摘要：結(jié)合南京地鐵10號(hào)線(xiàn)鳳凰大街站至龍華路站盾構(gòu)隧道施工中管片生產(chǎn)的工程實(shí)踐，剖析了影響地鐵盾構(gòu)管片成品質(zhì)量的主要因素，并介紹如何做好盾構(gòu)管片生產(chǎn)質(zhì)量控制和監(jiān)理控制要點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：地鐵,盾構(gòu)管片,生產(chǎn)工藝,質(zhì)量控制

　　一、前言

　　隨著各大城市地鐵交通的迅猛發(fā)展，造價(jià)低、機(jī)械化程度高的盾構(gòu)法施工技術(shù)應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，而標(biāo)志隧道總體質(zhì)量水平的管片使用數(shù)量也越來(lái)越多。管片是隧道預(yù)制襯砌環(huán)的基本單元，管片的類(lèi)型主要有鋼筋混凝土管片、鋼纖維混凝土管片、鋼管片、鑄鐵管片、復(fù)合管片等。管片按拼裝成環(huán)后的隧道線(xiàn)形分為：直線(xiàn)段管片、曲線(xiàn)段管片及既能用于直線(xiàn)段又能用于曲線(xiàn)段的通用管片，其中曲線(xiàn)段管片又分為左轉(zhuǎn)彎管片和右轉(zhuǎn)彎管片。

　　盾構(gòu)管片是盾構(gòu)施工的主要裝配構(gòu)件，是隧道的最外層屏障，承擔(dān)著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構(gòu)管片的質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的整體質(zhì)量和安全，影響隧道的防水性能及耐久性能，對(duì)控制地鐵隧道的質(zhì)量，保持地鐵隧道的線(xiàn)形和保證地鐵隧道使用壽命起著關(guān)鍵作用。

　　2010年5月28日南京地鐵2號(hào)線(xiàn)、2號(hào)線(xiàn)東延線(xiàn)、1號(hào)線(xiàn)南延線(xiàn)3條新線(xiàn)路正式通車(chē)后，南京地鐵通車(chē)?yán)锍桃淹黄?5km，極大地緩和了南京市內(nèi)交通擁堵。而現(xiàn)在，南京市的3號(hào)線(xiàn)，4號(hào)線(xiàn)及10號(hào)線(xiàn)正在同時(shí)進(jìn)行建設(shè)。筆者就南京地鐵10號(hào)線(xiàn)區(qū)間盾構(gòu)管片生產(chǎn)的質(zhì)量控制作一些經(jīng)驗(yàn)介紹。

　　二、工程概況

　　南京地鐵十號(hào)線(xiàn)一期工程D10-TA06標(biāo)項(xiàng)目工程，包含兩個(gè)盾構(gòu)區(qū)間：龍華路站～鳳凰大街站區(qū)間(19+098.950～20+084.000)、鳳凰大街站～城西路站區(qū)間(20+282.000～20+685.200)。盾構(gòu)主體線(xiàn)形圖如下：

　　本標(biāo)段共需生產(chǎn)管片1782環(huán)，其中直線(xiàn)環(huán)計(jì)1046環(huán)，左轉(zhuǎn)彎環(huán)計(jì)363環(huán)，右轉(zhuǎn)彎環(huán)計(jì)373環(huán)。

　　盾構(gòu)區(qū)間管片采用環(huán)寬1.2m的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)及左轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)和右轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)三種管片，楔形環(huán)的楔形量為37.20mm,管片混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50;抗?jié)B等級(jí)P10,鋼筋為Ⅰ(HPB235)、Ⅱ級(jí)(HRB335)。管環(huán)外徑6.2m，內(nèi)徑5.5m，寬1.2m，每環(huán)由6片管片組成，混凝土量7.719m3。由南京城市地鐵實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司管片廠按以上要求進(jìn)行管片生產(chǎn)。

　　管片結(jié)構(gòu)型式：襯砌環(huán)管片分成6塊，由1個(gè)封頂塊(K型，中心角21.5º)、2個(gè)相鄰塊(B型，中心角68º)、3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊(A型，中心角67.5º)組成。管片主要采用高精度的鋼模具制作。為滿(mǎn)足直線(xiàn)段和曲線(xiàn)段施工及糾偏的需要，設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)砌環(huán)和左、右轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)與楔形環(huán)的各種組合來(lái)擬合不同的線(xiàn)路。楔形環(huán)為雙面楔形，楔形量為37.2mm。示意如下圖：

