吳 沖 （安徽建工建筑工業(yè)有限公司，安徽 合肥 231600）

1 研究背景

隨著我國(guó)城市軌道交通服務(wù)業(yè)的不斷推進(jìn)，地鐵在我國(guó)的各個(gè)地區(qū)快速發(fā)展，成為基礎(chǔ)建設(shè)中的一個(gè)重要項(xiàng)目。合肥是安徽省第1個(gè)，長(zhǎng)三角第7個(gè)開通地鐵的城市。截止到2021年12月31日，合肥地鐵已開通地鐵1號(hào)線（2016年12月26日）、2號(hào)線（2017年12月26日）、3號(hào)線（2019年12月26日）、4號(hào)線（2021年12月26日）、5號(hào)線南段（2020年12月26日），歷時(shí)五年時(shí)間由“線”到“面”到“網(wǎng)”的飛速跨越。合肥市軌道交通正在建設(shè)的線路有十條，包括地鐵1號(hào)線三期，2號(hào)線東延線，3號(hào)線南延線，4號(hào)線全線及南延線，5號(hào)線北段，6號(hào)線一期，7號(hào)線一期，8號(hào)線一期，S1號(hào)線，規(guī)劃在2026年全部建成通車運(yùn)營(yíng)。

盾構(gòu)法是一種較為先進(jìn)的頂涵施工方法，是在保留傳統(tǒng)頂涵施工、橋涵結(jié)構(gòu)路側(cè)預(yù)制工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)頂進(jìn)支護(hù)方法進(jìn)行重大改革，將明挖開槽改為地下暗挖盾構(gòu)支護(hù)，暗挖推進(jìn)降低了施工對(duì)行車的影響。盾構(gòu)法隧道施工完畢后形成的盾構(gòu)隧道是由管片及連接螺栓組成的裝配式結(jié)構(gòu)，連接螺栓通過管片環(huán)面和縱面上預(yù)留的管片螺栓孔進(jìn)行有效連接，使獨(dú)立的管片連接成環(huán)，獨(dú)立的環(huán)連接成隧道。目前國(guó)內(nèi)地鐵盾構(gòu)隧道防水設(shè)計(jì)遵循“以防為主、多道設(shè)防、因地制宜、綜合治理”的原則，其結(jié)構(gòu)一般采用由單層預(yù)制混凝土管片拼裝而成的圓形斷面結(jié)構(gòu)，其防水施工主要包括管片襯砌結(jié)構(gòu)自防水、管片襯砌外防水涂層、管片襯砌接縫防水、螺栓孔防水、盾尾充填注漿防水，其中管片襯砌接縫防水是盾構(gòu)隧道防水的關(guān)鍵。當(dāng)管片螺栓孔因彎管漏漿導(dǎo)致成孔不規(guī)則出現(xiàn)飛邊且被維修崗位遺漏，進(jìn)而連接螺栓未能有效連接時(shí)，管片環(huán)面和縱面接縫容易發(fā)生滲水，對(duì)隧道管片結(jié)構(gòu)的安全性造成極大的威脅。

經(jīng)過集思廣益，推陳出新，反復(fù)探討現(xiàn)階段需采用何種工藝技術(shù)可以確保管片螺栓孔可以一次成型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了管片螺栓孔制作技術(shù)的研究。

2 工藝原理

尋找一種方法以期使彎管與芯棒根部倒角之間的縫隙最小，彎管與側(cè)模之間的角度最小，管片螺栓孔成型質(zhì)量提高，減少維修工程量，降本提質(zhì)增效。通過理論分析和實(shí)際應(yīng)用，分析該方法的易操作性和經(jīng)濟(jì)性，整理完成各項(xiàng)研究資料。通過調(diào)查研究，尋找管片螺栓孔成型質(zhì)量不高的癥結(jié)，針對(duì)不同的模具軸向斜邊，標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊、封頂塊的螺栓孔的預(yù)留采用3種不同的彎管，配合特制封漿墊片，可以確保管片螺栓孔制作成型率。

