隧道預埋槽智能制造成套裝備的研制

岳明君 馮顯英 李廣君 李鋒

摘要：人類社會長期發展和生存離不開制造業，科技進步也離不開制造業的長期發展，因為社會物質的主要來源是一個國家制造業綜合實力的體現。企業應嚴格控制工業生產中所用的技術設備。本文將圍繞質量管理體系在提高隧道預埋槽智能制造成套裝備質量和保障隧道預埋槽智能制造成套裝備的重要作用，結合分析當前隧道預埋槽智能制造成套裝備改進設計中固有的問題，對隧道預埋槽智能制造成套裝備質量管理體系進行設計，并提出改進措施，加強隧道預埋槽智能制造成套裝備保障質量管理體系的建設。

關鍵詞：地鐵盾構隧道﹔預埋槽道﹔疲勞性能﹔耐久性

盾構地下隧洞的施工是安裝通用機電系統，并在隧道內布設電氣線路，主要采用化學植筋或膨脹螺栓，這會影響隧道的結構穩定性。隧洞局部空氣流通不良，混凝土呈弱堿性，對鋼筋或錨桿易腐蝕，縮短使用壽命，影響結構安全，增加地下作業費用。為修復運行后的損壞，降低運行費用，世界上許多國家對此進行了大量的研究和試驗。早在20世紀80年代，嵌入式通道技術就開始在德國使用，其中德國制造的“雞籠通道”更受歡迎，現在已被廣泛應用于高速鐵路、地鐵、橋梁建設、城市全管道等領域。

1預埋槽道技術

內嵌式槽鋼是一種將其嵌入隧道層，用于連接套管、管道等設備。隧道中嵌入槽鋼是以電纜載重為基礎的。采用了嵌入槽鋼結構的地腳螺栓，以及槽體與混凝土之間的錨固連接，使機庫牢固地連接機庫，并將靜荷載和列車高速運行時產生的動力荷載通過地腳螺栓傳遞到隧道上部的混凝土上。優勢：隧道結構損傷小，機電設備安裝方便，采用理論分析與試驗相結合的方法，布置地下施工中的設備及管道，提高安裝效率，改善工作環境，方便地下施工中設備及管道的維護，降低運行成本，縮短施工時間。

2預埋槽道技術研究現狀

預埋式槽鋼澆注于混凝土中，形成預埋式錨固結構，產生錨固力。按照鋼筋混凝土結構，檢查埋入式槽鋼的接頭。研究預埋鋼筋應進行取樣試驗，以便分類錨桿連接力。隨著埋入通道的特性，混凝土強度與錨固帶強度呈正相關關系，但隨著埋入通道的特性，錨固強度與混凝土強度的比值逐漸下降，尤其是埋入通道中的失效混凝土結構受到破壞。本文從理論上導出了計算抗剪強度的幾種方法。利用ANSYS軟件，定量計算分析了預埋槽鋼的磨尖荷載和貯藏能力。預埋式槽鋼T型螺栓在工作環境中必須比其高出三倍，且埋入式通道具有明顯的訓練隊形和故障特征。

3存在的主要問題與發展趨勢

3.1預埋槽道疲勞性能研究不夠深入

埋地隧道基礎的力學理論主要是以混凝土結構的交錯連接為基礎。從理論上推導出了埋入式槽鋼拉伸強度的計算公式，并對其剪切跌落類型進行了分析，但缺少其疲勞破壞機理。靜力作用下的錨固式預埋件通道連接力的力學模型應注意，不能建立在不同動荷載下的錨固連接力和混凝土試塊的力學模型試驗，不能真實地反映張力狀態。而在實際工作中，埋設管道中管道的受拉和受剪是一個相對復雜的受拉過程，由于其局限性，目前對預埋管道的列車破壞及混凝土結構錐形破壞機理的研究還不多見，制約著預埋管道的發展和應用在嵌入式通道技術的基礎上，有必要結合數值模擬軟件等現代技術手段，進一步完善嵌入式通道力學性能的理論模型，真實反映了嵌入式通道在不同荷載作用下的疲勞性能。

3.2耐久性問題亟待解決

埋設在管道內的物理特性有耐火、絕緣、防腐、耐堿等，封閉式隧道內若發生火災會使混凝土結構發生破壞，預埋管道松動、變形，影響預埋管道的正常運行。加熱嵌入通道時，確定導熱體的重量，并確定溫度場、溫度場和電壓場模型，但缺乏技術試驗證據。在火災環境下預埋槽鋼的耐火性能試驗研究，采用預埋槽鋼制作混凝土，對預埋槽鋼的耐火性能進行補強、定量檢測。環形嵌入通道的外弧面在隧道中長期可見。降低隧道表面保溫是隧道耐久性研究的重要課題，隧洞防腐蝕技術有多種，但這些防腐蝕技術很難保證，現有的防腐蝕技術都存在一定的局限性，在現場很難看到管道的耐久性，直接導致產品質量可能存在安全隱患。

4隧道預埋槽智能制造成套裝備質量改進措施研究

4.1改進質量管理體系建設的思想

設備保安員必須轉變觀念，不斷增強質量意識和觀念，將質量工作作為一項基本工作來抓，增強貫徹體系要求的自覺性和主動性，建立質量管理體系和體系文件的編寫“不應是檢驗，而應是第二方（客戶）和第三方（認證機構）證明設備質量改進和支持的質量保證能力，以確保：試驗設備支持過程處于受控狀態，設備訂購標準化，并支持該設備的能力得到加強。充分考慮“個性化”質量管理系統的開發，避免在沒有分析的情況下使用或復制他人的系統文件。要堅持全員參與的原則，逐步形成人人參與、不缺位、各負其責的工作格局。

4.2完善隧道預埋槽智能制造成套裝備運行機制

保證設備質量的目標應該與檢驗中心的質量方針相一致，并在制訂目標之后，進行全面的周期管理，確保改進檢查和監測機制。要加強對一些影響質量保證的重要環節的控制與監控，如：物資采購計劃的審批、具體服務保障等，建立質量控制機構、質保人員等監督隊伍;在做好質量監控工作的同時，要完善責任追究機制，嚴格控制技術部門各級責任。重視問責制，對在設備質量問題上出現的有關人員，要嚴格問責。將員工的年度考核、晉升與隧道預埋槽智能制造成套裝備保障質量管理考核相結合，并將學業考試、崗位晉升與質量管理相掛鉤。

5結論

在總結前人文獻的基礎上，對嵌入式隧道的力學理論基礎、疲勞、耐久性、施工技術、防腐蝕技術進行了闡述。當下嵌入式通道技術的理論研究滯后于工程實踐，一定程度上制約了其發展。通過對嵌入式通道技術現狀的分析，指出嵌入式通道的疲勞性能、耐久性問題的研究，以及嵌入式通道技術的發展趨勢、施工技術、嵌入式隧道主要性能參數集成設備的測試，可為未來地鐵正常安全運行奠定了堅實的技術理論基礎。

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