管片预制生产讲解

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1、神华新街台格庙TBM斜井试验工程 培训课程 主讲人：曲明远 二一三年十一月 管片预制生产 目录 一、管片厂工程概况 二、管片厂平面布置 三、管片生产计划 四、主要资源配置 五、管片生产方式的选择 六、管片钢模的选择 七、管片生产 八、管片存储和运输 九、管片检验试验 十、管片质量检验 十一、管片质量缺陷防治措 施 十二、冬施保障措施 一、 管片厂工程概况 本管片厂长160米，宽215米，占地面积为 34400m2,折合51.6亩。主要分为混凝土拌合区、管片 生产厂房区、管片堆放区、附属配套设施区。场地硬 化面积为21000m2。 管片厂主要承担试验斜井工程的管片预制生产任 务。管片内径为6.6

2、m，厚度为0.35m，宽度为1.5m，管 片全部采用标准环，每环管片由7片管片组成，一环砼 量为13.5m3，管片厂共计需要生产4289环管片，混凝 土使用量约为57902方。 二、管片厂平面布置 管片厂共有四大区域：混凝土拌合区、管片生产厂 房区、管片堆放区、附属配套设施区 o混凝土拌和区 该区域共有3个部分：混凝土拌和站、室内料仓、室外 料仓。 混凝土拌和站的位置考虑混凝土原材料的堆放位置 、原材料运输、混凝土运输等因素。拌和站配置为2台 HSZ90型混凝土搅拌站。 室内料仓靠近混凝土拌和站设置，长66米，宽67.5 米，共计4455 m2。该区域主要用来储存生产混凝土的砂 石料，各个区间

3、砂石骨料由围墙隔断。该区域考虑存放 不少于14d的砂石料。 室外料仓长81米，宽28米，共计2268 m2。主要是 为了加大砂石料的储存量，室外料仓需要考虑存放28d的 砂石料。 o管片生产厂房区 管片生产厂房长127.5m，宽24m+27m（两跨），占地 6052m2。管片生产厂房内共分四个区域：管片生产区、 钢筋加工及堆放区、管片钢筋笼存放区、管片养护区。 管片生产区 管片生产区长68米，宽27米，共计1836。管片生产 区内需完成管片浇筑、静养、蒸养、降温及脱模等作业工 序。管片生产区考虑到管片出模的吊运设备（真空吸盘） 及水平运输通道、管片翻转机具、混凝土运输通道等进行 合理布局。 钢

4、筋加工及堆放区 钢筋堆放加工区长53米，宽24米，共计1272。钢筋 堆放加工区主要进行钢筋卸车、存放、放样、下料，钢筋 笼绑扎、焊接，等工序。因此，钢筋加工区须考虑原材料 的堆放、螺纹钢半成品加工区及堆放区、圆钢半成品加工 区及堆放区等所需要的空间和设备摆放空间。 管片钢筋笼存放区 管片钢筋笼存放区长68米，宽24米，共计1632。管片钢筋 笼存放区主要进行成品钢筋笼码放。 管片养护区 管片养护区长42.5米，宽27米，共计1147.5，能够满足同 时养护148环管片。管片达到预定强度后脱模，进行管片 喷涂养护液养护，将预制混凝土管片均匀喷涂养护液，养 护的周期为14d。 o 管片堆放区 管

5、片堆放区位于厂区西南侧，长56米，宽81米， 共计4536。本区域包括管片存放区和试验检测区两 部分。 管片存放区 管片存放区位于管片厂厂房下方，分两个区域， 占地面积为3976m2，约能存放管片700环。管片经过养 护液养护14天后，运至存放区，并进行14天自然养护 、补强。 试验检测区 试验检测区位于第二架龙门吊内，长20米，宽28 米，其占地面积为560。主要进行管片三环拼装、抗 渗、抗弯及拉拔实验。 o 附属配套设施区 附属配套设施区主要包括办公区、试验室、材料仓 库、变电站、锅炉房、称量系统、燃料存放区等。生 产附属配套设施计划布置在厂房的周边，并与主要功 能设施区对应布置，方便施工

6、生产衔接。 办公区 管片厂办公区位于厂区东北侧，长34.7米，宽 5.56米，占地面积193。主要是为管片厂管理人员 提供办公、会议的场所。 试验室 试验室位于办公区西侧，长38.32米，宽5.56米，共 计213。主要进行水泥、钢筋、砂石骨料原材料检测， 混凝土等物理性能指标试验和管片成品抗渗试验。 材料仓库 材料仓库位于试验室西侧，长为22米，宽为5.56米， 共计122。主要是存放管片预埋件、养护液、止水条等 物品。 场区变电站 根据目前场区用电设备情况，在厂区西南角设置一座 1000kVA变电站，满足日常生产与生活负荷需求，供电方 式为三相五线制。计划占地面积60m2。备1台500kW

