李 雷，王國輝

（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽 110179）

1 概況

厄瓜多爾CCS水電站引水隧洞采用雙護(hù)盾TBM，雙護(hù)盾TBM與預(yù)制管片襯砌是緊密相連的，只有采用了管片襯砌技術(shù)才能發(fā)揮雙護(hù)盾TBM在不穩(wěn)定圍巖條件下的優(yōu)勢,因此預(yù)制混凝土管片的生產(chǎn)在雙護(hù)盾TBM隧洞施工中是不可或缺的項(xiàng)目。預(yù)制襯砌管片在洞內(nèi)錯(cuò)縫安裝，襯砌后引水隧洞內(nèi)部直徑8.2 m，管片寬1800 mm，厚300 mm，管片在洞內(nèi)由6+1塊拼裝一環(huán)。

管片形狀為四邊形，為2種通用型管片環(huán)，其中，左環(huán)：AL，BL，CL，DL，EL，F(xiàn)L 和 GL；右環(huán)：AR，BR，CR，ER，DR，F(xiàn)R和GR。管片通用環(huán)的旋轉(zhuǎn)角度為18.948°的倍數(shù)。管片寬度1800 mm，厚度300 mm。管片設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度等級(jí)C40/C50，管片在預(yù)制場內(nèi)采用高精度鋼模具澆筑、附著式風(fēng)動(dòng)振搗和蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝流水線生產(chǎn)。

2 管片生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

2.1 管片模具選型

經(jīng)過對(duì)德國（Herrenknecht FormWork）、韓國（Korea Mould）、法國（CBE）集團(tuán) 3家鋼模生產(chǎn)線廠家進(jìn)行招投標(biāo)，最終確定德國為該項(xiàng)目管片模具及生產(chǎn)線供應(yīng)商。

整套管片模具及生產(chǎn)線包括：1條流水生產(chǎn)線（42個(gè)位置和1條工作線與3條養(yǎng)護(hù)線）及橫向輸送系統(tǒng)、6套管片模具以及輔助設(shè)備（蒸養(yǎng)鍋爐系統(tǒng)、混凝土上料系統(tǒng)、混凝土澆筑室及控制系統(tǒng)、一套管片翻轉(zhuǎn)平臺(tái)、一套真空吸盤、兩套管片抓斗等、監(jiān)控系統(tǒng)）。

2.2 管片制作能力設(shè)計(jì)

整套生產(chǎn)線設(shè)計(jì)能力：按每月600 m計(jì)算，每月需要管片333環(huán)，每天需要管片環(huán)數(shù)13環(huán)。管片生產(chǎn)線設(shè)計(jì)每天最大產(chǎn)量15環(huán)（105片）。

2.3 模具生產(chǎn)線布設(shè)

整個(gè)流水線上僅有42個(gè)模具（作業(yè)線上有8個(gè)模具、1個(gè)模具在運(yùn)輸小車上、3條養(yǎng)護(hù)線每條線上有11個(gè)模具），完整流水線沒有空工位，這樣可以為線上的模具和澆筑室提供更大間距便于作業(yè)。并且流水線縮短，可以在流水線和廠房方面節(jié)約費(fèi)用。

2.4 管片制作工藝

管片生產(chǎn)工藝流程基本可以分3部分：鋼筋骨架制作工藝流程、鋼筋混凝土管片制作工藝流程和管片生產(chǎn)循環(huán)作業(yè)流程。

管片生產(chǎn)工藝流程，見圖1。

3 管片生產(chǎn)

3.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

預(yù)制混凝土管片推薦設(shè)計(jì)配合比，見表1。

3.2 混凝土入倉

混凝土入倉前下料斗里要儲(chǔ)存2 m3的熟料,且儲(chǔ)存時(shí)間不能超過30 min。下料斗的開度要與倉內(nèi)混凝土流動(dòng)速度一致。在確認(rèn)混凝土料進(jìn)入模具后方可開始振搗,嚴(yán)禁空振。

表1 預(yù)制混凝土管片推薦設(shè)計(jì)配合比

混凝土入倉振搗控制要點(diǎn)：拌合站出料口混凝土坍落度控制在8～14 cm（10～14 cm最佳）；混凝土運(yùn)輸罐自拌合站出料口至混凝土澆筑室接料口走行時(shí)間90 s；混凝土澆筑室混凝土入模速度1～2 min；混凝土全部振搗時(shí)間控制在5 min；混凝土邊入倉邊振搗，振搗風(fēng)壓開半風(fēng)，壓力控制在65 Psi（約4.5 bar），下料振搗時(shí)間控制在不大于2 min；混凝土下料入倉全部完成后，振搗風(fēng)壓開全風(fēng)，壓力控制在80 Psi（約5.5 bar），下料振搗時(shí)間控制在不大于3 min。

3.3 料口平整清理

在進(jìn)預(yù)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)之前,要對(duì)模具口倉面混凝土進(jìn)行平整清理，將多余的料清除。應(yīng)注意倉口外面模具的清理，清理模具的水不可流入混凝土倉面上。在出預(yù)養(yǎng)室進(jìn)入主蒸養(yǎng)室之前,要再次對(duì)頂面混凝土平整、壓面，以減輕吊管片的工作量。

