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1、盾构法隧道管片施工工艺The tube slice start construction craft by Shield in the tunnel胡志鹏Hu Zhipeng 中铁隧道集团二处有限公司掘进机一公司 北京燕郊 101601The branch , TBM 1 Engineering Company of China Railway Tunnel Group-2 Corporation Limited, Yan jiao Economic & Technical Development Zone with the postal code 101601, Beijing City摘要
2、 本文主要介绍了在盾构隧道施工中管片生产的工艺流程，并对管片各个生产环节做了具体的要求以及如何保证管片的质量做了详细的阐述。Abstract This text mainly introduced in the craft process for produce of the shield Gou tunnel under construction tube slice, and produced link to do to the tube slice concrete of request and how promise that the quality of tube slice did
3、 to elaborate in detail.关键词 管片 模具 蒸养Key words tube slice Molding tool Steam to keep1.前言 随着技术的发展，盾构施工越来越被人们重视，因此明挖法和传统的矿山法隧道施工已逐渐被 文明施工好、地面沉降容易控制、造价低、机械化程度高的盾构法隧道施工所取代。而最终反映出 隧道施工质量的就是拼装出隧道的管片衬砌的质量。 2.工程概况 深圳孖洲岛友联修船基地过海综合管线隧道工程位于深圳市孖洲岛与大铲岛之间，始发竖井 (8m)深 36.14m，接收井(8m)深 36.8m，过海隧道长 930m，其中盾构始发隧道长 114m，
4、后盲洞 长 6m。预制混凝土管片 808 环。隧道需穿越微风化花岗岩、中风化花岗岩和强风化花岗岩。采用 泥水加压平衡式盾构机进行施工。因此，管片的质量对工程的质量起决定性作用。 3.工法特点及适用范围 采用高精度钢模，低坍落度混凝土，电动振捣，蒸汽养护技术，快速生产高精度、高强度高质 量的管片。施工作业规范化、程序化、标准化。 本工法适用于各种盾构隧道管片制作，对于制作精度要求比较高的高强度混凝土预制件也有指 导作用。 4.施工工艺 4.1 工艺流程 工艺流程见图 1-1 4.2 操作要点 4.2.1 浇注混凝土前的准备工作(1)清洗模具：组模前要对钢模进行彻底清洗，混凝土残碴必须全部铲除，内
5、表面使用胶片配 合清理，并用高压水冲洗干净；(2)喷涂脱模油：使用雾状喷雾器喷涂，然后抹布均匀抹，使模具内表面均布薄层脱模油，如 出现脱模油流淌，用棉纱清理干净；(3)组模：模具的质量，特别是尺寸精度，对生产出合格的管片，拼装成尺寸准确的衬砌环是 极其重要的，因此要严格控制组模质量；(4)模具检查：模具组装完毕后，由专职质检员用内径千分尺在模具指定位置进行宽度检测， 同时保证模具的内弧面平整无翘曲；(5)钢筋笼骨架入模：钢筋笼在靠模上制作完毕，用龙门吊配合专用吊具按各种规格将钢筋笼 放入模具内，钢筋笼型号与模具型号要匹配，保证垫块位置准确。图 1-1 施工工艺流程 4.2.2 混凝土浇注(1)
