地鐵盾構(gòu)鋼筋混凝土管片生產(chǎn)質(zhì)量控制

張國(guó)良

摘 要：地鐵已成為城市交通的重要組成部分，作為地鐵施工重要環(huán)節(jié)之一的盾構(gòu)鋼筋混凝土管片也必須嚴(yán)格控制其生產(chǎn)質(zhì)量。本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)管片生產(chǎn)各工藝環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制作深入探討，希望能為相關(guān)管片生產(chǎn)企業(yè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土管片；生產(chǎn)；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.管片的主要技術(shù)要求

（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）為保證結(jié)構(gòu)受力性能，管片必須達(dá)到以下要求：

①單塊管片允許誤差：寬度為±0.5mm；弧、弦長(zhǎng)為±1.0mm；環(huán)向螺栓孔孔徑及孔位為1.0mm；厚度為-1.0～+3.0mm；

②三環(huán)拼裝允許誤差：相鄰環(huán)的環(huán)面間隙≤1.0mm，縱縫相鄰塊間隙為≤1.0mm；縱向螺栓孔孔徑、孔位分別為±1.0mm；襯砌成環(huán)后內(nèi)徑為±2mm；成環(huán)后外徑為-2～+6mm。

③管片應(yīng)用高精度模具生產(chǎn)，并應(yīng)定期檢測(cè)維護(hù)確保其使用精度。

（3）管片表面應(yīng)平整，無(wú)缺棱、掉角、麻面和漏筋。

（4）管片應(yīng)按照檢驗(yàn)頻率進(jìn)行三環(huán)拼裝和抗?jié)B檢漏試驗(yàn)，當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí)還需做管片抗彎折、注漿孔抗拔等試驗(yàn)。

2.管片生產(chǎn)質(zhì)量控制

2.1 模具清理與組裝

（1）模具每周轉(zhuǎn)使用100次必須進(jìn)行精度檢驗(yàn)，包括內(nèi)腔寬度、深度、弧弦長(zhǎng)三項(xiàng)。模具側(cè)、端模的組裝順序應(yīng)按照使用說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行，先擰中間定位螺絲，后擰兩側(cè)緊固螺絲，宜采用力矩扳手，扭力控制在300N·m。組裝標(biāo)準(zhǔn)：模板拼縫結(jié)合處嚴(yán)密、無(wú)縫隙，并且組裝好應(yīng)用內(nèi)徑千分尺檢測(cè)其內(nèi)腔寬度。

（2）模具組裝前應(yīng)將模具上的混凝土殘留物、雜物清理干凈，特別是端、側(cè)模結(jié)合處清理干凈，否則污染管片，影響管片外觀質(zhì)量和尺寸精度。并且必須將內(nèi)腔中的水泥漿完全清理干凈，露出模具底色，否則影響脫模劑成膜后的潤(rùn)滑效果，管片易產(chǎn)生針眼狀氣泡。合模前檢查模具密封膠條是否完好，及時(shí)更換，避免漏漿。

（3）脫模劑宜使用水性的，嚴(yán)格按照確定的比例配兌，配對(duì)比例根據(jù)生產(chǎn)條件綜合因素試驗(yàn)確定。脫模劑涂刷時(shí)應(yīng)采用質(zhì)地柔軟、吸水性強(qiáng)的棉布或棉紗，要求涂刷薄而均勻、無(wú)積液和流淌現(xiàn)象。涂刷量控制宜在0.8～1.2升/環(huán)。涂刷完后應(yīng)檢查模具棱角、手孔盒等處的脫模劑是否有漏涂現(xiàn)象，若有應(yīng)補(bǔ)涂，過(guò)多處應(yīng)干布吸掉。

2.2 鋼筋骨架制作與安裝

（1）半成品加工前應(yīng)先放樣，確認(rèn)無(wú)誤后按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求批量加工。弧形主筋加工時(shí)要防止主筋出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象，影響骨架成形質(zhì)量，同時(shí)選用鋼筋縱肋和橫肋均勻且符合規(guī)范要求的優(yōu)質(zhì)原材。

（2）骨架拼裝必須在胎具上進(jìn)行，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對(duì)稱跳點(diǎn)焊接固定，焊接不得出現(xiàn)咬肉、假焊、夾渣現(xiàn)象，且點(diǎn)焊牢固防止在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)骨架松動(dòng)變形。

