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        大直徑盾構(gòu)隧道管片生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制要點

        2018-10-25 05:32:34上海城投集團有限公司上海200020
        建筑科技 2018年2期
        關(guān)鍵詞:鋼模主筋脫模

        陸 罡[上海城投(集團)有限公司,上海 200020]

        1 工程背景

        盾構(gòu)法已成為我國修建隧道的主要方法之一。管片是盾構(gòu)隧道的關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件,其質(zhì)量的優(yōu)劣對工程安全和使用壽命具有重要影響。本文以上海諸光路通道工程為例,對大直徑盾構(gòu)管片的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制要點進行詳細介紹。上海市諸光路通道工程主線上層為南向北全長 2.80 km,下層為北向南全長 2.53 km,其中盾構(gòu)段長約 1.39 km,盾構(gòu)段為單管雙層圓形隧道。襯砌管片環(huán)外徑 14.0 m,內(nèi)徑12.80 m,環(huán)寬 2.0 m,壁厚 0.6 m,管片強度等級為 C60,抗?jié)B等級為 P 12。襯砌圓環(huán)分為 10 塊,其中標(biāo)準(zhǔn)塊 7 塊(B),鄰接塊 2 塊(L)和封頂塊 1 塊(F)。管片根據(jù)埋深不同分為淺埋管片、中埋管片、深埋管片和超深埋管片。管片環(huán)、縱向采用斜螺栓連接,環(huán)間采用 M 36 mm 縱向螺栓連接,塊與塊之間以 M 36 mm 環(huán)向螺栓相連。

        2 配合比設(shè)計

        管片混凝土原材料主要包括水、水泥、集料、摻合料、外加劑。配合比設(shè)計就是綜合考慮原材料性能,在滿足施工要求的同時,制定出性能合格、經(jīng)濟合理的施工配合比。本工程采用的管片混凝土配合比(質(zhì)量比),如表1 所示。

        表1 管片混凝土配合比(質(zhì)量比)

        混凝土配合比必須經(jīng)過試驗驗證合格后才可使用。確定后的配合比不準(zhǔn)隨意更改,每天混凝土開拌前應(yīng)根據(jù)氣溫和集料的含水量變化,出具當(dāng)日攪拌的混凝土配合比,嚴(yán)格控制混凝土材料稱量的精確度及混凝土每盤攪拌的時間。稱量、計量系統(tǒng)應(yīng)定期校核,以保證上料計量系統(tǒng)始終處于正常工作狀態(tài)。

        3 鋼筋籠加工工藝

        3.1 工藝流程

        管片按隧道淺埋、中埋、深埋、超深埋 4 種類型進行配筋。鋼筋籠加工的主要流程可以概括為:材料檢驗→鋼筋斷料→彎曲、彎弧成型→鋼筋骨架制作→成品檢驗→合格成品堆放。

        鋼筋骨架的詳細工藝流程,如圖1 所示。

        圖1 鋼筋籠加工流程

        3.2 工藝要點

        3.2.1 鋼筋原材料檢驗

        鋼筋進場應(yīng)做好原材料臺賬記錄,進場鋼筋須有質(zhì)量保證書。按檢驗要求從不同堆放位置抽取相應(yīng)尺寸和數(shù)量的樣本進行測試。測試報告經(jīng)工程師確認(rèn)合格后,該批鋼筋即可掛牌標(biāo)識進入待用狀態(tài)。

        3.2.2 斷料

        首先將成盤的鋼筋和彎曲的主筋采用機械進行調(diào)直,然后清除鋼筋表面的銹斑及油污等雜質(zhì)。鋼筋斷料時切斷長度誤差不得超過規(guī)定值。切斷后的鋼筋按規(guī)定整齊疊放在指定的位置,并掛上標(biāo)識。

