淺析盾構管片型式檢驗在合肥地鐵的應用實踐

吳志德

（安徽省建筑工程質量監督檢測站 安徽合肥 230000）

0 引言

隨著安徽經濟的高速發展，2006年啟動全新的地鐵規劃。省會合肥是安徽省第1個，長三角第7個開通地鐵的城市。首條線路合肥地鐵1號線于2016年12月正式開通運營，2號線于2017年12月正式開通運營，3號線于2019年12月正式開通運營。目前在建的有第4、5號線、1號延長線，采用盾構法施工，盾構作為最主要的受力構件，承擔著隧道內外的全部荷載，其質量的好壞直接影響到隧道的安全。因此，檢測盾構管片的各項力學性能指標對施工的指導不可或缺。

1 概況

根據委托方的要求，對合肥市軌道交通4號線土建盾構管片進行型式檢驗，包括對抗拔、檢漏、抗彎性能檢驗。采用K塊（楔形塊）做抗拔性能試驗，標準塊進行檢漏和抗彎試驗，各類型塊的抗彎荷載如表1所示。預制鋼筋混凝土管片強度等級C50，管片內徑5400mm，外徑6000mm，每環管片寬1500mm，每環管片分6塊（1塊楔形塊K塊、2塊鄰接塊、3塊標準塊），采用通用楔形環錯縫拼裝，彎螺栓連接。

抗拔性能采用分級加載方式：先按設計荷載的20%極差加荷至設計荷載的80%，再按設計荷載的10%極差加荷至荷載的90%，繼續按設計荷載的5%極差加荷至設計荷載，每級保持加荷時間5min，加荷至設計荷載值時應持荷30min。加荷過程每一級荷載結束后記錄每級荷載值下的灌漿孔螺栓的位移量。加荷至設計荷載結束后可卸載，終止試驗。螺栓周圍混凝土無裂縫或破壞為合格。

管片抗滲檢漏試驗要求，加壓速度0.05MPa/min，按每級加壓0.2MPa，恒壓10min，并記錄滲漏情況，至設計荷載時，穩壓2h，管片側面滲水高度不超過50mm，為合格。

管片抗彎性能要求，先按設計荷載的20%極差加荷至設計荷載的80%，再按設計荷載的10%極差加荷至荷載的90%，繼續按設計荷載的5%極差加荷至設計荷載，每級保持加荷時間5min，加荷至設計荷載值時應持荷30min。加荷過程每一級荷載結束后記錄每級荷載值下的中心點和加荷點及水平點各點位移值，記錄裂縫開展情況和最大裂縫寬度。加荷至設計荷載結束后可卸載，終止試驗。管片荷載加至設計荷載并保持30min后，管片無裂縫或者裂縫寬度不大于0.2mm為合格。

表1 管片抗彎試驗荷載值

2 試驗主要依據及設備

2.1 試驗主要依據

本次試驗主要依據《預制混凝凝土襯砌管片》（GB/T 22082—2017）、設計文件、圖紙等。

2.2 試驗所需設備

所需設備及性能指標如表2所示。

表2 所需設備及性能要求

3 試驗方法及結果

3.1 管片抗拔性能檢測

將管片平穩放在試驗場地，將拉力螺栓桿旋入灌漿孔預埋膠管內，檢測螺栓的垂直度和深度。拉力螺栓桿與管片接觸部位填上細沙墊上橡膠墊和鋼板，厚度不小于10mm，再將千斤頂穿入拉力螺栓桿，擰上螺帽，安裝百分表，開始測試。試驗裝置示意圖如圖1所示。分級加荷50kN、100kN、150kN、200kN、225kN、237.5kN、250kN進行測試。每級持荷5min，并記錄螺栓的位移量。試驗荷載加至250kN時，持荷30min，并記錄螺栓位移量和螺栓周圍混凝土破壞情況。

圖1 管片抗拔試驗裝置

圖2 管片抗彎示試驗裝置

3.2 管片檢漏

將管片平穩放在試驗架上，檢查密封橡膠墊是否緊貼管片外弧面，密封橡膠墊距管片邊緣距離50mm，緊固件與管片內弧面墊上橡膠墊，緊固橫桿，從中間向兩邊收緊。打開排氣閥，接通進水閥，注入自來水，當自來水從排氣孔中流出后，關閉排氣閥，啟動加壓泵，按0.05MPa/min的速度加壓，加壓到0.2MPa時恒壓10min，檢查管片是否有滲漏水現象，觀測管片側面滲透高度并做好記錄。一切正常后繼續加壓到0.4MPa、0.6MPa……，每級恒壓10min，直到加壓至設計抗滲壓力1.2MPa時，恒壓2h，檢查管片側面是否有滲漏水現象，并做好記錄。試驗裝置如圖3所示。

圖3 管片檢漏試驗裝置

圖4 中心點位移曲線

3.3 管片抗彎性能檢測

將管片安放在試驗架上，加載點墊上厚度不小于20mm的橡膠墊。采用千斤頂分配橫梁的方式加荷，試驗裝置如圖2所示，加載點間距按設計要求確定。本文選取C型管片設計荷載318kN做抗彎性能試驗。記錄各級位移量并計算繪制中心點、荷載點、水平點變量與荷載關系曲線圖。中心點位移=D1-（D5+D7）/2，荷載點位移=（D2+D3）/2-（D5+D7）/2，水平點位移=（D4+D6）/2。位移量曲線出現異常突變或管片加載點出出現局部破壞則檢驗失效，應重新檢驗，以重新檢測結果為準。試驗數據圖表3所示，中心點位移曲線如圖4所示，荷載點位移曲線如圖5所示，水平點位移曲線如圖6所示。

4 結束語

本次試驗的受檢管片的抗拔性能、抗滲性能、抗彎性能均符合《預制混凝凝土襯砌管片》（GB/T 22082—2017）、設計文件、圖紙等的要求，判定該批次管片質量合格，可以在合肥市地鐵4線工程中運用。對于不符合標準的管片嚴禁在工程中運用，為地鐵后期的安全運營提供關鍵性技術支持。

表3 試驗數據結果

圖5 荷載點位移曲線

圖6 水平點位移曲線