（3）骨架入模前，在側(cè)模上放置膠墊，骨架沿膠墊平穩(wěn)入模，避免劃傷鋼模。骨架入模后調(diào)整保護(hù)層，安裝側(cè)邊飛輪支架。骨架保護(hù)層調(diào)整時(shí)禁止使用金屬物生掰硬撬造成模具損傷。檢查是否有脫焊的鋼筋，若有脫焊及時(shí)補(bǔ)焊。

（4）組裝好的骨架應(yīng)有標(biāo)識(shí)區(qū)分哪些驗(yàn)收合格可以使用，骨架堆放高度不超過(guò)5層，防止弧度變形影響保護(hù)層。

2.3 預(yù)埋件安裝與隱蔽驗(yàn)收

（1）常規(guī)的預(yù)埋件有注漿孔、拼裝螺栓孔、螺旋筋、疏散平臺(tái)預(yù)埋鋼板等，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求放置并固定牢靠。

（2）各預(yù)埋件與模具接觸面之間應(yīng)緊密貼合。鋼筋骨架入模后將彎芯棒穿好，穿彎芯棒時(shí)檢查O型密封圈是否損壞，若有損壞及時(shí)更換，避免漏漿。注漿孔應(yīng)垂直不得傾斜。

（3）合蓋板前應(yīng)聯(lián)合監(jiān)理進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收。主要檢查項(xiàng)目：鋼筋保護(hù)層、預(yù)埋件安裝固定是否牢靠和位置的準(zhǔn)確性、模具內(nèi)腔清潔程度、是否有漏放的預(yù)埋件、

2.4 混凝土拌和與澆搗

（1）結(jié)合生產(chǎn)工藝特點(diǎn)管片混凝土塌落度宜為4cm～ 7cm，必須具有良好的粘聚性、流動(dòng)性（觸變性）、保水性和早強(qiáng)性能，其中觸變性直接影響氣泡的排出，早強(qiáng)能夠提高日產(chǎn)能和減少微裂紋。應(yīng)嚴(yán)格控制原材質(zhì)量，保持混凝土工作性能穩(wěn)定，且混凝土運(yùn)距盡可能短、避免振動(dòng)，減小塌落度損失。

（2）以氣動(dòng)振搗為例

分3次布料，澆筑至中間螺栓孔下部時(shí)，停料振搗排氣30s；繼續(xù)澆筑至模具下料口下約10cm時(shí)，停料振搗排氣30s；最后繼續(xù)澆筑至完成然后改用弱振（關(guān)閉一半馬達(dá)且另一半半開(kāi)）30s。澆筑過(guò)程中均勻布料，澆筑速度控制在0.5m3/min左右。澆搗時(shí)間一般控制在5min～6min，最多超過(guò)10min。振搗排氣充分的判斷標(biāo)準(zhǔn)：混凝土表面平坦泛漿，不再出現(xiàn)噴射狀氣、水泡，下料口與側(cè)模邊結(jié)合處沒(méi)有氣泡排出。

（3）注意事項(xiàng)

①避免空振，先布料再振搗。

②關(guān)注氣源輸出端氣壓，控制在0.6MPa～0.8MPa。

③由于采用高頻氣動(dòng)振搗，下料口處振搗力較大，如果外弧面此處砂漿層過(guò)厚，為避免外弧面浮漿過(guò)多產(chǎn)生干縮裂紋，二次下料注滿前留3cm左右，待結(jié)束振搗后再填滿，收面時(shí)人工插搗密實(shí)。

2.5 管片靜養(yǎng)與收面壓光

（1）澆筑成型后靜養(yǎng)，視氣溫及混凝土凝結(jié)情況約10min～20min后打開(kāi)蓋板收面。收面分粗、中、細(xì)三道工序。粗收（收水）：用鋼板刮尺刮平去掉多余混凝土，并進(jìn)行粗收。中收：粗收約1h后用鋼抹子抹面，使管片外弧面平整、光潔，也可增加一遍刮尺再刮平。精收（壓光）：力求表面光潔無(wú)抹子印，管片外弧面平整度的誤差值不大于±2mm。

（2）注意事項(xiàng)

①管片靜養(yǎng)收面全過(guò)程中，除收面外其他時(shí)間管片外弧面均應(yīng)覆蓋塑料布，防止外弧面失水過(guò)快產(chǎn)生收縮裂縫。

②精收時(shí)間點(diǎn)以用手壓按混凝土表面，有不明顯凹痕時(shí)為準(zhǔn)。

③注意把握精收時(shí)機(jī)，在混凝土初凝前后進(jìn)行壓光，可以在一定程度上控制管片外弧面的細(xì)小微裂紋。

④管片靜養(yǎng)時(shí)間根據(jù)混凝土凝結(jié)情況而定，一般在2.5h～3h，強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa左右為宜。