        3.2.3 彎曲、彎弧成型

        鋼筋彎曲、彎弧成型應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖紙要求進行,不得隨意更改。鋼筋進入彎弧時應(yīng)保持平順、勻速,防止平面翹曲,成型后表面不得有裂紋。主筋和箍筋的彎鉤和彎折應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。Ⅱ級鋼筋末端需作 90° 或 135° 彎曲時,其彎曲半徑應(yīng)大于鋼筋直徑 4 倍;中間部位彎曲時,半徑不小于鋼筋直徑 5 倍。成型后的鋼筋骨架質(zhì)量應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查并按規(guī)格整齊堆放。

        3.2.4 鋼筋骨架總裝

        為了滿足大型管片鋼筋骨架制作的精度要求,鋼筋骨架制作應(yīng)在胎模上進行。筋骨架的主要制作流程為:主筋放置→環(huán)箍放置→胎模上卡安裝→主筋焊接→主筋和環(huán)箍焊接、鋼筋骨架主筋封頭→鋼筋骨架附筋焊接→鋼筋骨架成型。焊接時均采用低溫焊接工藝,焊縫不得出現(xiàn)咬肉、氣孔、夾渣現(xiàn)象,焊縫長度、厚度必須符合設(shè)計要求,焊接后氧化皮及焊渣必須清除干凈。鋼筋骨架成型后按照設(shè)計和規(guī)定的要求,對其進行質(zhì)量檢查,主要內(nèi)容包括外觀、焊接和尺寸精度 3 個方面。檢查合格后可掛牌標(biāo)識進入成品堆放區(qū)待用,成品應(yīng)按拱形堆放,堆放高度不允許超過限值。

        4 混凝土澆筑工藝

        4.1 工藝流程

        混凝土澆筑成型流程主要包括:鋼模檢查清理→涂刷脫模劑→鋼筋骨架入模及預(yù)埋件安裝→混凝土布料、振搗、成型→收水抹面→蒸汽養(yǎng)護、脫?!B(yǎng)。管片混凝土澆筑成型工藝流程,如圖2 所示。

        圖2 管片混凝土澆筑成型工藝流程

        4.2 工藝要點

        4.2.1 鋼模清理

        脫模后的鋼模應(yīng)用鏟刀和纖維布在不損傷鋼模的前提下進行清理,確保鋼模內(nèi)表面和拼接縫處不留有殘漿,以保證鋼模合攏的精度。鋼模清理完畢后,用專門工具將脫模劑均勻抹刷在鋼模與混凝土的接觸面上。抹刷后應(yīng)有專人檢查,以確保脫模劑抹刷質(zhì)量。

        4.2.2 鋼筋骨架入模及預(yù)埋件安裝

        用 4 點吊鉤將鋼筋籠吊放入模,起吊時保持平穩(wěn),防止鋼筋籠與模具發(fā)生碰撞。鋼筋骨架應(yīng)放置于鋼模中間,其底面四邊須放置保護層墊塊,保護層厚度須符合設(shè)計規(guī)定。螺栓芯棒、螺栓套管、壓漿孔等預(yù)埋件必須按照設(shè)計要求準(zhǔn)確就位,并應(yīng)固定牢靠,防止振搗時移位。全面檢查鋼筋骨架入模質(zhì)量,驗收合格后澆筑混凝土。

        4.2.3 混凝土澆筑

        混凝土澆筑前確保上料系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)等設(shè)施均處于正常工作狀態(tài)。澆筑時先兩端后中間均勻布料,分層攤鋪、分層振搗。兩端振搗后,蓋上端頭側(cè)蓋板后再加料振搗,振搗時振搗捧應(yīng)避免碰到鋼模芯棒、鋼筋、鋼模及預(yù)埋件。

