劉成虎

（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司， 成都 610000）

隨著各大城市軌道交通系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，盾構(gòu)管片的使用數(shù)量越來(lái)越大，其生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械化程度和質(zhì)量性能要求也越來(lái)越高。在這個(gè)過(guò)程中，必須把握好施工過(guò)程中的各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，確保地鐵盾構(gòu)管片具有較強(qiáng)的質(zhì)量的性能。本文結(jié)合北京地鐵16 號(hào)線01 標(biāo)段直徑6.4m 盾構(gòu)管片的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)模具加工和生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了研究與分析。

1 模具要求

針對(duì)于預(yù)制混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，模具質(zhì)量非常重要，直接關(guān)系到構(gòu)件的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、性能質(zhì)量、使用壽命、通用性等各個(gè)方面，甚至決定著整個(gè)構(gòu)件生產(chǎn)結(jié)果的成敗。因此，在生產(chǎn)模具的過(guò)程中，具有以下要求：

1.1 強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求

在澆筑混凝土的過(guò)程中，必然會(huì)對(duì)模板產(chǎn)生一定的側(cè)壓力，而且在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，混凝土振搗是一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。因此，模具不僅承受著來(lái)自于混凝土的側(cè)壓力，同時(shí)還承受著振搗力。北京地鐵16 號(hào)線01 標(biāo)段直徑6.4m 盾構(gòu)管片A 片最大弦長(zhǎng)為3869.9mm，寬度為1200mm，厚度300mm，總重量約3.2t。另外，采用的是模內(nèi)振動(dòng)器自振形式，振動(dòng)頻率為217Hz，離心力為47kN。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算得出側(cè)壓力為7.2kN/m2，模具同時(shí)承受217Hz 的震動(dòng)力和47kN 的離心力。由此可見(jiàn)，混凝土澆筑對(duì)于模具的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性都提出了較高的要求。

1.2 構(gòu)造要求

在預(yù)制構(gòu)件的過(guò)程中，時(shí)常會(huì)遇到產(chǎn)品無(wú)法脫?；蛘呖羞叺惹闆r，其主要原因在于模具構(gòu)造存在問(wèn)題。要想避免此問(wèn)題，應(yīng)在生產(chǎn)過(guò)程中注意以下問(wèn)題：首先，模具必須具備足夠的脫模倒角。當(dāng)預(yù)制構(gòu)件中含有預(yù)留孔洞時(shí)，在預(yù)留孔脫模方向禁止出現(xiàn)陰角，同時(shí)，為了方便出模，還需要預(yù)留出一定的脫模倒角。例如在生產(chǎn)6.4m 直徑的盾構(gòu)管片時(shí)，最小的脫模角應(yīng)為3.18°，如果沒(méi)有達(dá)到此角度，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件無(wú)法脫模；其次，通過(guò)防漏膠條的合理設(shè)置，可有效減少或避免漏漿問(wèn)題，從而避免出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象。特別是在側(cè)模與底模接合的部位，必須對(duì)防漏膠條進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。

2 生產(chǎn)工藝控制措施

2.1 模板檢測(cè)

在正式進(jìn)行管片制作之前，需要對(duì)管片三環(huán)水平拼裝精度進(jìn)行綜合檢測(cè)，并且通過(guò)試生產(chǎn)對(duì)鋼模精度與實(shí)物精度進(jìn)行比對(duì)，確保各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均在允許的公差滿(mǎn)園之內(nèi)方可正式投產(chǎn)。需要注意的是，在進(jìn)行鋼模檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)將各項(xiàng)檢測(cè)值及時(shí)準(zhǔn)確的填寫(xiě)在檢查表中，從而確保檢測(cè)工作的有效性和可追溯性。

2.2 鋼筋籠骨架的制作

鋼筋籠骨架主要包含以下制作步驟：首先，按照構(gòu)件配筋圖，對(duì)每一種類(lèi)型的鋼筋均以編號(hào)的形式進(jìn)行標(biāo)示，并且確保每一個(gè)編號(hào)都是唯一的，為后續(xù)的下料及放樣工作提供便利條件。不同種類(lèi)的鋼筋要分類(lèi)堆放，便于管理及取用；其次，焊接作業(yè)需要在胎具內(nèi)完成。在焊接的過(guò)程中，須按照胎具上的標(biāo)識(shí)，正確擺放鋼筋籠的主筋、箍筋及橫筋。這樣既可以方便焊接施工，又可以有效保證焊接的質(zhì)量；最后，當(dāng)焊接完畢后，在吊運(yùn)的過(guò)程中，應(yīng)按照每個(gè)鋼筋籠的編號(hào)將同類(lèi)型鋼筋籠堆放在一起，為后續(xù)取用提供方便。