7、发电机组， 满足停电时突发应对。 厂区锅炉房 在厂区内设置1座锅炉房，功率需满足日常生产、生活需求。 结合供暖需求，在锅炉房内设置3台4t的蒸汽锅炉。计划占 地面积221m2。2台蒸汽锅炉专供管片生产线蒸养使用，1台 蒸汽锅炉供厂房以及室内料仓等供暖。 称量系统 在厂区西侧大门入口处，设置150t地磅，对钢筋、水泥、砂石 料等材料进行称重计量。称量系统控制室和门卫室设置在 一起。占地面积80m2。 管片厂平面布置图 三、管片生产计划 管片生产工艺采用固定模具生产模式：采用“6+2+2”模式，即 “六套固定模具加两套固定模具备用加两块仰拱块”。混凝土 采用附着式振动器振捣，辅以人工振捣。单块模具

8、单独蒸 养。混凝土浇筑时拌合站下料至料斗，通过地面轨道水平 小车运至浇筑区域，天车进行浇注。管片起片时，采用天 车将蒸养好的管片吊出来。 o管片生产进度策划 管片生产必须满足TBM的掘进需要，月均产量为4289/13=330环 ；日均产量为330/28=12环（每月按28天生产考虑）。 管片厂按8套模具，管片模具配置6套，备用2套，共计8套。考 虑日常生活时间，每日生产时间按20h计，按每天周转2循 环计算，管片模具配置6套，日生产管片为12环，满足管片 每日生产12环要求。 管片生产计划表 四、主要资源配置 本工程主要施工设备表 管片生产人力资源配置计划表 人力资源配置 材料供应计划表 主要

9、材料供应计划 管片生产通常有自动化生产线和固定模具两种生产方式 ，两者各自具有自己的优缺点，但两种生产模式施工工序大 体相同。施工中，选择何种管片生产模式，需要考虑管片生 产产量、投资规模、地区特色及现有设备的利用等因素。针 对本工程的情况，在满足工期要求的前提下，考虑两种方法 的特点与成本，最终决定采用固定模具的生产方式。 o两种生产方式的介绍 固定模具生产方式是管片模具在生产车间内按环成排固 定摆放,每个模具下面都有附着试振动器，模具一侧是蒸汽管 路用来管片成型后的蒸汽养护。操作工人在每个模具之间走 动来完成各个工序的操作。混凝土浇注是用桥式吊车吊着混 五、管片生产方式的选择 凝土料斗行走

10、在每个模具上方来完成浇注。起片的时候也同样 是用吊车在每个模具上方再次行走来把蒸养好的管片吊出 来。 自动生产线模式是模具在生产线上有规律的按着一定节拍 行走，操作工人站在固定的工位上完成本工序的操作。完成 一个等待下一个。振动台采用整体式的，固定在生产线的某 个位置上。振动台的上方是混凝土料斗，搅拌好的混凝土直 接输送至料斗中，等待浇注。抹面后进入养护窑蒸养。 自动生产线模式示意图如下： 两种模式的综合比较 采用自动化生产线是未来管片生产的一个发展方向，对于大规 模生产管片具有重大意义。但是基于本工程的现状，在满 足工期要求的前提下，无论从成本还是技术水平方面考虑 ，固定生产模式都要优于自动

11、生成模式，所以本工程决定 采用固定模具生产模式。 六、管片钢模的选择 结合各项技术条款、管片结构图，基于对混凝土的塌落度要求为 7090mm，止水槽深度22mm，采用专业厂家制造的重型模具 ，工艺采用固定模具形式进行管片生产，附着式振捣器振捣 ，人工配合振捣成型。管片模具如下图： 钢模的精度 管片模具加工精度允许误差表 o 钢模的运输 钢模作为精密部件，运输时保持水平和无压力状态，保 证加固的正确性与稳定性，防止运输过程中造成碰撞而变形 。 o 钢模吊装 正确的吊装方法是确保钢模安装质量的重要因素。吊装 前认真检查起吊设备、钢丝绳、吊扣，确认完好后进行吊装 作业。 在吊装过程中，对钢模的重要部