3.4 蒸養(yǎng)工藝

管片蒸汽養(yǎng)護(hù)分4個(gè)階段入倉、加熱、恒溫、冷卻，蒸汽養(yǎng)護(hù)的要求應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定具體的蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。嚴(yán)格控制放置時(shí)間、最高溫度、溫升速度、冷卻速度。恒溫階段的相對(duì)濕度必須不小于90%。

靜養(yǎng)區(qū)：管片進(jìn)入靜養(yǎng)區(qū)停放20～22 min，之后進(jìn)入高溫區(qū)（升溫區(qū)）。

高溫區(qū)（升溫區(qū)）：實(shí)際控制溫度在53.3～57.2℃，溫升速度15℃/h，每個(gè)管片停留時(shí)間為60～66 min，之后進(jìn)入中溫區(qū)。

中溫區(qū)：實(shí)際控制溫度在53.3～56.9℃，冷卻速度20℃/h，每個(gè)管片停留時(shí)間為80～88 min，之后進(jìn)入恒溫區(qū)。

恒溫區(qū)：實(shí)際控制溫度在45℃，每個(gè)管片停留時(shí)間為60～66 min，之后出倉。

根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)室監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，管片出倉可拆模吊運(yùn)混凝土強(qiáng)度達(dá)到12 MPa即可。

3.5 開模、吊運(yùn)管片

在確認(rèn)模具各孔槽亦完全松開后,就開始準(zhǔn)備起吊管片。吊運(yùn)管片步驟是：先用真空吸盤將管片吸附，壓力調(diào)節(jié)到規(guī)定值后起吊管片，然后再將管片吊運(yùn)至翻轉(zhuǎn)平臺(tái),將管片進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)。

3.6 管片堆存

1）室內(nèi)靜養(yǎng)及室外存放。管片在翻轉(zhuǎn)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)完畢后,搬運(yùn)至室內(nèi)堆放場，用方木支墊。在廠內(nèi)堆放2 d后管片出廠，以20 t叉車叉裝平板拖車運(yùn)輸，此期間不再進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

2）室外存放。管片在外運(yùn)時(shí)也要注意避免管片的磕碰，管片在室外堆放場也要3～4片堆放一疊，堆放整齊，以20 t叉車叉叉卸。

3.7 模具清理

模具打開后下一道工序要清理模具，噴涂脫模劑。脫模劑用噴槍噴涂均勻，脫膜劑涂完要將邊角處富余的脫膜劑清除，模具未清理或未涂脫模劑嚴(yán)禁鋼筋籠入模。模具清理工作直接影響模具的使用壽命。模具內(nèi)部涂脫膜劑要選用油性脫膜劑，以免使模具生銹。安裝孔、定位鎖等預(yù)埋孔必須涂油。

4 管片拼裝及缺陷修補(bǔ)

4.1 拼裝縫間隙質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

管片試生產(chǎn)期間，每套鋼模都要進(jìn)行試生產(chǎn)和三環(huán)試拼裝。三環(huán)試拼裝選用不同的鋼模生產(chǎn)的管片進(jìn)行混和拼裝，保證每套不同鋼模生產(chǎn)的管片之間的拼裝精度都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足TBM推進(jìn)管片進(jìn)度要求。進(jìn)入正式生產(chǎn)后，每套鋼模生產(chǎn)100環(huán)管片后進(jìn)行1次三環(huán)試拼裝。

4.2 管片缺陷修補(bǔ)

管片預(yù)制期間若存在質(zhì)量缺陷或影響，必須及時(shí)修復(fù)。溫度變化導(dǎo)致的裂縫沒有修復(fù)的可能性。修復(fù)所使用的材料的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度不得小于管片的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

深度大于2 mm，直徑大于3 mm的氣泡孔及厚度小于0.2 mm的裂縫可以打磨光滑處理。深度和寬度誤差不超過20 mm和10 mm的所用材料及修復(fù)程序：

1）將根據(jù)表面孔的位置和數(shù)量，打一個(gè)孔或切割出較大的塊。即在有很多小孔的地方找個(gè)適當(dāng)方法根據(jù)小孔面積切割出一塊。每孔或切割的最小深度為20 mm。每個(gè)孔的深應(yīng)以清理出所有受損部位為止，甚至可以穿過鋼筋。

2）孔或塊切割完整后，用氣或水清洗。涂Sikadur—32 Primer N A+B進(jìn)行表面處理。

3）涂完 Sikadur—32 Primer N A+B，立即用準(zhǔn)備好的砂漿填補(bǔ)。用小鏟將材料填充到孔內(nèi)，直到整個(gè)老混凝土表面被覆蓋。

4）當(dāng)砂漿硬化后，用砂紙將表面打磨光滑。

5 結(jié)語

混凝土管片制作質(zhì)量的好壞直接影響引水隧洞管片的安裝精度、外觀質(zhì)量，只有加強(qiáng)管片制作各工序控制，才能最大程度發(fā)揮管片模具生產(chǎn)線的流水線優(yōu)勢，更好地服務(wù)于雙護(hù)盾TBM掘進(jìn)施工。