　　三、管片生產(chǎn)準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制

　　1、按照隧道施工的進(jìn)度要求制定管片生產(chǎn)計(jì)劃，合理安排各種型號(hào)管片的生產(chǎn)方案，并做好管片存放的場(chǎng)地準(zhǔn)備。

　　2、要確保制作后管片有統(tǒng)一尺寸、誤差在一定精度的范圍內(nèi)，關(guān)鍵是鋼模的剛度、強(qiáng)度及精度，所以要設(shè)計(jì)加工高精度、拆裝方便、剛度大、變形量極小的鋼模，來(lái)滿(mǎn)足管片精度要求所需。鋼模具的質(zhì)量直接影響著管片的尺寸精度、表面裂縫、氣泡等問(wèn)題。

　　3、管片生產(chǎn)中使用自拌混凝土，使用的水泥、砂子、石子、鋼材、外加劑等原材料按有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采購(gòu)、保存、檢驗(yàn)，并得到業(yè)主同意和監(jiān)理工程師認(rèn)可和批準(zhǔn)后方可使用，且必須附有生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)。

　　四、管片施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

　　1、模具組裝與清理：

　　模具的組裝關(guān)系到管片成型尺寸是否標(biāo)準(zhǔn)及澆筑時(shí)的安全，而模具的清理和脫模劑的噴涂，則是保持管片外觀質(zhì)量的重要手段，監(jiān)理工程師在現(xiàn)場(chǎng)每日檢查一次并填報(bào)“管片模具檢測(cè)記錄表”，本工程使用的是麥斯特脫模劑，型號(hào)為frise-902。

　　1)組模前必須認(rèn)真清理模具，把模具上的混凝土殘積物全部清除，清潔后的模具內(nèi)表面的任何部位不得積有混凝土殘積物。

　　2)模具內(nèi)表面使用海綿塊及膠片配合清理，嚴(yán)禁使用鐵器清刮。

　　3)清理模具外表面時(shí)，特別要注意清除測(cè)量水平的所有位置的混凝土殘積物。

　　4)混凝土殘積物全部被剝落后，應(yīng)由專(zhuān)人把全部雜物從模具內(nèi)表面清走，不得有任何殘留雜物。

　　5)噴涂脫模劑由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，噴涂脫模劑前先檢查模具內(nèi)表面是否留有混凝土殘積物，如有應(yīng)通知清模人員返工清潔;務(wù)必使模具內(nèi)表面全部均布薄層脫模劑，如兩端底部有淌流的脫模劑積聚，應(yīng)用海綿清理干凈。

　　2、鋼筋籠加工

　　鋼筋籠的尺寸關(guān)系到管片的強(qiáng)度，鋼筋籠內(nèi)部鋼筋的位置關(guān)系到管片內(nèi)預(yù)埋螺栓孔、吊裝孔(注漿孔)的位置是否準(zhǔn)確，在鋼筋籠加工完成后，按監(jiān)理工程師按規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格并填寫(xiě)“管片鋼筋骨架制作檢查記錄”后才能作為合格的鋼筋籠備用。

　　控制要點(diǎn)：

　　1)控制鋼筋加工尺寸精度。

　　2)在鋼筋籠制作完成后，對(duì)鋼筋籠進(jìn)行檢查并填寫(xiě)記錄，在鋼筋籠檢驗(yàn)合格后將鋼筋籠放置在存放區(qū)，并設(shè)置合格標(biāo)識(shí)牌。

　　3)鋼筋骨架采用CO2弧焊機(jī)焊接成型時(shí)，焊縫不得出現(xiàn)咬肉、氣孔、夾雜現(xiàn)象。鋼筋的彎曲按設(shè)計(jì)施工和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，焊縫、高度必須符合規(guī)范要求，焊接后氧化皮及焊渣必須清除干凈。

　　4)安防預(yù)埋管時(shí)，現(xiàn)將其套上螺旋鋼筋，安放在預(yù)定位置。

　　3、入模及預(yù)埋件安裝

　　管片中的各種預(yù)埋件位置非常重要。螺栓孔的位置關(guān)系到管片間環(huán)向縫及縱向縫能否緊密結(jié)合，如果縫隙過(guò)大就會(huì)使隧道存在漏水的隱患;管片中心位置的預(yù)埋管是管片吊裝時(shí)的起吊孔同時(shí)也是注漿孔。一旦管片預(yù)埋管在預(yù)埋時(shí)發(fā)生偏移、傾斜，或者在澆筑混凝土?xí)r被振斜，則造成吊裝孔不垂直。當(dāng)管片在隧道內(nèi)拼裝的時(shí)候，不垂直的吊裝孔會(huì)給吊裝帶來(lái)困難，影響管片的拼裝質(zhì)量;同時(shí)極易破壞吊裝螺紋，給后續(xù)注漿作業(yè)帶來(lái)不便，影響后期注漿質(zhì)量。

