盾构隧道管片生产的基本控制要点

金蚕丝雨

盾构隧道管片生产的基本控制要点

盾构管环根据隧道曲线施工和纠偏需要分为组合管环和通用管环两种。城西路站至龙华路站两区间采用组合管环形式，由直线环、左转环和右转环组成。管片外径6200mm，内径5500mm，管片厚度350mm，管片环宽1200mm，管片宽度和弧、弦长尺寸误差为正负1mm。环向分为六块（3AT+2BT+1KT）,即三块标准直线块（中心角67.5度）、两块邻接块（中心角67.5度）、一块封顶块（中心角22.5度）组成一环。每块管片之间采用弯螺栓连接。环和环之间采用错缝拼装方式，管片端面为平面式，仅在防水胶条处留有沟槽。混凝土强度等级为C50，抗渗等级P10。

盾构管片生产前的准备工作包括：技术准备、设备及模具准备、材料准备、人力准备等；技术准备时应做好施工组织文件的编制和报批、图纸的熟悉与交底、模具方案的制定、混凝土配合比设计和试配等工作。图纸的熟悉与交底不应仅限于管片图纸，更应依据线路设计图和两区间实际情况，进行管片排布方案的制定，以便确定两区间A、B、C三种配筋管片的具体数量和各种管片的提前生产预存量等；本标段管片生产单位原为地铁二号线提供管片，模具符合本标尺寸要求，但应对模具原技术文件进行审查；混凝土配合比设计应严格按规范和本标段设计要求进行，水胶比≤0.36胶凝材料用量360-480kg每立方，尽量采用低水泥用量和低坍落度，同时应考虑日模具生产使用翻数，冬夏季生产等情况做好备用配合比的设计（冬季生产用添加剂应考虑与蒸汽养护的关系，建议参照建筑工程冬季施工规程）；

本标段的设备及模具准备工作，应注重于搅拌站、养护、成品检试验等设备的安装调试和安全检查。对各试验设备和计量器具、设备应检查其完好性，并根据计量方面的有关规范进行校核；模具为管片生产的核心问题，本次生产厂家准备了3套直线环、2套左转环、2套右转环共计7套模具，全部模具都为使用过的旧模，为保证模具具有足够的承载力、刚度、稳定性和良好的密闭性能，应依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》第4.2.8条加强对模具的进场检查和缺陷整修(精度要求按管片模具的相关技术指标)，安装完毕后应对模具再次进行初验和最终验收。初验时特别应核对模具的技术档案资料完整性，检查模具整修所用材料是否符合技术要求，认真依据《盾构法隧道施工与验收规范GB50446》第6.4.5条进行模具允许偏差检验，并对模具外观和开合进行检查。试生产的三环拼装精度综合检测满足规范和设计要求后方可进行模具最终验收；

管片生产材料包括钢筋原材料、混凝土用材料、预埋件和辅料等，在管片生产前应根据设计和规范要求明确各材料型号、规格和技术质量要求，做好材料采购计划，为生产作好材料物资准备，并按规范要求进行各原材料的进场送样检测。

为高效地进行管片生产，应建立健全的生产组织机构，按相关上岗要求组织高素质的一线操作工人队伍，加强工人图纸交底和操作技术培训，建立相关技术和操作交底台帐。

盾构管片的生产流程主要为模具清理、钢筋骨架制作与就位、预埋件安装、保护层定位、混凝土浇筑振捣、养护、开模吊运、储存期养护。为保证管片符合设计及规范的技术要求，管片生产应建立健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度，对各道生产环节严格把关。

在正常生产状态下模具的检验和保护，是保证管片尺寸质量的重要环节。管片脱模后的模具，必须在不损伤模具本体的前提下进行彻底清理。确保模具内表面和拼接缝不留有残浆和微小颗粒，以保证模具的合拢精度；模具的检查分为浇捣前的快速检查和模具定期检查。模具每次合拢后必须使用专用快速测量工具对模具中心宽度和能显示模具正确合拢的项目进行检查，并应做好相应的记录保存。除模具快速检查外还应对模具进行定期检查，检查周期根据《盾构法隧道施工与验收规范》第6.4.5条规定，为模具周转100次为一周期，并按管片模具检测记录表F2.24进行记录。由于此次采用模具已经多次使用过，建议加大检查频率，缩短检查周期，以确保模具在使用寿命内使用。

管片钢筋骨架制作时，钢材的品种、规格和级别必须符合设计要求，对进场钢材必须按相关规范要求，依批次进行材料检测和第三方检测。钢筋下料前应进行钢筋翻样编制，并制作基准靠模。钢筋加工焊接应依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》进行加工和送样抽检，允许偏差检验和检验频率应满足《盾构法隧道施工与验收规范GB50446》第6.5.4-1表规定。钢筋骨架制作安装的检验和检验频率应满足《盾构法隧道施工与验收规范GB50446》第6.5.4-2表规定。由于同类管片设计有A、B、C三种钢筋配置，因此骨架制作完成后应挂醒目标示进行区分。

