預制裝配式地鐵構件質量控制研究

張海建

【摘要】隨著預制裝配式建筑應用越來廣泛，裝配式地鐵車站因其“工廠化”“占地小”“工期短”“成本低”“標準高”等優點，已經在長春地鐵2號線6個車站被應用。同時也因拼裝節段多，拼裝縫復雜等因素，對拼裝結構防水性能提出更高要求。本文針對長春地鐵2號線預制裝配式地鐵構件防水質量控制技術展開研究。

【關鍵詞】：長春地鐵2號線；預制裝配式地鐵構件；防水質量控制技術

一、概述

長春地鐵2號線預制裝配式車站標準斷面每環寬度2米，由7塊預制構件組成。底板由3塊預制構件B+A+B通縫拼接，側墻左右各設置1塊C與底板通縫拼接，頂板2塊拱形構件D+E交替錯縫拼接，環向塊與塊之間拼接縫7道，縱向每2米一道拼接縫，增加了整個車站的拼裝質量要求。

拼裝效果如圖1、圖2：

防水原則：裝配式地鐵結構，其防水應采取"以防為主、剛柔結合、多道設防、綜合治理"的原則，采取與其相適應的防水措施。

防水標準：地下車站及機電設備集中區段的防水等級應為一級，不允許滲水，結構表面無濕漬。

本文針對以上問題，從預制裝配式地鐵構件生產時的各個環節進行研究，提高構件自身質量標準，以滿足拼裝車站的最終效果。

二、裝配式構件生產質量控制

1、構件混凝土防水質量控制

構件自防水是第一環節，構件的混凝土采用C50，抗滲等級≥P10。構件采用防水混凝土的施工配合比、外加劑的摻量、 水泥用量、粉煤灰等必須經過符合資質要求的實驗單位進行反復試配試驗，經優化比選達到設計要求的指標，并出具試驗報告，經質檢單位批準后方可使用。對進場的原材料嚴格現場試驗后，合格方可使用。構件外側鋼筋混凝土凈保護厚度宜為50mm.按《混凝土結構設計規范》嚴格控制混凝土中CL的含量，最大CL含量≤0.06%，同時應檢測管片混凝土的氯離子擴散系數,氯離子擴散系數≤3X10-8/cm2//s。氯離子擴散系數采用RCM法檢測56天齡期。每立方米混凝土中各類材料的總堿含量（Na2O當量）不得大于3Kg。選用低水化熱水泥，水膠比一般不得大于0.36并需滿足結構專業圖紙要求。

混凝土生產過程中，每盤混凝土配合比都要由現場實驗室嚴格控制，每盤攪拌時由操作手使用肉眼觀察混凝土和易性，隨時調整；混凝土澆筑使用串桶，保證下落高度<1m，澆筑層高控制在30cm；采用主振搗棒輔附著式高頻振動器加強振搗，確?；炷撩軐?，特別是在模板榫頭和榫槽下坡面時，加細振搗點位，時間大于20S，當氣泡不在冒出，混凝土不再下沉。泌漿均勻后，停止振搗；構件的外露面，使用人工找平、抹面、壓光，禁止灑水，及時覆蓋塑料薄膜，做好保漿，防止水分揮發會產生收縮裂縫。盡量減少麻面、蜂窩、氣孔等質量通病，通過以上等措施，以滿足抗滲漏等級要求。

2、構件結構質量控制

鋼筋：構件鋼筋骨架定尺定規批量生產，使用定型臺案，固定人員生產，保證每根鋼筋尺寸的精確性，骨架組合使用定型胎具，保證位置準確，綁扎統一；吊運、翻轉使用特制吊梁，每個骨架的吊點都是經過反復加固和力學計算，吊點受力合理、變形影響最??；鋼筋籠骨架設置專用存放架，保證存放期間無變形；骨架落底模，專人定尺定位，使用高強控縫墊塊。通過保證鋼筋的保護層厚度，保證鋼筋和預埋管、預埋件之間的距離，防止產生收縮裂縫，影響混凝土的抗滲能力。構件生產后，需要以探測儀檢查混凝土的保護層厚度。制定專項方案，組織固定班組進行施工。

如圖3、圖4、圖5所示

模板：高精度鋼板模組合，以確保構件環的拼裝精度。為保證模板使用精度，制作固定底模，在軌道上進行滑動。底模采用15T千斤頂、水平管進行精確調平，控制四角的高低誤差在1mm之內。每次合模前，側模板使用3T×2吊滑輪進行懸掛，鋼模板尺寸進行校核，有彎曲變形、撞碰缺陷等問題，配備維修班組及時修復；合模后，構件空間尺寸塊塊校核，使用背頂絲杠及時調整，保證成品質量，制定專門記錄表，記錄保存；保證結構外觀尺寸，防制構件生產后，結構外形誤差大，符合設計要求。

構件尺寸：配備人員，使用游標卡尺、千分尺、鋼尺、角尺、線墜、魚線，注水器等，對構件長度、防水凹槽、榫頭、榫槽、定位銷孔、預緊孔道中心位置等進行系統量測，保證構件外觀精準度；注漿管道使用注水器，通氣等測試，保證通暢；滿足設計要求。發現問題，專門配備修復班組及時處理修復。