　　因此，我們監(jiān)理工程師在施工中建議是公司單位在加工鋼筋籠時(shí)，在預(yù)埋管上端增加“井”字型加強(qiáng)鋼筋，并焊接在管片的鋼筋骨架上，用以固定預(yù)埋管的位置，減少發(fā)生傾斜的概率，保證吊裝孔的成型質(zhì)量。

　　1)將鋼筋籠、預(yù)埋件、螺旋筋，螺栓等分別擺放在模具相應(yīng)的位置，保證環(huán)向、縱向螺栓孔預(yù)埋件、中心吊裝孔預(yù)埋件和模具接觸面密封良好。

　　2)用吊鉤將鋼筋籠吊入模具，保證起吊過(guò)程平穩(wěn)，不得使其與模具發(fā)生碰撞。

　　3)鋼筋籠入模后，按要求將每只鋼筋籠一一進(jìn)行校正。對(duì)橫向、縱向的螺栓孔位置、保護(hù)層等進(jìn)行校正、實(shí)測(cè)，并填寫(xiě)好驗(yàn)收表格，監(jiān)理方代表驗(yàn)收認(rèn)可后，方進(jìn)行管片混凝土的澆搗。

　　4、混凝土澆筑

　　控制要點(diǎn)：

　　1)嚴(yán)格控制施工配合比，使實(shí)際生產(chǎn)中的混凝土保水性、粘聚性、流動(dòng)性良好，易于澆筑，表面無(wú)泌水，混凝土組成成分均勻分布，管片成型后表面氣泡少，色澤亮白。

　　2)混凝土連續(xù)澆注完,采用振動(dòng)棒振動(dòng)成型,嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間，分層澆筑，振搗均勻，保證無(wú)漏振，少振、過(guò)振現(xiàn)象，可以減少混凝土表面氣孔及麻面的產(chǎn)生。

　　3)振搗過(guò)程中時(shí)刻觀察模具內(nèi)各預(yù)埋件的情況，振搗棒不得碰鋼模模芯、芯棒、鋼筋、鋼模及預(yù)埋件，防止鋼筋支架、預(yù)埋件移位和損傷鋼模,防止發(fā)生變形或位移，一旦發(fā)現(xiàn)，立即停止?jié)仓�、振搗，并修整好方可繼續(xù)澆筑。

　　5、管片的養(yǎng)護(hù)、脫模

　　管片鋼模的數(shù)量是有限的，為了盡快拆模加快生產(chǎn)速度，本工程采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，蒸汽養(yǎng)護(hù)可以達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度，縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，為加快鋼模周轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件，并且加強(qiáng)管片成品外觀質(zhì)量。在本工程中部分管片出現(xiàn)缺棱的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)原因有：a蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠，混凝土還沒(méi)有達(dá)到強(qiáng)度就被吊出鋼模，b在將真空吸盤(pán)連接上管片的時(shí)候并沒(méi)有連接在管片中心，起吊管片的時(shí)候不平衡，管片棱角被碰掉。因此監(jiān)理工程師提出增加蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以及在管片鋼模上做好標(biāo)記，保證真空吸盤(pán)器起吊管片的時(shí)候保持平衡，不再發(fā)生碰角現(xiàn)象。按此改進(jìn)后，缺棱現(xiàn)象減少了很多。

　　控制要點(diǎn)：

　　1)管片經(jīng)光面并在混凝土靜養(yǎng)2小時(shí)后，蓋上養(yǎng)護(hù)坑蓋引入飽和蒸汽進(jìn)行無(wú)壓蒸養(yǎng)。為防止溫度升高過(guò)快造成混凝土膨脹損害內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在自然溫度下，升溫溫度控制在10℃-15℃/ h(1.5-2小時(shí))，恒溫階段溫度控制在50℃(1.5-2小時(shí))，降溫階段控制10-15℃/ h(約1.5-2小時(shí))。到達(dá)規(guī)定的蒸養(yǎng)時(shí)間后關(guān)閉供汽筏，吊開(kāi)養(yǎng)護(hù)坑蓋，讓模具和混凝土自然冷卻1小時(shí)后再開(kāi)始脫模。

