張 金 玉

(太原市市政工程總公司辰宇公司，山西 太原 030024)

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談盾構(gòu)管片工藝質(zhì)量控制

張 金 玉

(太原市市政工程總公司辰宇公司，山西 太原 030024)

闡述了管片在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并分析了產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因，從原材料、鋼模尺寸檢驗與組模、管片生產(chǎn)等方面，探討了管片工藝質(zhì)量控制措施及質(zhì)量檢測手段，對保證隧道安全有一定的意義。

盾構(gòu)技術(shù)，管片，質(zhì)量控制，鋼模

近年來，城市化進程的展開，盾構(gòu)法施工技術(shù)以其盾構(gòu)機開挖后盾構(gòu)管片可直接安裝、施工速度快、安全性高、對不同工程地質(zhì)的適應(yīng)性強等優(yōu)勢，在越江隧道、海底隧道和部分山嶺隧道施工中得到了廣泛應(yīng)用并得到很大的發(fā)展。預(yù)制管片作為盾構(gòu)施工中的最主要部分，其成型后的質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的安全，為滿足地鐵使用100年的質(zhì)量要求，盾構(gòu)法施工管片的質(zhì)量好壞起著決定性作用。因此，要在生產(chǎn)和拼裝的過程中嚴(yán)格控制盾構(gòu)管片的質(zhì)量，確保達到隧道自身結(jié)構(gòu)的防水要求及結(jié)構(gòu)安全。

1 盾構(gòu)管片質(zhì)量通病與原因分析

目前，市場上的管片生產(chǎn)廠家采用的管片生產(chǎn)工藝各有不同，但其基本的管片生產(chǎn)工藝流程相差不大。

1.1 氣泡

管片在預(yù)制生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的氣泡，會影響盾構(gòu)管片的外觀和結(jié)構(gòu)，如果氣泡嚴(yán)重還會影響管片混凝土的抗?jié)B性能，通常為兩側(cè)出現(xiàn)且孔徑較小的表面起泡和分散出現(xiàn)孔徑較大的止水槽處氣泡。盾構(gòu)管片產(chǎn)生氣泡的原因主要有：

1)管片生產(chǎn)過程中所使用的混凝土的坍落度過大，管片模板的脫模劑也會影響混凝土內(nèi)部空氣的排除，在混凝土內(nèi)部和表面產(chǎn)生氣泡。

2)振搗不足。對混凝土振搗不充分、時間不夠，沒有將混凝土內(nèi)部多余的空氣充分排除，產(chǎn)生氣泡。

3)加入混凝土內(nèi)部的外加劑與混凝土不匹配，影響混凝土的使用性能，造成其內(nèi)部的空氣不能全部排除。

1.2 裂縫

在盾構(gòu)管片預(yù)制實際操作過程中，管片表面通常會出現(xiàn)一些難以避免的干縮裂縫，這些裂縫的開裂程度對管片的影響不同，重要的是看它是否影響混凝土結(jié)構(gòu)或防水性能。通常，當(dāng)裂縫不影響結(jié)構(gòu)時，是可以接受的，但當(dāng)寬度和深度達到一定程度或貫穿止水槽，對管片的強度和防水性能產(chǎn)生較大影響時，必須采取一定的措施進行預(yù)防。裂縫產(chǎn)生的原因主要有：

1)由于溫度變化較大產(chǎn)生的溫縮裂縫，這類裂縫主要是由于管片預(yù)制場的溫差過大產(chǎn)生的，尤其在冬季生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的裂縫較嚴(yán)重。

2)由于受到風(fēng)化作用產(chǎn)生的開裂。由于風(fēng)化作用所產(chǎn)生的裂縫通常為不規(guī)則的細(xì)小裂縫。

3)脫模時間過早造成的裂縫。由于盾構(gòu)管片的混凝土強度尚未達到拆模強度，就將管片進行脫模施工所產(chǎn)生的裂縫，這類裂縫將直接影響管片的總體結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量避免。

4)由于生產(chǎn)盾構(gòu)管片所使用的混凝土坍落度過大，在混凝土施工后在管片表面產(chǎn)生浮漿，浮漿的強度低，易產(chǎn)生開裂，這類裂縫容易使隧道周邊的水深入管片內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕，破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2 盾構(gòu)管片生產(chǎn)質(zhì)量控制