3 理論實(shí)施流程

①安裝彎管時(shí)，先將芯棒從模具芯棒洞插入，套上一個(gè)封漿墊片，插入彎管，然后在彎管與手孔接觸面再放置一個(gè)封漿墊片，使彎管與模具之間保持軟防護(hù)狀態(tài)，用兩個(gè)封漿墊片對(duì)彎管首尾進(jìn)行保護(hù)，對(duì)彎管與芯棒之間的縫隙進(jìn)行填充彌補(bǔ)，理論上可以減少管片螺栓孔漏漿情況發(fā)生。

②拆模后發(fā)現(xiàn)部分管片螺栓孔成型不美觀或混凝土凸出縱切面3mm～8mm，需要額外的維修，且經(jīng)過統(tǒng)計(jì)多發(fā)生在鄰接塊（B1/B2）及封頂塊（K）上。后經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)由于上述三種模具存在軸向斜邊的緣故，安裝好的彎管與側(cè)模之間存在角度產(chǎn)生縫隙。文小組通過頭腦風(fēng)暴，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操并與彎管生產(chǎn)廠家業(yè)務(wù)交流，提出種種方案，最終從成本核算以及模具使用壽命角度出發(fā)敲定以下方案：針對(duì)不同的模具軸向斜邊，標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊、封頂塊的螺栓孔的預(yù)留采用不同的彎管，配合特制封漿墊片，可以確保管片螺栓孔制作成型質(zhì)量。

③由彎管生產(chǎn)廠家根據(jù)現(xiàn)有模具對(duì)彎管、封漿墊片重新開模并制作出樣品，供管片生產(chǎn)線進(jìn)行安裝試驗(yàn)。一環(huán)管片安裝采用48個(gè)刻有“①”標(biāo)記的彎管，4個(gè)刻有“②”標(biāo)記的彎管，4個(gè)刻有“③”標(biāo)記的彎管，112個(gè)定制封漿墊片。

④試驗(yàn)合格后，通知生產(chǎn)廠家批量生產(chǎn)彎管、封漿墊片并用于生產(chǎn)管片，拆模后觀察管片螺栓孔外觀質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)其一次成型率。

⑤分析漏漿或飛邊的管片螺栓孔發(fā)生的原因，針對(duì)不同的原因采取不同的改進(jìn)方法，通過實(shí)踐結(jié)果檢驗(yàn)理論的成立與否。

⑥施工方案改進(jìn)后再次用于指導(dǎo)生產(chǎn)，完善管片螺栓孔一次成型的制作技術(shù)。

4 實(shí)操方案

4.1 模具清理

使用合金刀清理模具外表面及內(nèi)表面滴淋的混凝土殘?jiān)?，外表面包括蓋板內(nèi)外、側(cè)模邊口以及模具底座上滴淋的脫模劑堆積物；內(nèi)表面包括模具內(nèi)弧面、注漿管底座、手孔洞及邊模內(nèi)側(cè)使用鋼絲球逐面打磨，棉紗配合清理，并用高壓氣管吹凈。

4.2 噴涂脫模油

使用噴霧器在模具內(nèi)表面均布薄層脫模劑或用棉紗蘸取脫模劑均勻涂抹于內(nèi)弧面，之后用干棉紗將噴涂或涂抹的脫模劑抹干凈以期形成致密完整的油化膜。

4.3 組模

按照先端模后側(cè)模的順序依次合模，注意端模側(cè)模結(jié)合處是否清理干凈，嚴(yán)控模具的精度。

4.4 鋼筋籠入模

將3cm的鋼筋墊塊分中間和兩側(cè)分別安置在鋼筋籠內(nèi)弧面箍筋上，將飛輪安置在鋼筋籠兩端及兩側(cè)箍筋上并綁好扎絲，龍門吊配合專用吊具將鋼筋籠放入對(duì)應(yīng)模具，調(diào)整鋼筋籠的位置以保證側(cè)模端模與鋼筋籠的保護(hù)層間距，端模鋼筋保護(hù)層5cm，側(cè)模鋼筋保護(hù)層4cm。