        4.2.4 收水抹面

        澆搗完成后打開蓋板進行收水抹面作業(yè)。收水抹面分為粗磨面、中抹面和精抹面。粗磨面:用括板括去多余混凝土,使外弧面平順;中抹面:待混凝土收水并開始初凝時用泥灰刀進行光面,使表面平整、光滑;精抹面:初凝后使用泥灰刀精工抹平,使表面光亮無灰刀印。混凝土初凝前應(yīng)轉(zhuǎn)動一下模芯棒,但嚴(yán)禁向外抽動。當(dāng)混凝土初凝后再次轉(zhuǎn)動模芯棒,待 2 h 后拔出。拔出后的模芯棒應(yīng)清洗干凈,涂抹油后放在模具的指定位置。

        4.2.5 蒸養(yǎng)、脫模

        收水結(jié)束后靜停一段時間開始蒸養(yǎng),管片蒸養(yǎng)采用移動式蒸養(yǎng)罩。

        管片蒸養(yǎng)必須嚴(yán)格分靜停、升溫、恒溫、降溫 4 個階段進行。整個蒸養(yǎng)過程中,必須如實記錄各溫度測點的溫度變化值,確保各蒸養(yǎng)棚內(nèi)溫度的同一性,管片均勻升溫和降溫。

        管片蒸養(yǎng)強度達到 20 MPa 后便可脫模,脫模時嚴(yán)格按照鋼模操作規(guī)程進行。先拆卸側(cè)模板與底模固定螺栓,將側(cè)模板拉出;然后拆卸端模與底模連接螺栓,打開端模板。鋼模拆開后用真空吸盤將管片從模具中吊出,吊出時保證平穩(wěn)、吊點垂直。吊起后將管片置于液壓翻轉(zhuǎn)架上進行翻身,使管片弧面由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)至側(cè)立狀態(tài)。

        4.2.6 水養(yǎng)護

        脫模后的管片在滿足進養(yǎng)護池的條件后,將管片駁運至養(yǎng)護池進行 7 d 水養(yǎng)護,如圖2 所示。入池時管片與水的溫差不得大于 20 K。管片在養(yǎng)護池進行水養(yǎng)時,要隨時注意養(yǎng)護池的水位,確保管片全部浸沒水中。

        5 管片水平拼裝與檢漏

        5.1 水平拼裝

        首先試生產(chǎn) 2 環(huán)管片進行水平拼裝檢驗,試拼裝時不用安裝止水橡膠條及緩沖橡膠片。試拼裝合格后開始正式生產(chǎn)。在開始生產(chǎn) 3-103 環(huán)中任意抽取兩環(huán)進行水平拼裝試驗,合格后繼續(xù)生產(chǎn)。隨后每 200 環(huán)做一次水平拼裝檢驗。

        5.2 抗?jié)B檢漏試驗

        為檢驗管片成品抗?jié)B漏能力,每 50 環(huán)抽取 4 塊管片進行抗?jié)B檢漏試驗。水壓力按 0.2、0.4、0.6、0.8 MPa 逐級加壓,每級穩(wěn)壓時間為 10 min,達到 0.8 MPa 時恒壓 3 h。每級加壓前先檢查構(gòu)件各端面的滲水情況,并做好記錄,加壓結(jié)束時滲水高度小于 50 mm 則滿足要求。

        6 結(jié) 語

        為保證管片質(zhì)量,必須做好過程控制,加強質(zhì)量控制點的監(jiān)控。本文總結(jié)的質(zhì)量控制要點如下:定期檢查鋼模精度;鋼筋骨架制作必須在符合精度要求的專用胎模上加工成型,嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量;控制混凝土原材料的質(zhì)量,混凝土攪拌系統(tǒng)應(yīng)定期計量校驗,保證配合比準(zhǔn)確性;管片蒸汽養(yǎng)護嚴(yán)格按照靜停、升溫、恒溫、降溫 4 階段所規(guī)定的要求進行操作,并如實填寫蒸養(yǎng)記錄;確保管片 7 d 水養(yǎng)護,管片要全部沒入水中。關(guān)鍵是制定完善的質(zhì)量監(jiān)督管理體系。

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