預制盾構管片混凝土的配制與應用

陳志揚

（中國水利水電第七工程局有限公司， 四川 成都 610000）

0 引言

當前，地鐵預制鋼筋混凝土盾構管片不管是對于技術、工藝還是品質，均提出了十分嚴格的要求，其生產過程具有一定的難度，在工作期間，必須遵循規范性要求實施工作，從原材料的選擇到生產階段，嚴格控制，經過有效的改進和優化形成相對成熟的生產技術。

盾構管片混凝土作為盾構管片的重要組成材料，需要具備良好的觸變性和工作性，同時具備流動性較小，初凝時間短，早期強度發展快的特點。根據盾構管片混凝土的特點從以下幾個方面淺析盾構管片混凝土的配置和應用。

1 對于管片混凝土原材料的選擇

對于混凝土性能而言，其本身是由原材料本身質量情況和各種原材料的之間的優化配比共同決定的。

1.1 水泥

在混凝土生產過程中，水泥作為十分重要的一項組成部分，其性能高低、與外加劑適應性情況以及水膠比的選擇和混凝土抗壓強度、耐久性有著密切的聯系。當選擇管片混凝土水泥原材料的時候，要從以下幾點入手，詳細的選擇：

① 對于管片混凝土生產水泥而言，強度等級要符合規范要求，采用低堿普通硅酸鹽水泥。

② 對于各項指標而言，必須和國家規定準則保持一致性，其中比表面積在滿足國家標準的前提下且不宜大于350m2/kg,水泥進場卸料溫度不大于60攝氏度。

③堿含量低于0.6%，不包含氯化物。

④和外加劑有著較強的適應能力，通過開展相關試驗工作，從性能以及經濟兩個方面考慮，選擇符合要求的水泥，其中，性能指標表現在以下幾點：

1.2 砂石集料

通常情況下，管片混凝土自身的坍落度要控制在50mm—70mm之內，并且要求混凝土拌和物具備較好的工作性和低流動性，因此，管片混凝土用砂的時候，一般選取細度模數為3.0的中砂，在此基礎上，大力控制砂的石粉含量，使其滿足國家及行業相關規范要求。同時嚴格控制砂的均勻性和雜物含量，砂均勻性較差的話，那么就會影響水泥漿自身的性能，不利于材料效果的發揮。粗集料則是選取5—10mm和10~25mm兩種粒徑的碎石按試驗比例配合使用確保粗集料級配良好，質量滿足國家及行業相關規范要求，嚴格控制含泥量指標。

1.3 外加劑

管片混凝土使用液體聚羧酸系高效減水劑具有摻量低以及坍落度小等特征，并且不會發生返漿現象，其能夠全面抑制氣泡和浮漿情況的發生，既可以滿足管片混凝土處于低水膠比現狀下的性能，同時還能夠提升混凝土的強度、耐久性和外觀質量。

1.4 摻和料

在管片混凝土中，摻合料是十分重要的一部分，早期盾構管片混凝土生產普遍適用的摻合料為粉煤灰。當前，可以將 S95級礦粉當做基本的摻合料來提高混凝土性能，其具備以下特點：

①顏色和使用的水泥顏色是一樣的，配置出來的混凝土色彩鮮明。

②能夠全面的改進混凝土自身性能，提升混凝土耐久性，并且還能夠實現耐腐蝕性能的提高。

③ 減少混凝土拌合物水化熱，便于增強混凝土自身的強度，減少管片溫度裂縫。

④ 起到了較高的減水性能。

在遵循以上分析情況的基礎上確定各種原材料的配比參數，通過試驗室室內拌和試驗詳細觀察混凝土拌和物的具體性能，在此基礎上確定管片混凝土的基準配合比，通過系統生產性試驗確定生產配合比，然后依照試件的抗壓強度和混凝土管片外觀質量來獲取最終配合比和選擇材料的生產廠商。

2 混凝土施工的具體要求

2.1 混凝土攪拌

①在混凝土攪拌站內，要根據規范化要求，定期對電子計量系統的準確性進行校驗。在混凝土生產期間，發現混凝土拌和物存在缺陷的時候，應當派遣專業性人員對計量系統進行自檢，每班開盤之前應當進行零點校正。