6、混凝土配合比必须进行试配，并进行试验以获取正确的养护时间和抗压强度。并符合如下 要求：混凝土立方体强度及抗渗试验；检验混凝土配合比能否满足抗渗和设计强度的要求；管片吊 装孔抗拔试验，检验吊装孔最大抗拔能力以确保管片安装时的安全。(2)混凝土浇注前的准备工作完成后开始混凝土浇注，用龙门吊将装满坍落度 7010mm、强度 C50、抗渗 S10 的防水混凝土的混凝土斗吊至模具上方，然后先模具两端后中间进行放料。(3)开动模具上的电动振动器振捣，振动时间长短的判别是观察混凝土与侧板接触处，如不再 有喷射状气、水泡并能均匀起伏为适当时间，般控制在 46min，不得超过 8min，掘捣采用混凝 土分批放料
7、，从而实现分层振捣。(4)为减少管片成型后的气泡、水眼，待电动式振动器振捣完以后，加以振动棒振捣密实，振 捣时不准碰撞钢模和预埋件，做到先中间，后两边，每个振动点振动时间控制在 12-15s 内，振动 完成后缓慢拔出振动棒。(5)全部振捣成型后，视气温及混凝土凝结情况，大约 10min 后拆除压板，进行光面。光面分设计图钢筋下料钢筋弯曲钢筋笼焊接模具制作检查模具清理涂油钢筋笼及配件放置混凝土浇注捣实蒸汽养护脱模降温、水养标 养成品存放搬运工地粗 细骨 料水泥外 加 剂水材料计量、拌合温度控制达到脱模强度成品试验粗、中、细三个工序，粗光面：使用铝合金压尺，刮平去掉多余混凝土，并进行粗磨。中光面：
8、待 混凝土收水后用灰匙进行光面，使管片平整、光滑。精光面：使用长匙精工抹平，力求表面光亮无 灰匙印，管片外弧面平整度的误差差值不大于5mm。 4.2.3 养护(1)蒸汽养护：混凝土振动成型并光面 2h 后，混凝土表面用手压有轻微的压痕时，在管片外弧 面上盖上湿润的养护布，将用于蒸汽的帆布套在模具上，下部同地面接触的地方用木方压实，在帆 布套上预留的小孔中插入温度计，检查无误后通入蒸汽，布置于模具底部的蒸汽管布满小孔，蒸养 时蒸汽会从每个小孔中均匀的喷出来，使整个模具均匀的升温，升温时速度在每小时 1520， 防止升温太快管片出现收缩裂纹，最高养护温度 5060，恒温 2-3h，降温速度在每小时
9、 15 20，并保证蒸养后的管片温度与外界温度差不大于 20。在整个过程中要每半小时查看温度计 上的读数，发现问题用调整蒸汽通入量的大小来调节温度； (2)脱模后的养护：管片脱模后吊入水池内进行养护，确保管片完全浸泡在水里管片温度与 大气温度相差不超过 10方可入池，养护周期为 14d，出水后自然养护。 4.2.4 脱模 (1)管片通过蒸汽养护足够时间后测试混凝土试块强度，当强度达到 15MPa 以上时，开始组织 脱模；(2)拆模顺序：叠齐养护布；拆卸手杆螺栓，清除混凝土残积物；拆卸旁模与底模固定螺栓； 拆卸侧模与端模连接螺栓，两侧和端模拆开后，使用专用水平起吊吊具，用龙门吊将管片吊出到管 片
10、翻身机上；(3)拆模中严禁锤打，敲击模具等野蛮操作，管片起吊时，地面操作要由多人配合进行，确保 管片垂直出模，以免损坏管片。 4.2.5 三环试拼装 (1)管片正式生产前和每生产 100 环管片后，由于管模可能尺寸不够精确或生产过程中震动变 形，因此需要进行三环试拼装以检查管片几何尺寸和模具是否符合要求；(2)为保证拼装质量，需制作一个钢筋混凝土平台，平台确保水平，误差控制在 2mm 以内； (3)拼装顺序：首先在平台上画直径为管片内径和外径的两个圆，作为拼装时的参考线；先放 置标准块，再放置相邻接块，最后放入封顶块；一环拼装完后，错缝拼装另两环；(4)检测：管片拼装完后利用不同型号的插片对管
