鋼筋混凝土盾構(gòu)管片預(yù)制技術(shù)研究

范江勇 張剛

摘要：盾構(gòu)施工技術(shù)中，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)制硅管片要求具有高強(qiáng)度、高精度、高質(zhì)量、高抗?jié)B性能和較高的外觀質(zhì)量，它對(duì)隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。管片的研究涉及到管片材料，管片結(jié)構(gòu)型式、幾何尺寸，管片的拼裝方式、防水處理、管片強(qiáng)度，管片耐久性能等方面的問(wèn)題。本文主要對(duì)鋼筋混凝土盾構(gòu)管片的預(yù)制技術(shù)進(jìn)行研究探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；盾構(gòu)；管片；預(yù)制技術(shù)

1 盾構(gòu)預(yù)制管片工藝流程

1.1 鋼筋工程

①鋼筋加工。通過(guò)原材料檢驗(yàn)合格的鋼筋，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求在有防雨、防污染的加工車間內(nèi)進(jìn)行加工。②鋼筋籠焊接與安裝。鋼筋籠二氧化碳低溫保護(hù)焊；安裝時(shí)，管片鋼筋的保護(hù)層墊塊采用高強(qiáng)度塑料支架。鋼筋入模工序完成后，經(jīng)質(zhì)檢員檢查合格，并詳細(xì)記錄后報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，合格后進(jìn)入混凝土澆搗作業(yè)。

1.2 模具

高精度的模具生產(chǎn)出高精度的管片。模具的質(zhì)量直接影響著管片的尺寸精度、表面裂縫、氣泡等問(wèn)題。在進(jìn)行管片生產(chǎn)前必須檢測(cè)模具的寬度、高度、內(nèi)外徑、弧弦長(zhǎng)、縱向環(huán)向芯棒孔徑、中心距，其尺寸偏差必須滿足設(shè)計(jì)要求，不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不得用于管片生產(chǎn)，并定期按照規(guī)范要求每生產(chǎn)100環(huán)管片的周期對(duì)模具進(jìn)行檢測(cè)，按照500環(huán)的周期進(jìn)行強(qiáng)制大修。清理模具需做到全面徹底，在進(jìn)行開(kāi)、合模具時(shí)必須按照模具的開(kāi)、合順序進(jìn)行，延長(zhǎng)模具使用壽命。

1.3 混凝土施工

管片清水高性能混凝土需要更為嚴(yán)格地控制混凝土施工質(zhì)量，計(jì)量攪拌方面選派經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的攪拌司機(jī)負(fù)責(zé)攪拌混凝土，確保計(jì)量準(zhǔn)確保證混凝土坍落度80mm-100mm。采用氣動(dòng)附著式振動(dòng)器振搗成型，嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間以避免過(guò)振和漏振，當(dāng)混凝土表面停止沉落或沉落不明顯、混凝土表面汽泡不再顯著發(fā)生或己泛出灰漿時(shí)停止振搗，確保振搗密實(shí)質(zhì)量，避免弧型制品出現(xiàn)蜂窩麻面、大氣泡等外觀質(zhì)量問(wèn)題。

1.4 管片的蒸養(yǎng)

①澆搗及抹面結(jié)束，應(yīng)覆蓋防水薄膜靜養(yǎng)約小時(shí)，方可開(kāi)始蒸養(yǎng)。

②養(yǎng)護(hù)坑罩在蒸養(yǎng)前安放完畢，不應(yīng)有間隙。蒸養(yǎng)制度可隨季節(jié)等因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，總蒸養(yǎng)時(shí)間約一小時(shí)。

③管片蒸養(yǎng)必須嚴(yán)格分靜停、升溫、恒溫、降溫等四個(gè)階段。蒸養(yǎng)溫度控制升溫速度每小時(shí)不超過(guò)℃，達(dá)到恒溫溫度-℃時(shí)，保持恒溫時(shí)間一小時(shí)，自然降溫速度每小時(shí)不宜超過(guò)℃，可分次慢慢拉開(kāi)坑蓋門，達(dá)到與外界溫差小于℃為止。

④在整個(gè)蒸養(yǎng)過(guò)程中安排專人負(fù)責(zé)，蒸養(yǎng)工應(yīng)注意溫控儀表的準(zhǔn)確性與靈敏度，調(diào)節(jié)控制養(yǎng)護(hù)坑內(nèi)溫度的均勻性，并做好實(shí)測(cè)溫度記錄。

⑤管片經(jīng)蒸養(yǎng)后以同條件養(yǎng)護(hù)的試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，養(yǎng)護(hù)坑內(nèi)溫度降到與外界℃的溫差以內(nèi)方可開(kāi)坑、脫模。