　　2)管片出坑表面溫度與環(huán)境溫度之差不得大于20℃,混凝土強(qiáng)度達(dá)到25Mpa以上時(shí),接試驗(yàn)室脫模強(qiáng)度通知單后開(kāi)始拆模。

　　3)冬季采用綜合蓄熱法施工，適當(dāng)增加蒸汽養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，保證混凝土達(dá)到規(guī)定20兆帕?xí)r拆模、出池，嚴(yán)格控制混凝土養(yǎng)護(hù)升溫時(shí)間，混凝土操作環(huán)境的內(nèi)外溫差梯度變化不大于20℃。

　　3)脫模時(shí)將真空吸盤(pán)連接上管片，保證管片平穩(wěn)起吊，防止管片在吊出過(guò)程中碰到模具出現(xiàn)缺棱掉角的現(xiàn)象。

　　4)管片出模后使用翻片機(jī)將管片側(cè)立后吊出要及時(shí)進(jìn)行水養(yǎng)，管片脫模并經(jīng)冷卻后放入水養(yǎng)護(hù)池進(jìn)行7天水中養(yǎng)護(hù)，在水中養(yǎng)護(hù)必須全部浸沒(méi)在水中，入池時(shí)管片與水的溫度差不大于20℃。

　　6、管片外觀檢查

　　1)管片精度(允許公差)要求(單塊檢驗(yàn)) 單位(mm)

　　2)對(duì)每塊管片都應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，管片表面應(yīng)光潔平整、無(wú)蜂窩、露筋、無(wú)裂紋、缺角，無(wú)氣、水泡，無(wú)水泥漿等雜物，灌漿孔螺栓應(yīng)完整，安裝位置正確無(wú)破損。

　　3)不合格品判別規(guī)則：

　　7、管片堆放

　　將完成的管片打碼，做好標(biāo)識(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)塊、相鄰塊、封頂塊進(jìn)行分類(lèi)堆放。堆放層數(shù)不得超過(guò)5層，呈寶塔形堆放，層間墊木必須結(jié)實(shí)可靠。

　　五、后期管片的質(zhì)量檢測(cè)

　　1、三環(huán)試拼裝：每套模具每生產(chǎn)200環(huán)做一組三環(huán)水平試拼裝檢驗(yàn)，其水平拼裝檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表的規(guī)定：

　　2、抗?jié)B實(shí)驗(yàn)：鋼筋混凝土管片，每生產(chǎn)50環(huán)應(yīng)抽查1塊管片做檢漏測(cè)試，連續(xù)三次達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，則改為每生產(chǎn)100環(huán)抽檢1塊管片，再連續(xù)三次達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，最終檢測(cè)頻率為每生產(chǎn)200環(huán)抽查1塊管片做檢漏測(cè)試。如果出現(xiàn)一次檢測(cè)不達(dá)標(biāo)，則恢復(fù)每生產(chǎn)50環(huán)抽查1塊管片做檢漏測(cè)試的最初檢測(cè)頻率，再按上述要求進(jìn)行抽檢。管片檢漏測(cè)試，檢測(cè)方法按設(shè)計(jì)抗?jié)B壓力保持時(shí)間不小于2h，滲水深度不超過(guò)管片厚度的1/5為合格。示意圖如下：

　　3、鋼模檢測(cè)：鋼模在日常的使用中不可避免的會(huì)發(fā)生磨損、變形，因此按照相關(guān)要求每套鋼模在生產(chǎn)500環(huán)后都將請(qǐng)鋼模生產(chǎn)廠家來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)，以保證鋼模的外觀尺寸的精確。模具允許偏差和檢查方法如下：

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著時(shí)代的進(jìn)步，工程的建設(shè)周期的縮短，價(jià)低、機(jī)械化程度高的盾構(gòu)法施工技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，更多的隧道工程也采用盾構(gòu)來(lái)作為其施工手段,而標(biāo)志隧道總體質(zhì)量水平的襯砌管片使用數(shù)量也越來(lái)越多，管片生產(chǎn)的質(zhì)量也越來(lái)越受到人們的重視。監(jiān)理也將在工作中常常接觸到盾構(gòu)管片生產(chǎn)，如何監(jiān)理好盾構(gòu)工程中的管片生產(chǎn)也將成為一個(gè)重要的課題，本文僅僅是筆者的幾點(diǎn)的看法，如有不成熟之處，敬請(qǐng)指正。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 盾構(gòu)法施工與驗(yàn)收規(guī)范《GB50446-2008》 北京 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2008.6

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