骨架入模和模具合拢应遵循一定的操作流程。在安放钢筋骨架前先安装吊装预埋件，安放钢筋骨架时应确保钢筋与模具不接触。随后安装弯螺栓预埋件。骨架安放应保证底部及内外弧面保护层满足设计和规范要求（本标为50mm），最后再次检查模具、骨架和预埋件，填写钢筋分项工程质量检验评定表，并进行钢筋隐蔽验收。

管片混凝土浇筑前必须通过模具精度检查和钢筋骨架隐蔽验收。本标管片混凝土配合比为以往采用的配比，本次使用时应考虑到环境气候、水泥沙石等拌合料的变化并做出相应调整，进行模拟对比试验后，经审批确定本次基本配合比。在整个生产周期内应保证上料计量系统始终处在受控状态下。每工作班至少测定1次砂石含水量，确定生产配合比，并留置一组标准养护试块验证配合比。

混凝土浇捣开始阶段应向模具内均匀布料，盖板封上后从模具中间下料，后期应控制下料速度防止混凝土溢出。浇筑与振捣混凝土应同步进行，浇筑和振捣混凝土时应避免干扰预埋件。振捣时间应在试生产时进行确定，严格按规定进行，避免漏振和超振。按《混凝土强度评定检验标准》第3.0.1规范的相应要求，每班次（按每环7.7方计算，不应超过13环，但考虑到拆模试块与强度试块的制作统一，根据现有7套模具的情况，建议不超过7环）浇捣应留置不少于3组9块试块。两组标养进行28天强度试验（其中1组备用），另1组同管片同条件养护，测得出模起吊时的抗压强度。根据《地下铁道工程施工及验收规范》第8.11.3规定每浇捣30环留置1组6块抗渗试块。对试块的养护应注意执行《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》第7.1.1条。

混凝土浇筑完毕后，待管片外弧面初凝前进行成型抹面收水。收面必须达到2-3次，收面时严禁洒水及水泥，防止外弧面开裂。

管片摸面成型后，静停2-3小时将其整体覆盖严密进行蒸汽养护。蒸汽养护分为升温-恒温-降温三阶段，此过程应严格控制静停时间、最高温度和升降温速度，升降温速度以10-15度每小时进行，最高温度不超过50-60度。

待管片表面与室外温差小于20度，同时与管片同条件养护的试块混凝土强度达到设计强度40%时，管片方可出模。出模后应对管片外观和尺寸进行检查，然后根据管片标示方案进行标示；此阶段本次管片生产应特别注意冬季室内温度的保持，出模后的管片应在室内停滞一定时间，再移到室外放置等待二次养护，以便防止管片过快移到室外产生温差裂缝。

管片二次养护时养护池的大小应根据生产量的情况酌情确定，一般应连续养护14天（《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》第7.4.7）。

管片堆放场地必须坚实平整（特别应注意盾构施工现场的管片堆放场地的坚实度），堆放时最好采用管片内弧面向上，各环成套堆放。运输时不应超过三层。

管片成品验收，应严格遵循《盾构法隧道施工与验收规范》和《盾构隧道管片质量检测技术标准CJJ/T 164-2011》进行。管片尺寸验收，按日生产且不超过15环，抽取一环6片进行（《盾构法隧道施工与验收规范GB50446》第16.0.4），并用成品管片尺寸检测记录表F2.25记录；

管片水平拼装检验，每生产200环进行三环水平拼装一次（《盾构法隧道施工与验收规范GB50446》第6.7.3），并用管片拼装检测记录表F2.26记录；

管片成品检漏测试，每生产100环抽取1块进行检漏测试（《盾构法隧道施工与验收规范GB50446》第16.0.6），但根据《地下铁道工程施工及验收规范》第8.11.5条规定按每50环抽取1块进行，考虑到本标段管片生产采用人工振捣方式，建议执行《地下铁道工程施工及验收规范》。试验时应认真检查检漏试验台和各仪表的校核情况，根据《盾构隧道管片质量检测技术标准CJJ/T 164-2011》的规定，按0.05MPa／min的加压速度，加压到0.2MPa，恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度，做好记录，继续加压到0.4MPa、0.6MPa……，每级恒压时间10 min，直至加压到设计抗渗压力，恒压2h，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度，作好记录。在设计抗渗性能试验压力的条件下，恒压2h，管片不得出现漏水现象，渗水深度不超过50mm则判定管片抗渗性能合格；

应根据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》第9.3.1和《盾构隧道管片质量检测技术标准CJJ/T 164-2011》进行管片结构性能检验评定。