談盾構管片工藝質量控制

張 金 玉

(太原市市政工程總公司辰宇公司，山西 太原 030024)

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談盾構管片工藝質量控制

張 金 玉

(太原市市政工程總公司辰宇公司，山西 太原 030024)

闡述了管片在生產過程中可能出現的質量問題，并分析了產生質量問題的原因，從原材料、鋼模尺寸檢驗與組模、管片生產等方面，探討了管片工藝質量控制措施及質量檢測手段，對保證隧道安全有一定的意義。

盾構技術，管片，質量控制，鋼模

近年來，城市化進程的展開，盾構法施工技術以其盾構機開挖后盾構管片可直接安裝、施工速度快、安全性高、對不同工程地質的適應性強等優勢，在越江隧道、海底隧道和部分山嶺隧道施工中得到了廣泛應用并得到很大的發展。預制管片作為盾構施工中的最主要部分，其成型后的質量直接關系到隧道的安全，為滿足地鐵使用100年的質量要求，盾構法施工管片的質量好壞起著決定性作用。因此，要在生產和拼裝的過程中嚴格控制盾構管片的質量，確保達到隧道自身結構的防水要求及結構安全。

1 盾構管片質量通病與原因分析

目前，市場上的管片生產廠家采用的管片生產工藝各有不同，但其基本的管片生產工藝流程相差不大。

1.1 氣泡

管片在預制生產過程中會產生一定的氣泡，會影響盾構管片的外觀和結構，如果氣泡嚴重還會影響管片混凝土的抗滲性能，通常為兩側出現且孔徑較小的表面起泡和分散出現孔徑較大的止水槽處氣泡。盾構管片產生氣泡的原因主要有：

1)管片生產過程中所使用的混凝土的坍落度過大，管片模板的脫模劑也會影響混凝土內部空氣的排除，在混凝土內部和表面產生氣泡。

2)振搗不足。對混凝土振搗不充分、時間不夠，沒有將混凝土內部多余的空氣充分排除，產生氣泡。

3)加入混凝土內部的外加劑與混凝土不匹配，影響混凝土的使用性能，造成其內部的空氣不能全部排除。

1.2 裂縫

在盾構管片預制實際操作過程中，管片表面通常會出現一些難以避免的干縮裂縫，這些裂縫的開裂程度對管片的影響不同，重要的是看它是否影響混凝土結構或防水性能。通常，當裂縫不影響結構時，是可以接受的，但當寬度和深度達到一定程度或貫穿止水槽，對管片的強度和防水性能產生較大影響時，必須采取一定的措施進行預防。裂縫產生的原因主要有：

1)由于溫度變化較大產生的溫縮裂縫，這類裂縫主要是由于管片預制場的溫差過大產生的，尤其在冬季生產過程中所產生的裂縫較嚴重。

2)由于受到風化作用產生的開裂。由于風化作用所產生的裂縫通常為不規則的細小裂縫。

3)脫模時間過早造成的裂縫。由于盾構管片的混凝土強度尚未達到拆模強度，就將管片進行脫模施工所產生的裂縫，這類裂縫將直接影響管片的總體結構，應盡量避免。

4)由于生產盾構管片所使用的混凝土坍落度過大，在混凝土施工后在管片表面產生浮漿，浮漿的強度低，易產生開裂，這類裂縫容易使隧道周邊的水深入管片內部，造成鋼筋銹蝕，破壞其內部結構。

2 盾構管片生產質量控制

對管片生產質量的高精度控制，關系到管片結構性能及隧道的使用安全，因此管片的生產全過程必須處于受控狀態，建立完善的管理制度，以確保管片的結構質量滿足工程的安全要求。

2.1 原材料質量控制

生產管片的主要材料，即鋼筋、水泥、外加劑、脫模劑和石材等，必須從具備生產資質且信譽良好的廠家采購且符合設計圖紙和規范要求。材料選購進場后，須按進場要求進行相應的取樣檢測，達到合格要求的產品才能使用，不合格的堅決退場，嚴禁不合格材料用到生產中。

1)鋼筋。鋼筋進場前各種質量證書齊全，按規范規定抽樣數量實驗室檢驗合格后方可使用，按規格分類堆放并掛牌標識。表面潔凈，不得被油漆、油垢、銹皮等污染和機械損傷，調直后不能有表面傷痕和截面面積減少情況，若出現顆?；蜾P蝕損傷，則不能使用。

2)水泥。水泥進場后需經抽檢合格，并按品種、參數及生產牌號根據不同的批次進行分別存儲于專用罐內，若因存儲不當或時間過長，應在使用前進行復檢，并根據復檢結果進行降級使用。

3)砂石。中砂采用細度模數為2.3～3.0之間，含泥量控制在3%以內；碎石為5 mm～25 mm連續級配，且含泥量在1%以內，采購于不同廠家的砂石需要廠家提供檢驗合格報告，進場后再取樣復試合格。砂石的采購還需要專人在采集地進行規格和清潔質量的監控，顆粒混合試驗中骨料料徑滿足相關規范要求且實驗室取樣試驗后可送貨到場。進場后仍需要進行二次篩分檢測和含泥量檢測，符合規范要求可以投入生產。

