指标
3.1 钢模工序
钢模结构形式主要由三大件底座，两块侧板、两块端板和相干构件组成。端侧板的开启方式有多种有采用铰链翻合式开启的端、侧板图有采用滚轮式平移开启的端、侧板图有采用铰链翻合式开启的端板和采用滚轮式平移开启的侧板相结合的方式。端侧板开启方式各有特点，比如采用端板为铰链开启，侧板为滚轮式平移开启的两种不同开启方式相结合的方法，其优点是由于端板与垂直方向成一斜角，采用铰链翻合式开启钢模时，对管片止水槽处的脱模斜度影响很小，不会造成管片的损坏，况且端板的体积和重量都不是很大，开启和闭合不会太费力，并且，铰链式的安装精度和定位精度比较高，而且安装时定位较方便。对于侧板，由于侧板的体积和重量比较大，为了减轻劳动强度，便于操作，又由于侧板与底座的夹角成直角，如采用铰链式开启，受铰链开启转动时的角度影响，容易造成硅“啃边”而损坏管片，故采用滚轮式平移开启方式。
3.2 钢筋工序
根据设计文件应对管片的钢筋进行翻样。翻样原则：钢筋品种、规格应符合设计文件规定正确、完整的绘制各种形状和规格的钢筋简图，并按设计文件中的编号进行编号正确计算钢筋下料长度和钢筋数量，计算钢筋下料长度时应充分注意钢筋保护层厚度，钢筋加工时的变形和弯心直径，弯钩长度。
首先熟悉配筋图，成型前先根据配筋图配料情况，配齐各种规格，并结合钢筋形状确定合理的成型顺序。钢筋规格、数量、位置按设计图分布，如有特殊原因未按图纸或加工图所示位置连接钢筋，在安设钢筋以前，提交表明每个接点位置的专用图纸，请设计签证或监理工程师批准。钢筋骨架在专门的成型靠模架上就位后进行焊接，以保证钢筋骨架精度、组模质量。
3.3 混凝土成型工序
（1）采用附着式气力振动器外部振动成型，即利用空气压缩机产生的高压气体作为动力源的气力振动技术。
（2）坍落度应控制在为70±20mm。
（3）要根据混凝土拌合物的坍落度、和易性、粘聚性，流动性等情况，采取不同的落料速度、振动时间以及振动器的开关控制。
（4）混凝土落料、振动方法先打开分布在中间的振动器，匀速进行一次落料，至模具两个端部充满混凝土，再打开分布在两端的振动器，至混凝土充满模具内腔高度约2/3处停止落料，振动3-4min，然后匀速落料至内腔将近充满，振动4-5min，将振动器的进气阀门都开到45°处，减少一半的进气量，减弱振动1-2min，至气泡从模具顶板及侧板完全排放出来。
3.4 管片的蒸养
（1）浇捣及抹面结束，应覆盖防水薄膜静养约2小时，方可开始蒸养。
（2）养护坑罩在蒸养前安放完毕，不应有间隙。
（3）蒸养制度可随季节等因素进行调节，总蒸养时间约4~6小时。管片蒸养必须严格分静停、升温、恒温、降温等四个阶段。蒸养温度控制升温速度每小时不超过15℃，达到恒温温度50~55℃时，保持恒温时间2~3小时，自然降温速度每小时不宜超过15℃，可分次慢慢拉开坑盖门，达到与外界温差小于20℃为止。
（4）在整个蒸养过程中安排专人负责，蒸养工应注意温控仪表的准确性与灵敏度，调节控制养护坑内温度的均匀性，并做好实测温度记录。
（5）管片经蒸养后以同条件养护的试件的抗压强度达到设计强度，养护坑内温度降到与外界20℃的温差以内方可开坑、脱模。
3.5 管片的质量检验
混凝土管片质量检验主要项目有外观质量、尺寸偏差检验、水平拼装、抗渗检漏、防迷流测试等。
（1）外观质量
混凝土管片应外光内实，外弧面平整，螺栓孔圆滑，边棱完整无缺损、无色差,不允许有裂缝。管片不得有缺角、掉边、蜂窝等外观缺损，麻面应小于0.5%。管片质量检验均需有专职质检员检验，并做好记录。
（2）尺寸偏差检验
单块钢筋混凝土管片尺寸允许偏差见下表所示。单块钢筋混凝土管片尺寸偏差检验频率10%，且每天不少于1环。
（4）管片抗渗检漏试验
管片每生产一班应抽查两块（D、BL块随机抽查）进行抗渗检漏，试验的管片抗渗压力为0.8MPa，恒压3小时，渗透深度不超过保护层5cm为合格。如发现1块管片检漏不合格，需加倍复验，若复验仍有1块不合格，则当日生产的管片进行逐块检漏试验，对检查出的不合格品，未经处理并监理同意，不得用于工程中。
（5）防迷流检测
地铁杂散电流（俗称迷流）防护的重要措施之一是地铁隧道管片的防迷流设计。所谓隧道管片的防迷流设计是指将隧道内的钢筋全部电气连通，并通过铁垫圈将电气连接点良好引出。测定管片内部钢筋电气连通和引出点电气连通质量最直接的方法就是测定管片连接点的电阻。按每30环管片选择一环做防迷流测试，单块管片环向交流阻抗或纵向交流阻抗要求不大于5×10-3欧姆，整环管片任意两点的交流阻抗要求不大于1.5×10-2欧姆，相邻环管片任意两点的交流阻抗要求不大于2.0×10-2欧姆。若任一片管片的迷流指标不符合标准，则根据监理工程师的要求扩大检查范围，对检查出的不合格品不得用于工程中。
4 结语
盾构法施工是一项世界先进水平的技术，作为盾构围护结构钢筋混凝土管片，对隧道的长期稳定性、耐久性、安全性起着至关重要的作用。迫切需要生产厂家生产出高质量、高精度的钢筋混凝土管片。
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论文作者:温小龙
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/23
标签：管片论文; 混凝土论文; 盾构论文; 钢筋论文; 振动器论文; 质量论文; 强度论文; 《防护工程》2017年第26期论文;