2.3 入模及預(yù)埋件的安裝

在此環(huán)節(jié)，如果螺栓孔的位置與管片的環(huán)向縫隙及縱向縫隙過(guò)大，必然會(huì)形成隧道漏水隱患。因此，必須仔細(xì)確認(rèn)螺栓孔的位置，確保其科學(xué)合理。同時(shí)，位于管片中心位置的預(yù)埋管既是管片吊裝時(shí)的起吊孔又是注漿孔。如果預(yù)埋管在預(yù)埋時(shí)或者混凝土振搗時(shí)發(fā)生偏移或傾斜，將導(dǎo)致吊裝孔不垂直。這一問(wèn)題，必然會(huì)給吊裝施工帶來(lái)較大的困難，進(jìn)而影響到管片的拼裝質(zhì)量。因此，施工人員必須對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行防范，確保預(yù)埋件位置的穩(wěn)定性。

2.4 混凝土裂縫的控制

首先，對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，從采購(gòu)環(huán)節(jié)杜絕質(zhì)量不合格的砂石、骨料及水泥原材料的流入，從源頭上防范混凝土早期開(kāi)裂；其次，確保混凝土配合比的科學(xué)合理性。對(duì)于混凝土來(lái)說(shuō)，如果水灰比過(guò)大，多余水分必然會(huì)在混凝土中占據(jù)一定的空間，隨著內(nèi)外部水分的逐漸揮發(fā)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題；如果水灰比過(guò)小，水泥與毛細(xì)管內(nèi)水分發(fā)生反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)部負(fù)壓，同樣也會(huì)形成裂縫。因此，在配合比設(shè)計(jì)中，必須計(jì)算出最佳的水灰比，還可以加入適量的粉煤灰摻合料，降低水化熱量，從而達(dá)到減少混凝土收縮變形和溫度裂縫的目的。需要注意的是，在確定混凝土配合比之前，有必要進(jìn)行試配，以獲取準(zhǔn)確的養(yǎng)護(hù)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度；還需要對(duì)混凝土進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)及抗?jié)B性試驗(yàn)，從而確?；炷翉?qiáng)度及抗?jié)B性符合建設(shè)需要；對(duì)管片吊裝孔也要進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，確保其具有較強(qiáng)的抗拔能力；最后，混凝土的灌注及振搗是決定混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在澆筑之前，必按規(guī)定對(duì)模具進(jìn)行檢查，將驗(yàn)收合格的模具取走，并掛在鋼筋籠上相對(duì)應(yīng)的標(biāo)志牌上，表示可以進(jìn)行澆筑；在混凝土振搗環(huán)節(jié)中，直至混凝土與側(cè)板接觸部位不再有噴射狀氣泡、水泡、全部均勻?yàn)橹?。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，還要時(shí)常觀察各緊固螺栓、螺桿以及其它預(yù)埋件是否發(fā)生位移，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要立即停止?jié)仓罢駬v，并且在已經(jīng)澆筑完畢的混凝土凝結(jié)之前將其修整好。

2.5 管片養(yǎng)護(hù)

管片養(yǎng)護(hù)主要包含前期、中期、后期三個(gè)階段：首先，在前期養(yǎng)護(hù)階段主要采用罩式蒸汽養(yǎng)護(hù)。在蒸養(yǎng)的過(guò)程中，工作人員需隨時(shí)檢查、記錄各測(cè)溫點(diǎn)的溫度變化情況，確保蒸養(yǎng)罩內(nèi)溫度達(dá)到相關(guān)要求，同時(shí)保證管片的均勻升溫和降溫。同時(shí)，還要觀控制好各項(xiàng)工藝控制指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，應(yīng)對(duì)供汽量、控制溫度、升降溫速度進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。確保蒸養(yǎng)結(jié)束后，混凝土可達(dá)到事先規(guī)定的脫模強(qiáng)度；其次，管片中其養(yǎng)護(hù)主要是做好脫模控制。管片所采用的真空吸盤(pán)脫模強(qiáng)度需要達(dá)到15MPa 以上；在脫模時(shí)，其強(qiáng)度必須達(dá)到40%以上，并且確保其平穩(wěn)、垂直起吊，不得出現(xiàn)單側(cè)或者強(qiáng)行起吊等情況；在管片內(nèi)弧表面注明生產(chǎn)日期、制造編號(hào)、管片編號(hào)、管片類(lèi)型等信息，為后續(xù)施工提供便利條件。最后，管片后期養(yǎng)護(hù)。當(dāng)管片表面溫度與養(yǎng)護(hù)用水之間的溫差小于20℃時(shí)，即可在水池內(nèi)進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)用水中需摻入生石灰，使其形成Ca(OH)：溶液，并將pH 值控制在9-12 之間。

2.6 出模

在出模之前，一是要確保管片混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的40%，二是確認(rèn)構(gòu)件與模具之間無(wú)任何連接，方可出模。出模之后，需由檢驗(yàn)人員進(jìn)行檢查，檢查合格后方可視為成品進(jìn)行存放。

3 結(jié)束語(yǔ)

盾構(gòu)管片是地鐵工程施工中一個(gè)非常重要預(yù)制構(gòu)件，一旦其生產(chǎn)質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，必然會(huì)對(duì)整個(gè)地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量和盾構(gòu)隧道質(zhì)量造成極其嚴(yán)重的影響。因此，相關(guān)技術(shù)人員有必須對(duì)盾構(gòu)管片生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行更一步的探索與研究，不斷提高盾構(gòu)管片的生產(chǎn)水平。