4.5 預(yù)埋件安裝

通用型標(biāo)準(zhǔn)塊（A1/A2/A3）三種管片的環(huán)向面及縱向面、鄰接塊（B1/B2）兩種管片的環(huán)向面、封頂塊（K）的環(huán)向面彎管安裝時(shí)均采用刻有“①”標(biāo)記的彎管，并在彎管與手孔及邊摸接觸部位配套兩個(gè)定制封漿墊片；鄰接塊B1的軸向斜邊及封頂塊K的一個(gè)軸向斜邊均采用刻有“②”標(biāo)記的彎管，并在彎管與手孔及邊摸接觸部位配套兩個(gè)定制封漿墊片；鄰接塊B2的軸向斜邊及封頂塊K的另一個(gè)軸向斜邊均采用刻有“③”標(biāo)記的彎管，并在彎管與手孔及邊摸接觸部位配套兩個(gè)定制封漿墊片。將注漿管、封漿墊片、彎管及螺旋構(gòu)造鋼筋等預(yù)埋件安裝齊全并檢驗(yàn)合格后，合上蓋板擰緊螺栓。

4.6 混凝土澆筑

龍門吊懸掛料斗將C50抗?jié)B混凝土從蓋板中間分層連續(xù)澆筑；開動(dòng)模具上的附著式風(fēng)動(dòng)振動(dòng)器，同時(shí)利用插入式振動(dòng)棒輔助振搗；當(dāng)混凝土與側(cè)模接觸處，不再有噴射狀氣、水泡并能均勻起伏時(shí)，停止振搗。

4.7 收光抹面

振搗成型后，大約10分鐘后打開蓋板，進(jìn)行粗磨抹面；待混凝土收水后用灰匙進(jìn)行中磨收光，使管片平整、光滑；混凝土初凝后使用長(zhǎng)匙精工抹面，力求表面光亮無灰匙印。

4.8 覆膜蒸汽養(yǎng)護(hù)

精工抹面后，在管片外弧面上蓋上塑料農(nóng)膜；將蓋板閉合并將伸縮式蒸養(yǎng)罩拉出，通蒸汽進(jìn)行管片蒸養(yǎng)。

4.9 拆模

完成蒸汽養(yǎng)護(hù)后，回彈儀回彈強(qiáng)度達(dá)到15MPa以上后進(jìn)行拆模，按照先側(cè)模后端模的順序完成拆模。

4.10 脫模、標(biāo)記

鋼模打開后，使用真空吸盤將管片平衡垂直吊出鋼模；管片內(nèi)弧面朝下的水平狀態(tài)放置到翻板機(jī)上，啟動(dòng)翻板機(jī)將管片進(jìn)行90°翻轉(zhuǎn)成立放狀態(tài)；在管片的端側(cè)面噴涂鋼筋籠型號(hào)、管片型號(hào)以及生產(chǎn)日期等標(biāo)記，在管片的內(nèi)弧面噴涂公司標(biāo)識(shí)。

4.11 降溫

將剛脫模的管片立放在軟防護(hù)墊層上進(jìn)行自然降溫，待管片內(nèi)弧中心溫度與外界溫差低于20℃后可內(nèi)倒入水。

4.12 水養(yǎng)護(hù)

吊入水質(zhì)合格的水池內(nèi)進(jìn)行為期7天的完全浸泡養(yǎng)護(hù)。

4.13 管片堆放

水養(yǎng)護(hù)結(jié)束后進(jìn)行側(cè)面立放，要求不超過4層，或內(nèi)弧面向上平放，要求不超過6層；構(gòu)件堆放時(shí)在層與層之間用墊木隔開，每層支撐點(diǎn)在同一平面，各層支撐物在同一直線上。

4.14 管片止水條及襯墊粘貼

用刷子將膠粘劑均勻涂刷在兩個(gè)粘貼面上，第一遍涂刷后待表面初干，再涂刷第二遍，待溶劑揮發(fā)至輕觸膠膜稍黏而不粘手時(shí)，將兩個(gè)粘貼面合在一起壓實(shí)。

