鋼筋混凝土盾構管片預制技術研究

范江勇 張剛

摘要：盾構施工技術中，作為支護結構的預制硅管片要求具有高強度、高精度、高質量、高抗滲性能和較高的外觀質量，它對隧道的長期穩定性和安全運行起著至關重要的作用。管片的研究涉及到管片材料，管片結構型式、幾何尺寸，管片的拼裝方式、防水處理、管片強度，管片耐久性能等方面的問題。本文主要對鋼筋混凝土盾構管片的預制技術進行研究探討，以供參考。

關鍵詞：鋼筋混凝土；盾構；管片；預制技術

1 盾構預制管片工藝流程

1.1 鋼筋工程

①鋼筋加工。通過原材料檢驗合格的鋼筋，嚴格按照設計圖紙的要求在有防雨、防污染的加工車間內進行加工。②鋼筋籠焊接與安裝。鋼筋籠二氧化碳低溫保護焊；安裝時，管片鋼筋的保護層墊塊采用高強度塑料支架。鋼筋入模工序完成后，經質檢員檢查合格，并詳細記錄后報監理工程師進行隱蔽工程驗收，合格后進入混凝土澆搗作業。

1.2 模具

高精度的模具生產出高精度的管片。模具的質量直接影響著管片的尺寸精度、表面裂縫、氣泡等問題。在進行管片生產前必須檢測模具的寬度、高度、內外徑、弧弦長、縱向環向芯棒孔徑、中心距，其尺寸偏差必須滿足設計要求，不符合質量標準的不得用于管片生產，并定期按照規范要求每生產100環管片的周期對模具進行檢測，按照500環的周期進行強制大修。清理模具需做到全面徹底，在進行開、合模具時必須按照模具的開、合順序進行，延長模具使用壽命。

1.3 混凝土施工

管片清水高性能混凝土需要更為嚴格地控制混凝土施工質量，計量攪拌方面選派經驗豐富、責任心強的攪拌司機負責攪拌混凝土，確保計量準確保證混凝土坍落度80mm-100mm。采用氣動附著式振動器振搗成型，嚴格控制混凝土振搗時間以避免過振和漏振，當混凝土表面停止沉落或沉落不明顯、混凝土表面汽泡不再顯著發生或己泛出灰漿時停止振搗，確保振搗密實質量，避免弧型制品出現蜂窩麻面、大氣泡等外觀質量問題。

1.4 管片的蒸養

①澆搗及抹面結束，應覆蓋防水薄膜靜養約小時，方可開始蒸養。

②養護坑罩在蒸養前安放完畢，不應有間隙。蒸養制度可隨季節等因素進行調節，總蒸養時間約一小時。

③管片蒸養必須嚴格分靜停、升溫、恒溫、降溫等四個階段。蒸養溫度控制升溫速度每小時不超過℃，達到恒溫溫度-℃時，保持恒溫時間一小時，自然降溫速度每小時不宜超過℃，可分次慢慢拉開坑蓋門，達到與外界溫差小于℃為止。

④在整個蒸養過程中安排專人負責，蒸養工應注意溫控儀表的準確性與靈敏度，調節控制養護坑內溫度的均勻性，并做好實測溫度記錄。

⑤管片經蒸養后以同條件養護的試件的抗壓強度達到設計強度，養護坑內溫度降到與外界℃的溫差以內方可開坑、脫模。

1.5 脫模

起吊混凝土管片工位出模坑道端第一個工位為管片脫模工位，小車模具小車從出模小車行進到流水線上后并在脫模工位完全?？亢?，作業人員采用空氣扳手接空壓機管道開模，大大提高開合模效率（開模用時平均每片2min）。脫模工位的作業人員同時將進行管片脫模作業，依規定順序將模具側模、端模固定螺栓拆開。用真空吊具將管片從模具中吊起，并擺放到指定的管片臨時儲存修補區。

1.6 管片養護

為加快模具周轉創造條件，提高混凝土脫模強度，縮短養護時間，采取蒸汽養護和浸水養護。蒸汽養護溫度與時間應根據環境氣溫進行相應調整，避免出現外弧面裂紋。管片脫模靜置一段時間后，在養護池中進行浸水養護，養護周期不得小于14d，最后進入自然養護。

1.7 防迷流檢測

地鐵雜散電流（俗稱迷流）防護的重要措施之一是地鐵隧道管片的防迷流設計。所謂隧道管片的防迷流設計是指將隧道內的鋼筋全部電氣連通，并通過鐵墊圈將電氣連接點良好引出。測定管片內部鋼筋電氣連通和引出點電氣連通質量最直接的方法就是測定管片連接點的電阻。按每30環管片選擇一環做防迷流測試，單塊管片環向交流阻抗或縱向交流阻抗要求不大于5×10-3歐姆，整環管片任意兩點的交流阻抗要求不大于1.5×10-2歐姆，相鄰環管片任意兩點的交流阻抗要求不大于2×10-2歐姆。若任一片管片的迷流指標不符合標準，則根據監理工程師的要求擴大檢查范圍，對檢查出的不合格品不得用于工程中。

2 管片生產質量控制措施

2.1 管片質量控制

在吊裝過程中，脫模吊裝必須使用專門吸盤牢牢吸住管片的固定位置（中間位置）并確保吸盤與管片貼合緊密（真空度壓力達到85%以上），在起吊之前確保松動與管片的各種連接；起吊時要緩慢，防止磕損管片及對模具造成不必要的傷害。在碼放過程中的管片調運中的吊裝是采取吊帶吊運，嚴格控制吊運速度，防止碰撞損壞管片。在管片碼放和運輸過程中，管片碼放高度需要結合存放場地的地基承載力、管片出模強度和管片承壓強度等相關因素驗算后確定，在地基承載力足夠的情況下正常碼放最高能達到6層。當采用內弧面向上的方法貯存時，各層墊木應位于同一直線，兩條直線相交于管片圓心；采用單片側立方法貯存時，上下層管片應一一對應，不得錯位。運輸管片時，每層之間應有支墊且必須穩固，同時應采取防護措施防止碰撞損傷。

2.2 管片養護質量控制

管片砼澆筑后蒸養前要靜停約2h，具體進行時間可根據氣溫變化適當調整。蒸養時升溫速度應控制在10～15℃/h，蒸養后管片表面溫度與環境溫度差≯20℃。管片脫模強度要在24MPa以上，嚴禁強度不夠進行脫模。管片脫模后要進行保濕降溫，避免管片由于失水產生裂紋，降溫后必須保證水養7天以上，以促進管片砼強度平穩增長，從而保證管片混凝土的質量和性能滿足設計要求。

3 結束語

盾構法施工是一項世界先進水平的技術，作為盾構圍護結構鋼筋硅管片，對隧道的長期穩定性、耐久性、安全性起著至關重要的作用。迫切需要生產廠家生產出高質量、高精度的鋼筋鹼管片。

參考文獻：

[1]魏龍.有關預制鋼筋混凝土盾構管片生產質量控制的研究[J].低碳世界，2014，（21）：261-262.

[2]談永泉，楊鼎宜，俞峰，許曉東.我國預制混凝土襯砌管片生產技術及標準現狀[J].混凝土與水泥制品，2011，（02）：25-30+34.