如圖6、圖7、圖8所示。

養護與存放：構件混凝土澆筑完成后，外露面處理完成后，觀察混凝土狀態，待表面收漿及時使用薄膜進行覆蓋嚴實，禁止觸碰留下壓痕。夏季，環境溫度較高，調整混凝土緩凝劑的配比，適當延長混凝土的初凝時間1.5小時，延緩混凝土早期形成強度，降低混泥土的內外溫度差，從而產生早期裂縫。冬季，環境溫度較低，采用窯內蒸養措施，溫度控制在50℃以下，適當調整早強劑和緩凝劑配比，使構件早期形成強度提前0.5~1h，后期終凝強度形成并不延遲，使構件保證強度形成的時間，又不會產生早期裂縫。外加劑配比調整，必須由實驗員實驗室反復調配，滿足最終13小時拆模的情況下使用。作為大體積異形殼裝構件，根據《混凝土質量控制標準》要求混凝土內部和表面溫差不宜超過25℃，表面和外界溫差不宜大于20℃。構件拆模后，及時量測混凝土內部溫度，及時使用蓄水布包裹，進行混凝土養生，養護期達到6天，強度達到80%以上，方可進行吊裝。為防止構件內部水分流失，影響強度增長，構件降溫過快產生溫度裂縫。在轉運前對構件采取塑料布密封保水，冬季使用棉苫布覆蓋保溫的措施，存放場地構件無后期溫度收縮裂縫產生。

三、構件缺陷質量控制

1、非結構性表面修補

氣孔、麻面、蜂窩等不影響結構質量，輕度影響影響滲水的質量問題：根據《混凝土質量控制標準》和圖紙要求，需要使用強度20MPa以上的環氧樹脂類材料，基面處理好之后，濕潤后用環氧砂漿抹平壓光；不需要上強度的（不要用于補氣泡）：黑水泥：白水泥=2:1，調配顏色適宜，加水和勻后用小鏟涂抹。

2、結構性損壞修復

缺棱、掉角等較小時，清水沖洗后將該處用鋼絲刷刷凈充分濕潤后，用環氧砂漿抹補整齊。也可將不實的混凝土和突出的骨料顆粒鑿除，用水沖刷干凈后濕潤，然后用比原混凝土高一級的細石混凝土補好，認真養護;當缺棱掉角較大時，應將疏松部分混凝土鑿除，并將界面清理干凈充分濕潤后涂刷表面粘結劑，支模，使用比原混凝土高一級的環氧砂漿修復，待達到一定強度后再拆模養護，保證外觀質量，增加抗滲能力。

3、裂縫修復

裂縫的修補方法。根據《混凝土質量驗收規范》、《地下工程防水技術規范》及構件施工經驗：對構件結構抗滲無影響的細小裂縫，可將裂縫處加以沖洗，用環氧乳液抹補，養護成型即可。裂縫寬度0.1mm～0.2mm，相對較深的裂縫，應將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿裂縫方向鑿成深為15～20mm、寬為50～100mm的V形凹槽，掃凈并灑水潤濕，先刷一層環氧乳液，然后用環氧砂漿分2-3層涂抹，總厚度控制在10～20mm左右，并壓實抹光。對于裂縫寬度≥0.2mm，<0.3mm的，較深的裂縫（非貫穿裂縫，構件生產禁止出現貫穿裂縫），進行上述處理后，注漿封閉處理。需修補的裂紋上找好固定點，固定好注射基座，將封縫膠按比例和勻后使用專用注射器灌注。壓力控制在0.5MPa，以出氣孔均勻緩慢冒漿為標準。

如圖9、圖10、圖11所示。

4、材料說明

①環氧乳液配方如下：

環氧樹脂類121g，二甲苯10ml，二丁酯5ml，乙二胺6g，水泥30g

②環氧砂漿配方如下：

環氧樹脂100g，二甲苯10ml，二丁酯5ml，乙二胺8g，水泥和粉煤灰200g（水泥：粉煤灰=3:1），砂800g。

③JGN型建筑結構膠（粘鋼型）甲、乙雙組份，高強無收縮灌漿料。

四、結論

本文依據地鐵2號線預制構件廠生產和國內首例預制裝配式地鐵車站的拼裝施工，對該類結構的生產技術進行了系統研究，得到結論如下：

①科學的組合形式、合理的生產順序是確保構件質量前提條件。

②由于預制構件重量大、形狀特殊，吊裝轉運過程必須受力驗算，以保證其在吊裝過程中不出現變形、裂縫。

③嚴控制各道工序，保證混凝土強度、外觀尺寸、結構缺陷滿足拼裝標準，為車站質量、防水做好基礎。

參考文獻：

[1]鐘偉榮,朱敏濤.高精度預制混凝土技術在我國的應用與研究.建筑施工2006

[2]李志業,曾艷華.地下結構設計原理與方法法.成都:西南交通大學出版社,2003

[3]于明,任霞.混凝土預制構件關鍵技術研究及成套裝備研發.科技創新導報