1.5 脫模

起吊混凝土管片工位出模坑道端第一個(gè)工位為管片脫模工位，小車模具小車從出模小車行進(jìn)到流水線上后并在脫模工位完全停靠后，作業(yè)人員采用空氣扳手接空壓機(jī)管道開(kāi)模，大大提高開(kāi)合模效率（開(kāi)模用時(shí)平均每片2min）。脫模工位的作業(yè)人員同時(shí)將進(jìn)行管片脫模作業(yè)，依規(guī)定順序?qū)⒛＞邆?cè)模、端模固定螺栓拆開(kāi)。用真空吊具將管片從模具中吊起，并擺放到指定的管片臨時(shí)儲(chǔ)存修補(bǔ)區(qū)。

1.6 管片養(yǎng)護(hù)

為加快模具周轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件，提高混凝土脫模強(qiáng)度，縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，采取蒸汽養(yǎng)護(hù)和浸水養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度與時(shí)間應(yīng)根據(jù)環(huán)境氣溫進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，避免出現(xiàn)外弧面裂紋。管片脫模靜置一段時(shí)間后，在養(yǎng)護(hù)池中進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期不得小于14d，最后進(jìn)入自然養(yǎng)護(hù)。

1.7 防迷流檢測(cè)

地鐵雜散電流（俗稱迷流）防護(hù)的重要措施之一是地鐵隧道管片的防迷流設(shè)計(jì)。所謂隧道管片的防迷流設(shè)計(jì)是指將隧道內(nèi)的鋼筋全部電氣連通，并通過(guò)鐵墊圈將電氣連接點(diǎn)良好引出。測(cè)定管片內(nèi)部鋼筋電氣連通和引出點(diǎn)電氣連通質(zhì)量最直接的方法就是測(cè)定管片連接點(diǎn)的電阻。按每30環(huán)管片選擇一環(huán)做防迷流測(cè)試，單塊管片環(huán)向交流阻抗或縱向交流阻抗要求不大于5×10-3歐姆，整環(huán)管片任意兩點(diǎn)的交流阻抗要求不大于1.5×10-2歐姆，相鄰環(huán)管片任意兩點(diǎn)的交流阻抗要求不大于2×10-2歐姆。若任一片管片的迷流指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)，則根據(jù)監(jiān)理工程師的要求擴(kuò)大檢查范圍，對(duì)檢查出的不合格品不得用于工程中。

2 管片生產(chǎn)質(zhì)量控制措施

2.1 管片質(zhì)量控制

在吊裝過(guò)程中，脫模吊裝必須使用專門吸盤牢牢吸住管片的固定位置（中間位置）并確保吸盤與管片貼合緊密（真空度壓力達(dá)到85%以上），在起吊之前確保松動(dòng)與管片的各種連接；起吊時(shí)要緩慢，防止磕損管片及對(duì)模具造成不必要的傷害。在碼放過(guò)程中的管片調(diào)運(yùn)中的吊裝是采取吊帶吊運(yùn)，嚴(yán)格控制吊運(yùn)速度，防止碰撞損壞管片。在管片碼放和運(yùn)輸過(guò)程中，管片碼放高度需要結(jié)合存放場(chǎng)地的地基承載力、管片出模強(qiáng)度和管片承壓強(qiáng)度等相關(guān)因素驗(yàn)算后確定，在地基承載力足夠的情況下正常碼放最高能達(dá)到6層。當(dāng)采用內(nèi)弧面向上的方法貯存時(shí)，各層墊木應(yīng)位于同一直線，兩條直線相交于管片圓心；采用單片側(cè)立方法貯存時(shí)，上下層管片應(yīng)一一對(duì)應(yīng)，不得錯(cuò)位。運(yùn)輸管片時(shí)，每層之間應(yīng)有支墊且必須穩(wěn)固，同時(shí)應(yīng)采取防護(hù)措施防止碰撞損傷。

2.2 管片養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

管片砼澆筑后蒸養(yǎng)前要靜停約2h，具體進(jìn)行時(shí)間可根據(jù)氣溫變化適當(dāng)調(diào)整。蒸養(yǎng)時(shí)升溫速度應(yīng)控制在10～15℃/h，蒸養(yǎng)后管片表面溫度與環(huán)境溫度差≯20℃。管片脫模強(qiáng)度要在24MPa以上，嚴(yán)禁強(qiáng)度不夠進(jìn)行脫模。管片脫模后要進(jìn)行保濕降溫，避免管片由于失水產(chǎn)生裂紋，降溫后必須保證水養(yǎng)7天以上，以促進(jìn)管片砼強(qiáng)度平穩(wěn)增長(zhǎng)，從而保證管片混凝土的質(zhì)量和性能滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

盾構(gòu)法施工是一項(xiàng)世界先進(jìn)水平的技術(shù)，作為盾構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋硅管片，對(duì)隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、耐久性、安全性起著至關(guān)重要的作用。迫切需要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出高質(zhì)量、高精度的鋼筋鹼管片。

參考文獻(xiàn)：

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