對管片生產(chǎn)質(zhì)量的高精度控制，關(guān)系到管片結(jié)構(gòu)性能及隧道的使用安全，因此管片的生產(chǎn)全過程必須處于受控狀態(tài)，建立完善的管理制度，以確保管片的結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足工程的安全要求。

2.1 原材料質(zhì)量控制

生產(chǎn)管片的主要材料，即鋼筋、水泥、外加劑、脫模劑和石材等，必須從具備生產(chǎn)資質(zhì)且信譽良好的廠家采購且符合設(shè)計圖紙和規(guī)范要求。材料選購進場后，須按進場要求進行相應(yīng)的取樣檢測，達到合格要求的產(chǎn)品才能使用，不合格的堅決退場，嚴(yán)禁不合格材料用到生產(chǎn)中。

1)鋼筋。鋼筋進場前各種質(zhì)量證書齊全，按規(guī)范規(guī)定抽樣數(shù)量實驗室檢驗合格后方可使用，按規(guī)格分類堆放并掛牌標(biāo)識。表面潔凈，不得被油漆、油垢、銹皮等污染和機械損傷，調(diào)直后不能有表面?zhèn)酆徒孛婷娣e減少情況，若出現(xiàn)顆粒或銹蝕損傷，則不能使用。

2)水泥。水泥進場后需經(jīng)抽檢合格，并按品種、參數(shù)及生產(chǎn)牌號根據(jù)不同的批次進行分別存儲于專用罐內(nèi)，若因存儲不當(dāng)或時間過長，應(yīng)在使用前進行復(fù)檢，并根據(jù)復(fù)檢結(jié)果進行降級使用。

3)砂石。中砂采用細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0之間，含泥量控制在3%以內(nèi)；碎石為5 mm～25 mm連續(xù)級配，且含泥量在1%以內(nèi)，采購于不同廠家的砂石需要廠家提供檢驗合格報告，進場后再取樣復(fù)試合格。砂石的采購還需要專人在采集地進行規(guī)格和清潔質(zhì)量的監(jiān)控，顆?；旌显囼炛泄橇狭蠌綕M足相關(guān)規(guī)范要求且實驗室取樣試驗后可送貨到場。進場后仍需要進行二次篩分檢測和含泥量檢測，符合規(guī)范要求可以投入生產(chǎn)。

4)減水劑。高性能減水劑的減水率需要高于25%，且由生產(chǎn)廠家或代理商提供產(chǎn)品檢驗合格證書，進場后，減水劑按規(guī)范要求進行批量復(fù)檢合格后使用。

2.2 鋼模尺寸檢驗及組模質(zhì)量控制

鋼模具與管片最終生產(chǎn)的尺寸精度、表面裂縫、氣泡等問題有直接聯(lián)系。因此管片生產(chǎn)前必需檢測模具的寬度、高度、內(nèi)外徑、弧弦長、縱向環(huán)向芯棒孔徑、中心距等參數(shù)及其念頭是否符合要求，并按規(guī)范要求的100環(huán)管片的生產(chǎn)周期定期對鋼模進行檢驗，按500環(huán)的生產(chǎn)周期強制大修。

1)鋼模。鋼模出廠前需檢驗合格，進場后需要再次進行尺寸檢驗。以100片管片的生產(chǎn)周期對每片鋼模進行周期尺寸測量。如果在吊運或生產(chǎn)過程中，鋼模受到碰撞或重?fù)舻瓤赡芤鸪叽绺淖兊耐饨缬绊憰r，必需立即再次進行檢測，而當(dāng)管片中有幾何尺寸不合格產(chǎn)品時，需立即對鋼模尺寸進行檢測。鋼模尺寸需要檢驗的項目及允許偏差如表1所示，生產(chǎn)過程中，應(yīng)每天對模具進行寬度抽查。

表1 鋼模尺寸檢測項目及允許偏差

2)組模質(zhì)量控制措施。在組模前需要檢查模具各部件是否潔凈無污染，尤其是邊角凹槽等容易積存污物的地方，不符合要求的應(yīng)及時清理；脫模劑或膽油由專人負(fù)責(zé)涂抹，涂抹均勻不得有積聚現(xiàn)象，并重新涂抹均勻。以倒角為吻合標(biāo)志將側(cè)模與端模用定位螺栓由中間位置向兩端順序擰緊，模板組裝時按各種模具的組裝順序進行，避免造成模具變形和精度損失。完成組模后應(yīng)核對鋼模吻合標(biāo)志是否對位，并指定專人測量模具內(nèi)的弧面寬度，嚴(yán)禁使用未經(jīng)檢驗的模具澆筑混凝土。