4.15 垂直下井和洞內(nèi)水平運(yùn)輸

管片垂直運(yùn)輸采用行車平穩(wěn)地垂直吊運(yùn)至井下電瓶車托運(yùn)的平板車上；管片靠電瓶車水平運(yùn)輸至車架內(nèi)，井下施工人員采用雙軌梁對(duì)管片進(jìn)行吊運(yùn)、安放。

4.16 管片吊機(jī)卸車、倒運(yùn)管片

管片運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)綐蚣芴?，用雙軌梁將管片平穩(wěn)地運(yùn)到喂片機(jī)；管片吊機(jī)專人操作保證勻速運(yùn)動(dòng)；接管片作業(yè)人員，待管片平穩(wěn)后接送、旋轉(zhuǎn)。

4.17 管片安裝區(qū)的清理

管片安裝前對(duì)管片安裝區(qū)的污泥、污水進(jìn)行清理，保證安裝區(qū)及管片相接面的清潔。

4.18 管片安裝與連接

管片拼裝由盾構(gòu)上的拼裝機(jī)完成，管片拼裝順序：下部標(biāo)準(zhǔn)管片（A型）→左右標(biāo)準(zhǔn)管片（左右兩側(cè)交替安裝）→拼接鄰接管片（B型）→最后安裝封頂管片（K型）；當(dāng)管片拼裝第5片的過程中，測(cè)量剩余空間的大小，確保K塊拼裝空間；邊拼裝邊緊固縱、環(huán)向連接螺栓，防止因螺栓松動(dòng)導(dǎo)致管片錯(cuò)臺(tái)。

4.19 管片環(huán)成型整圓

相鄰環(huán)高差量的大小直接影響到建成隧道軸線的質(zhì)量及隧道有效斷面，必須嚴(yán)格控制環(huán)高差，相鄰環(huán)管片高差≤4mm；拼裝過程中要控制好管片拼裝成型后的真圓度，確保隧道成型質(zhì)量。

4.20 管片螺栓的三次緊固

管片拼裝完成后，嚴(yán)格執(zhí)行管片3次緊固：①管片拼裝時(shí)第一次緊固；②推進(jìn)油缸推進(jìn)至1000～1200mm時(shí)緊固第二次；③管片拖出盾尾時(shí)第三次緊固。

5 經(jīng)濟(jì)效益

通過管片螺栓孔技術(shù)研究，在外觀上保證了螺栓孔制作一次成型，無飛邊、凸起、堵塞、坍孔；在質(zhì)量上滿足整體施工拼接進(jìn)度及精度，降低了因螺栓松動(dòng)導(dǎo)致管片錯(cuò)臺(tái)進(jìn)而造成地下水外滲情況的發(fā)生。不需要后期的人工打磨、維修、通孔、擴(kuò)孔，提高了構(gòu)件一次合格率及項(xiàng)目拼裝施工效率，保證了項(xiàng)目的供貨進(jìn)度及精度。因盾構(gòu)法隧道施工具有振動(dòng)小、噪聲低、施工速度快、安全可靠，對(duì)沿線城鎮(zhèn)居民生活、地下和地面構(gòu)筑物影響小的優(yōu)越性，在盾構(gòu)法隧道施工普及的今天，造型美觀、功能性良好的管片制作生產(chǎn)有著廣闊的發(fā)展前景。

6 結(jié)語

管片螺栓孔制作技術(shù)的改進(jìn)，在構(gòu)件場(chǎng)內(nèi)維修過程中有效解決降低了人工費(fèi)的支出及修補(bǔ)材料的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率，滿足現(xiàn)場(chǎng)工期和質(zhì)量要求；在項(xiàng)目上可為業(yè)主省去維修調(diào)度費(fèi)用，減少安裝施工過程中的安全隱患，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，降低了生產(chǎn)成本。該技術(shù)操作方便、安全可靠，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值和前景。