2.6 管片蒸養(yǎng)與脫模

（1）管片靜養(yǎng)完成后進(jìn)入蒸養(yǎng)房蒸養(yǎng)，進(jìn)入蒸養(yǎng)房前必須檢查塑料布是否覆蓋嚴(yán)密、螺栓芯棒是否已拔出。

（2）管片蒸養(yǎng)分為靜停（前述）、升溫、恒溫、降溫四階段。升溫速度不超過(guò)15℃/h速度；恒溫約2h，相對(duì)濕度不小于95%，恒溫時(shí)間根據(jù)季節(jié)變化做相應(yīng)調(diào)整；降溫速度不超過(guò)20℃/h，并勻速降溫至與室溫差不超過(guò)20℃。

（3）管片蒸養(yǎng)注意事項(xiàng)

①在整個(gè)蒸養(yǎng)過(guò)程中安排專人負(fù)責(zé)嚴(yán)格控制升、降溫速率，如實(shí)記錄各測(cè)溫點(diǎn)的溫度變化值。

②蒸養(yǎng)最高溫度不超過(guò)60℃，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中宜控制在45℃～55℃之間，在能夠滿足生茶要求的前提下盡可能采用低溫蒸養(yǎng)，尤其是冬季利于裂紋的控制。

③蒸養(yǎng)總時(shí)間據(jù)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況來(lái)確定，一般冬季4.5h～5h、夏季4h～4.5h，尤其是夏季蒸養(yǎng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，控制水化熱。

（4）管片脫模控制

①管片采用真空吸盤(pán)脫模強(qiáng)度須達(dá)到15MPa以上；采用夾具脫模時(shí)，強(qiáng)度須達(dá)到40%以上。

②脫模時(shí)應(yīng)平穩(wěn)起吊，不允許單側(cè)或強(qiáng)行起吊，起吊時(shí)吊具必須垂直。

③翻轉(zhuǎn)管片內(nèi)弧面向上，注明生產(chǎn)日期、制造編號(hào)、管片分塊號(hào)、管片類型等信息。

2.7 管片的后期養(yǎng)護(hù)

（1）管片在臨時(shí)存放區(qū)充分降溫、修補(bǔ)后，待管片表面溫度與養(yǎng)護(hù)水溫差小于20℃后轉(zhuǎn)運(yùn)至水池內(nèi)進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)。

（2）管片浸水養(yǎng)護(hù)期間水必須沒(méi)過(guò)管片。養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)摻加生石灰，形成Ca（OH）2溶液，pH值控制在9～12。管片浸水養(yǎng)護(hù)7d后轉(zhuǎn)為噴淋養(yǎng)護(hù)7d。

2.8 管片的成品保護(hù)

管片從生產(chǎn)到運(yùn)送至盾構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)需經(jīng)過(guò)9次吊運(yùn)、2次翻轉(zhuǎn)，成品保護(hù)尤為重要。有以下幾點(diǎn)原則：

①吊運(yùn)要平穩(wěn)、快起慢放。

②加設(shè)防撞緩沖墊、柔性接觸。

③采用吊運(yùn)設(shè)備、工具必須有利于成品保護(hù)。

④操作人員必須有在責(zé)任心，且任何一個(gè)吊運(yùn)過(guò)程必須安排兩人扶住管片。

3.體會(huì)與建議

管片生產(chǎn)類似于工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，生產(chǎn)中每個(gè)細(xì)節(jié)都必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)手冊(cè)上的規(guī)定動(dòng)作來(lái)完成，只有做到每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)細(xì)節(jié)均可控，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。為此，我們應(yīng)不斷探求技術(shù)更先進(jìn)的機(jī)具、更完善的生產(chǎn)工藝方法用于管片制作，將管片作為一個(gè)工業(yè)化產(chǎn)品來(lái)對(duì)待，力求內(nèi)實(shí)外美。

結(jié)語(yǔ)

隨著地下軌道交通的蓬勃發(fā)展，對(duì)盾構(gòu)管片的生產(chǎn)質(zhì)量控制也提出了更高的要求。對(duì)此，應(yīng)在生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)管片生產(chǎn)的質(zhì)量控制，切實(shí)保證隧道施工質(zhì)量，促進(jìn)城市地下軌道交通事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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