2.3 管片生產(chǎn)質(zhì)量控制

1)模具準(zhǔn)備。模具組裝前應(yīng)進行全面的清理，將模具表面殘留的混凝土、鐵銹等其他雜物清理干凈，可采用抹布和鏟子進行清理。模具的內(nèi)外表面都要進行徹底全面的清理，清理干凈的模具應(yīng)做防塵處理，并采用機油進行保養(yǎng)，防止銹蝕。

2)組模。將涂抹了脫模劑的模具進行組模作業(yè)，主要對模具安裝位置、螺栓緊固情況等進行質(zhì)量控制，并嚴(yán)格按照組模順序進行操作，不得隨意改變。

3)管片混凝土施工。本項目采用C50混凝土，采用分層、對稱澆筑，使兩端混凝土的高度基本相同，保證受力均勻。使用外部振搗混凝土澆筑完成30 min以后，進行抹面作業(yè)，分為粗抹面、中抹面和精抹面三步。為了提高模具的周轉(zhuǎn)時間，縮短脫模時間，盾構(gòu)管片混凝土一般采用流水線生產(chǎn)，蒸汽養(yǎng)生?；炷翉姸冗_到要求后，即可進行拆模工作，拆模時不得大力錘擊，防止混凝土出現(xiàn)掉角、掉塊現(xiàn)象。拆模時依次打開模具上螺栓，按順序進行，并將模具進行分類堆放，便于取用。

4)混凝土澆筑質(zhì)量控制。a.混凝土配合比必須符合設(shè)計和規(guī)范要求，嚴(yán)格控制坍落度在5 cm～7 cm，允許有一定幅度的偏差。b.混凝土澆筑時要結(jié)合模具的具體形狀分層、連續(xù)、均勻?qū)ΨQ的從模具兩端向中間布料，嚴(yán)格控制布料順序，振搗時先振中間后兩側(cè)。振搗成型時一層蓋板一層料，需在振搗密實后才能布下一層料，既不能漏振，也不能過振，不能碰撞模具、預(yù)埋件以及鋼筋骨架等，按要求控制振搗時間，密切關(guān)注混凝土表面的變化，根據(jù)氣泡溢出情況和表面砂漿變化情況判斷結(jié)束振搗工作，一定至混凝土與側(cè)板接觸處不再有噴射狀氣泡為止。c.刮去外弧面多余混凝土進行收面，使其沿鋼?；《绕秸?，收光后靜放1 h～2 h再抹面1次～2次，外弧面不得有外露石子。d.應(yīng)在混凝土初凝前和初凝后轉(zhuǎn)動一下模芯捧，但禁止外抽，2 h后才能拔出模芯捧，以防止坍孔或管片變形。澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，中斷時間超過允許間歇時間，則管片報廢并應(yīng)及時清理模具。

3 結(jié)語

隧道盾構(gòu)施工在我國隧道施工中得到了廣泛的應(yīng)用，其施工技術(shù)水平也在不斷提高。通過對盾構(gòu)管片施工過程的分析，得出以下結(jié)論：

1)通過對管片常見質(zhì)量通病及其成因進行分析，可以有針對性的進行預(yù)防，減少質(zhì)量問題。

2)在盾構(gòu)管片生產(chǎn)和拼裝過程中進行質(zhì)量控制，可有效保證管片施工質(zhì)量。

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Discussion on quality control of shield segment process

Zhang Jinyu

(ChenyuCompany,TaiyuanMunicipalEngineringCorporation,Taiyuan030024,China)

This paper described the possible quality problems of segment in production process, and analyzed the causes of quality problems, from the raw materials, steel mold size test and group mode, segment production and other aspects, discussed the quality control measures and inspection means of segment process, had certain significance to ensure the tunnel safety.

shield technology, segment, quality control, steel mold

1009-6825(2017)15-0197-02

2017-03-13

張金玉(1971- )，男，工程師

TU712.3

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