4)減水劑。高性能減水劑的減水率需要高于25%，且由生產廠家或代理商提供產品檢驗合格證書，進場后，減水劑按規范要求進行批量復檢合格后使用。

2.2 鋼模尺寸檢驗及組模質量控制

鋼模具與管片最終生產的尺寸精度、表面裂縫、氣泡等問題有直接聯系。因此管片生產前必需檢測模具的寬度、高度、內外徑、弧弦長、縱向環向芯棒孔徑、中心距等參數及其念頭是否符合要求，并按規范要求的100環管片的生產周期定期對鋼模進行檢驗，按500環的生產周期強制大修。

1)鋼模。鋼模出廠前需檢驗合格，進場后需要再次進行尺寸檢驗。以100片管片的生產周期對每片鋼模進行周期尺寸測量。如果在吊運或生產過程中，鋼模受到碰撞或重擊等可能引起尺寸改變的外界影響時，必需立即再次進行檢測，而當管片中有幾何尺寸不合格產品時，需立即對鋼模尺寸進行檢測。鋼模尺寸需要檢驗的項目及允許偏差如表1所示，生產過程中，應每天對模具進行寬度抽查。

表1 鋼模尺寸檢測項目及允許偏差

2)組模質量控制措施。在組模前需要檢查模具各部件是否潔凈無污染，尤其是邊角凹槽等容易積存污物的地方，不符合要求的應及時清理；脫模劑或膽油由專人負責涂抹，涂抹均勻不得有積聚現象，并重新涂抹均勻。以倒角為吻合標志將側模與端模用定位螺栓由中間位置向兩端順序擰緊，模板組裝時按各種模具的組裝順序進行，避免造成模具變形和精度損失。完成組模后應核對鋼模吻合標志是否對位，并指定專人測量模具內的弧面寬度，嚴禁使用未經檢驗的模具澆筑混凝土。

2.3 管片生產質量控制

1)模具準備。模具組裝前應進行全面的清理，將模具表面殘留的混凝土、鐵銹等其他雜物清理干凈，可采用抹布和鏟子進行清理。模具的內外表面都要進行徹底全面的清理，清理干凈的模具應做防塵處理，并采用機油進行保養，防止銹蝕。

2)組模。將涂抹了脫模劑的模具進行組模作業，主要對模具安裝位置、螺栓緊固情況等進行質量控制，并嚴格按照組模順序進行操作，不得隨意改變。

3)管片混凝土施工。本項目采用C50混凝土，采用分層、對稱澆筑，使兩端混凝土的高度基本相同，保證受力均勻。使用外部振搗混凝土澆筑完成30 min以后，進行抹面作業，分為粗抹面、中抹面和精抹面三步。為了提高模具的周轉時間，縮短脫模時間，盾構管片混凝土一般采用流水線生產，蒸汽養生?；炷翉姸冗_到要求后，即可進行拆模工作，拆模時不得大力錘擊，防止混凝土出現掉角、掉塊現象。拆模時依次打開模具上螺栓，按順序進行，并將模具進行分類堆放，便于取用。

4)混凝土澆筑質量控制。a.混凝土配合比必須符合設計和規范要求，嚴格控制坍落度在5 cm～7 cm，允許有一定幅度的偏差。b.混凝土澆筑時要結合模具的具體形狀分層、連續、均勻對稱的從模具兩端向中間布料，嚴格控制布料順序，振搗時先振中間后兩側。振搗成型時一層蓋板一層料，需在振搗密實后才能布下一層料，既不能漏振，也不能過振，不能碰撞模具、預埋件以及鋼筋骨架等，按要求控制振搗時間，密切關注混凝土表面的變化，根據氣泡溢出情況和表面砂漿變化情況判斷結束振搗工作，一定至混凝土與側板接觸處不再有噴射狀氣泡為止。c.刮去外弧面多余混凝土進行收面，使其沿鋼?；《绕秸?，收光后靜放1 h～2 h再抹面1次～2次，外弧面不得有外露石子。d.應在混凝土初凝前和初凝后轉動一下模芯捧，但禁止外抽，2 h后才能拔出模芯捧，以防止坍孔或管片變形。澆筑應保持連續性，中斷時間超過允許間歇時間，則管片報廢并應及時清理模具。

3 結語

隧道盾構施工在我國隧道施工中得到了廣泛的應用，其施工技術水平也在不斷提高。通過對盾構管片施工過程的分析，得出以下結論：

1)通過對管片常見質量通病及其成因進行分析，可以有針對性的進行預防，減少質量問題。

2)在盾構管片生產和拼裝過程中進行質量控制，可有效保證管片施工質量。

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Discussion on quality control of shield segment process

Zhang Jinyu

(ChenyuCompany,TaiyuanMunicipalEngineringCorporation,Taiyuan030024,China)

This paper described the possible quality problems of segment in production process, and analyzed the causes of quality problems, from the raw materials, steel mold size test and group mode, segment production and other aspects, discussed the quality control measures and inspection means of segment process, had certain significance to ensure the tunnel safety.

shield technology, segment, quality control, steel mold

1009-6825(2017)15-0197-02

2017-03-13

張金玉(1971- )，男，工程師

TU712.3

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