②盾構混凝土管片每班開班生產前，當班質檢人員負責填寫混凝土管片生產質量檢查表，各項控制指標符合標準要求之后，才可以開展管片混凝土澆筑工作。

③混凝土拌和完成后，由試驗人員負責取樣混凝土進行檢測，在保證混凝土坍落度符合配比設計要求的基礎上實施混凝土澆筑，這一點是必須嚴格注意的，不容忽視。

2.2 混凝土澆筑工作的開展

①通過高低料斗或者載重汽車運輸混凝土拌和物至模具上部進行布料，在布料時要控制下料均勻性，保持其勻速下料，控制下料速度，避免由于速度太快而影響混凝土的流動性，造成混凝土過度累積。

②管片混凝土澆筑應分層振搗密實，第一層混凝土下料完成之后，啟動模具附著式振動器實施振搗工作。待完成第一層振搗工作之后，全方面查看模板緊固情況，再澆筑第二層混凝土。另外要注意，在混凝土未入模之前，不可以啟動振搗，在混凝土入模后，方可啟動。在振搗期間，將表面浮漿詳細的清理干凈，并混凝土填充，增強各個管片混凝土的強度性能。

③振搗成型之后，要將中間的浮漿整理平整，隨后觀察氣溫和混凝土的具體凝結現狀，初凝之后啟動壓蓋進行抹面工作。

2.3 實施混凝土抹面工作

根據實際情況，將光面劃分為以下幾個環節，如下所示：

第一，粗光面：采取刮杠的方法將多余的混凝土整理干凈，并且抹平。

第二，中光面；等到混凝土收水之后，進行壓面，確保管片的完整性。

第三，精光面；采取鐵抹精工抹平，避免表面出現縫隙。

等到完成每一項抹面工作之后，要對混凝土凝結情況給予一定時間的靜止，隨后實施下一道程序的抹面工作。

2.4 蒸汽養護工作

①進行混凝土壓面工作的時候，要將塑料布蓋到管片的表面，采用螺栓頂起模板上蓋，需要注意的一點是，模蓋不能和塑料布直接接觸。

②控制蒸汽養護的溫度措施為：混凝土壓面之后，人員將帆布覆蓋在模具中，下部和地面相互接觸的位置使用木方壓住，將溫度計合理的插入到模具底部的蒸汽管路中，在進行蒸養的時候，蒸汽通常會從每個小孔內噴灑出來，這樣做的目的是為了均勻的提升模具溫度，避免了問題的發生。進行升溫的時候，升溫速度通常保持在15-20℃每小時，要合理化控制溫度，不可以太快，也不可以太慢。在整項工作環節中，派遣專業的人員定時間檢查模具上的溫度，根據實際情況來調整蒸汽通入量，確保其滿足具體要求。

③管片脫模之后的養護工作；檢測同條件試塊強度，在該強度符合規范要求之后，便可以開展脫模工作。

④從成型到蒸養之前屬于靜停時間段，通常情況下，靜停時間段不可以低出2h。

⑤管片脫模之后，將其放入水中養護，水養一周之后，堆置在堆場噴淋養護至28天。

3 表面質量問題和對策

根據上述步驟實施工作，發現管片表面出現了較多的裂縫，經過分析得出，出現裂縫的基本原因為外加劑類型，這是因為管片屬于弧形構件，摻萘系減水劑的混凝土適合較小的構件，對于特殊性能的構件，卻是具有一定的缺陷，要是振搗時間較長的話，就會產生浮漿，混凝土成型以后，裂縫形成。

針對于這一現象，要適當的調整外加劑類型，全面改進管片的外形。對于初級的混凝土入模，應當采取分層振搗的方式，入模到振搗完成時間控制在 10分鐘之內，混凝土從入模到收面需要4H左右，先行澆注的混凝土逐漸進入了蒸養狀態，達到了蒸養和澆注工作的共同實施，這樣既能夠減少生產時間，同時還可以提升生產質量。

4 結語

現階段，隨著城市化進程的加快，施工技術得到了一定的改進和優化，其對于混凝土品質指標和經濟性能提出了嚴格的要求，這樣一來，便使得混凝土呈現了高強度趨勢邁進。預制盾構管片混凝土既滿足了現代化工藝施工需求，同時還能夠減少成本輸出，增強質量，其能夠從一定程度上促進地鐵工程的安全開展。

[1]段鵬云,陳艷林.預制盾構管片混凝土的配制與應用[J].輕工科技,2018,34(05):101-102.

[2]董獻國.預制盾構管片混凝土配合比的優化及應用[J].治淮,2016(09):24-25.