盾構隧道混凝土管片預制工藝及質量控制

文/劉國輝 中鐵上海工程局集團有限公司城市軌道交通工程分公司 上海 201900

采用盾構法施工建成的地鐵區間成型隧道，其襯砌是由預制鋼筋混凝土管片構件（以下簡稱管片）拼裝而成。管片不僅要承載隧道外側的土壓、水壓，直接支撐地層，保持規定的隧道凈空，防止滲漏，同時還要在盾構施工過程中承受施工荷載，這對管片的尺寸精度、外觀、結構性能和耐久性提出了很高的要求，因此管片的生產工藝選擇和質量控制就顯得尤為重要。

1、管片簡介

管片是盾構法隧道施工中的主要襯砌材料，具有重要的利用價值。就目前國內盾構隧道的管片設計來看，其尺寸標準為：外徑6000mm，內徑5400mm，厚度300mm。在目前的利用中，管片的環向一般由6塊構成，其中的3塊是標準塊，1塊是封頂塊，其余的2塊是相鄰塊。就目前的管片應用來看，主要有四種類型，第一種是1.2m的通用環，第二種是1.5m的標準環，第三種是1.5m的左轉彎環，第四種是1.5m的右轉彎環。就現階段利用的管片來看，其端面表現是平面的形式，在迎水面的四周設置有防水膠條的溝槽。從目前的管片設計標準來看，混凝土管片的使用壽命期限是100年。

2、管片生產工藝

2.1 典型管片生產工藝流程

第一是設計。設計是管片生產的第一步，也是管片質量保證最重要的一步。在進行設計的時候，要參考實際隧道施工的需要，這樣，管片的規格設計和性能設計才能最大限度的滿足需要。第二是進行材料的準備。在設計完成之后，根據設計的標準進行管片預制的材料準備，這樣可以有效的保證管片的性能。第三是進行管片的生產施工。按照基本的施工流程進行管片的生產，只要過程的規范性達標，管片的質量與設計不會有太大出入。第四是進行管片的維護和保養。管片在生產之后并不能立即的投入到使用中，需要進行凝結度的提升，所以需要做好保養和性能檢驗工作。

2.2 不同管片生產工藝比較

就管片生產來看，不同的方法生產的管片其質量等會存在著比較顯著的差異，而就目前的國內技術來看，管片生產主要有三種方法，固定臺座法、機組流水法和自動化流水線法。這三種方法在目前的預制管片生產中都有著普遍性的運用，而作為預制管片的專業生產廠家，在進行方法利用的時候，一方面要考慮其質量，另一方面要考慮自身的效率，所以具體應用的時候需要做好甄別。其實，不同條件下的預制管片特點和具體的標準要求是不同的，所以在具體制作管片的時候，廠家要根據實際進行工藝的選擇，這樣才能將工藝的優勢和特點充分的發揮出來。

3、管片生產質量控制措施

3.1 建立健全質量管理制度和質量管理體系

管片生產企業應根據國家質量管理制度和質量管理要求，結合企業自身實際建立健全企業的質量管理制度和管理體系，以便對管片生產質量進行控制和改進。對企業管理人員和工人進行質量控制教育，實現全員全過程質量控制，提高全體員工的操作技能和質量意識，嚴把質量關；嚴格遵守材料進廠檢驗制度，工序自檢、互檢、交接檢制度，實行規范化質量管理，確保管片生產質量；實行PDCA（計劃、執行、檢查、改進）質量控制過程，持續改進，提高企業的技術經濟競爭能力，為企業創造經濟效益。

3.2 原材料進場質量控制

1）鋼筋、水泥、砂、石子、外加劑等原材料供應應選用信譽良好的廠商。2）各種材料的品種、規格等要符合設計圖紙和規范要求。3）原材料進場之后按照規范規定取樣、送檢，試驗合格后方可加工使用，不合格的堅決退場，嚴禁不合格材料用到生產中。

3.3 鋼筋骨架成型質量控制

1）加工管片鋼筋骨架的靠模尺寸要準確，使用過程中定期校驗，防止其變形。2）控制鋼筋下料準確度和加工精確度，定期檢查、調試彎弧機，確保鋼筋加工弧度。3）鋼筋骨架堆放底部一定要用支架支撐，不得直接疊放在地面，堆放層數不宜超過4層，以防骨架變形。

3.4 管片模具質量控制

1）組模前仔細清理模具，尤其是邊角凹槽等容易積存污物的地方，清理后的模具內表面不得有任何污物。2）模具清理干凈后，由專人負責噴涂脫模劑，脫模劑要涂抹均勻，不得有積聚現象。3）模板組裝時按各種模具的組裝順序進行，嚴禁反順序組裝，以免模具變形。4）螺栓擰緊時要按順序緊固，保證模具尺寸精度。

3.5 混凝土澆筑質量控制

1）混凝土配合比必須符合設計和規范要求，混凝土工作性能要滿足管片生產工藝的要求，經過試配后確定各項參數。2）混凝土攪拌系統配備砂、石含水率自動快速測定儀，由攪拌站的電子控制系統自動調整混凝土配比的用水量。3）定期校驗攪拌站電子稱量系統的精確度，保證混凝土原材料稱量準確，嚴格按照配合比拌制混凝土，確保混凝土質量。4）管片混凝土澆筑時要分層、連續、均勻、對稱的從模具兩端向中間布料，采用振搗棒振動成型時，每蓋一塊蓋板布一層料，振搗密實后才能布下一層料，振搗時不能碰撞模具、預埋件和鋼筋骨架。5）振搗時間一定要控制好，一般為2～3min，振動至混凝土與側板接觸處不再有噴射狀氣泡為止。

3.6 管片的保養在質量控制措施

管片的保養也是十分關鍵的內容，就混凝土的澆筑而言，要進行質量控制，首先要確定混凝土各項材料的配比參數，在參數確定的情況下按照既定的步驟進行澆筑，管片的質量控制可以得到保證。而在澆筑完成后，采用科學的養護質量控制措施，比如水分養護、溫度控制等可以實現養護質量的提高。

3.7 制定管片生產質量控制標準

制定管片生產質量的控制標準對于管片生產質量控制而言也有著重要的作用。從目前的情況來看，在不統一管片質量標準的大環境下，生產的管片配套性不強，其利用效率十分的低下，由此會造成比較嚴重的資源浪費，所以為了避免此類現象的產生，需要對標準進行統一。

結語：

盾構隧道在目前的地鐵建設中有著重要的應用，此種隧道建設方法對于預制管片的依賴性比較強，所以說預制管片的質量決定了隧道整體的質量。為了進行隧道質量的提升，積極的控制混凝土預制管片的質量意義重大，所以本文就其質量控制展開了積極的探討。