12、位不能让其受力。铰接 位置的受力将会造成整个钢模的变形，起吊装置与钢模接触 的部位是不影响钢模精度的位置。 o 钢模安装、调试 钢模安装 钢模下部是四个减震块，这四个减震橡胶块直接支撑于 地平面上，它的作用是保证钢模在震动成形时有足够的自由 度。支撑面的平整度为安装时的一个重要的控制参数，其不 平整度控制在1.0mm公差要求的范围内。 钢模清洁 钢模第一次打开使用时用柴油或汽油除掉保护层。用棉 纱清理模具表面。用塑料刮刀清理积垢。用压缩空气吹净模 具。模具外表面、调节螺栓应始终保持干净，不允许有积垢 。 钢模调试 在调试过程中，仔细进行盖子、侧模、端模的开合，严格按操 作规程和要求拧紧力矩固紧

13、螺栓，其安装程序如下。 打开、关闭顶盖：松开螺栓，向上打开顶盖插上保险销，固 定顶盖；拔出保险销，拉下顶盖拧紧螺栓，关闭顶盖。 打开和关闭钢模：先打开侧模，后打开端模；先关闭端模，后 闭侧模，关模时要注意力矩的设定。 七、管片生产 管片生产施工工序图如下： 管片钢筋加工 o 断料和弯曲 钢筋制作严格按钢筋加工大样图进行断料和弯曲成型；钢筋进 入弯弧机时应保持平衡，防止平面翘曲，成型后表面不允许 有裂缝。 o 骨架焊接 钢筋骨架焊接在符合设计要求的靠模内进行。骨架首先安装在 模具上，经测量调整和检验各项尺寸都符合要求，才可作为 定型尺寸开料和弯曲成型；钢筋骨架焊接成型时焊接位置要 准确，严格掌握

14、好钢筋骨架的焊接质量。钢筋焊接以使用 CO2低温保护焊机为主，不允许烧伤钢筋；焊口牢固，焊缝 表面不允许有气孔及夹渣；焊接后气化皮及焊渣及时清 清除干净。成型的钢筋笼进行检验状态标识。 o 焊接钢筋骨架位置的允许偏差（GB50299-1999）（2003 版）； 主筋间距：10mm； 箍筋间距：10mm； 分布钢筋排距：5mm； 骨架长、宽、高尺寸：+5mm，-10mm； 环纵向螺栓孔：畅通、内圆面平整。 o 保护层 主筋保护层：+50mm，-30mm。 模具清理及组模 o 钢模维护 管片脱模后，及时对模具进行喷涂脱模油维护。喷涂脱模油 由专人负责。 喷涂脱模油前先检查模具内表面是否留有混凝土

15、残积物，如 有混凝土残积物通知清模人员返工清洁。 先使用雾状喷雾器薄涂，然后用拖布均匀抹，使模具内表面 全部均布薄层脱模剂，如两端底部有淌流的脱模剂积聚，用 棉纱清理干净。 o 组模 组模前检查模具各部件，部位是否洁净，脱模剂喷涂是否均 匀，不足的地方要清抹，补漏。 模具清理及组模 检查侧模板与模底板的连接缝不粘胶布有否移位或脱 落，如有此现象，及时修正。 将侧模板向内轻轻推进就位，用手旋紧定位螺栓，使 用模端的推上螺栓，将模推至吻合标志，把端模板与侧模板 连结螺栓装上，用手初步拧紧后用专用工具均衡用力拧至牢 固，严格使吻合标志完全对正位，并拧紧螺栓。 把侧模板与底模板的固定螺栓装上，用手拧紧

16、后再用 专用工具由中间位置向两端顺序拧紧，严禁反顺序操作导致 模具变形精度损失。 钢模组合好后核对吻合标志，由专人负责对模具进行 测量。 预埋件安装 管片每环内弧面固定位置设有预埋钢板，预埋钢板用锚 筋深入管片内部，根据现场施工情况，管片锚筋与钢板采 用丝扣机械连接方式进行连接，锚筋之间加设钢筋连接， 连接采用焊接成型，并于钢筋笼子连接。 将已打好丝扣的钢板按照设计位置进行放置； 然后将成品钢筋笼子入模； 调整好钢筋笼子后，拧紧锚栓，将锚栓的连接筋与锚 筋进行连接，并进行焊接。 钢筋骨架入模 在钢筋笼上指定位置装上保护层垫块后由桥吊配合专 用吊具按规格把钢筋笼吊放入模具，操作时桥吊司机与地面 操作人员密切配合，两端由操作手扶牢，以明确手势指挥， 对准位置轻吊、轻放，不允许钢筋笼与模具发生碰撞。 钢筋笼放入模具后检查周侧、底部保