11、片之间的纵缝、环缝进行测量，以检测各管 片之间的缝隙是否符合要求；再用水准仪分别测量各接缝的几个点，然后计算这几个点是否在同面 上。 4.2.6 管片修补(1)在管片脱模和搬运过程中不可避免的会发生管片掉角、崩块现象，需要进行修补； (2)边角崩块：基层处理，用锤子或凿子刮去表面微裂痕，去除油迹和灰尘，修补处理分二步 进行，第一，装好木模，填平该修补的部位。第二，表面涂一层混合浆液，干后用砂纸磨平修整。 4.3 注意事项严禁使用铁器进行内表面清模；放入钢筋笼之前必须对钢模内弧面宽度进行检测，装配好模 具后必须对钢模外弧面进行检测；拆模中严禁捶打，敲击模具等野蛮操作，管片起吊时，地面操作 由四人
12、配合进行，确保管片垂直出模，以免损坏管片；拆除垫圈时不能硬撬，硬敲，以免损坏垫圈 和管片。 5.质量检验 5.1 抗渗标准 抗渗试验用于检验盾构管片渗漏性能。钢筋混凝土管片，每生产 50 环应抽查一块做检漏测试， 连续三次达到检测标准，则改为每生产 100 环抽检一块管片，再连续三次达到检测标准，最终检测 频率为每生产 200 环抽查一块管片做检漏测试。如果出现一块不达标，则恢复为每生产 50 环抽查一块做检漏测试的最初检测频率，再按上述要求进行抽检。共进行了 25 次，合格率 100%，完全符 合设计和规范要求。 试验方法：将试验管片外弧面朝下放置在用橡胶做成环向密封的抗渗台上，然后用橡胶垫
13、垫在 环片内弧面，用螺栓压紧。再按设计抗渗压力（1.2Mpa）恒压 2 小时，渗流线不得超过环片厚度的 1/5（5cm） 。另外，管片表面气泡不得大于所在表面的 3，否则按废品处理。 5.2 质量保证措施建立质量保证体系，开展全面质量管理活动，各工序指派专人负责，技术人员跟班作业；加强 对原材料质量检验，材料质量必须符合国家现行标准。做好帐台登记，同时通知试验部门取样试验； 管片必须按设计要求及质量标准进行验收，验收合格的钢模方能投人生产。在生产过程中，质检人 员每天对钢模的主要技术指标进行实测实量，不断矫正管模尺寸；钢筋笼入模后，按标准要求对每 个钢筋笼进行校正。对环、纵向螺栓孔位置、保护层
14、厚度进行校正实测，合格后方司进行混凝土浇 注；混凝土搅拌站要经常对各类衡器进行检验，使用过程中加强维护保养，使称量系统始终保持良 好的工作状态；混凝土振捣时要严格控制风动频率和时间，避免过振和漏振产生气泡或浮浆；管片 达到强度后方可脱模，并在管片上印刷生产日期、型号、编号。 6.安全措施对管片生产的全体操作人员进行安全、技术交底，并进行岗位责任制和各项操作规程学习；车 间人员进厂后必须带好安全帽，不得在起吊物下站立或行走；门吊司机必须经培训考核后才能进行 单独操作，工作时必须集中注意力，听从起重工的指挥：车间内一切机械设备严格按有关操作规程 操作，做好经常性的检查保养工作，非操作人员一定不得擅
15、自使用；各种吊运钢丝绳、夹具、销轴 等物件使用之前必须检查，并及时修复更新管片堆放不得超高，要堆放平整，避免倾覆。 7.效益分析与矿山法隧道衬砌相比，管片衬砌属工厂预制，质量有保证，而且生产速度快、精度高；在盾 构法隧道施工开始在我国大面积普及的今天，管片的制造生产有着广阔的发展前景。 8.结束语 目前盾构施工发展前景广阔，管片技术也越来越先进，管片的质量决定了工程的质量，并且可 以缩短工期。在实际生产中，越来越受到广大施工单位的青睐，今天我们的不断摸索是为了明天更 好的发展，相信我们的绵薄之力会带来巨大的收获！作者简介：胡志鹏，男，1982 年 4 月生，2006 年 6 月毕业于石家庄铁道学院土木工程专业，本科学历，助理工程师，现从事盾构管片生产工作。联系电话：15805565101
