盾构管片实验方案

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1、1、工程概况11.1 工程位置情况11.2 管片设计情况11.3 试验项目情况12、三环水平拼装试验22.1、试验数量22.2、试验目的22.3、拼装方式22.4、使用设备、工具、物料及测量工具22.5、拼装步骤22.6、检验方法32.7、管片三环水平拼装示意图43、管片抗弯试验43.1 试验频率43.2 试验目的53.3 试验方法53.4 管片抗弯试验装置示意图64、螺栓孔抗拔试验74.1 试验频率74.2 试验目的74.3 试验方法74.4 管片螺栓抗拔试验装置示意图85、管片抗渗试验85.1 试验目的85.2 试验工具85.3 试验数量 95.4 试验方法及步骤95.5 管片抗渗试验装置

2、示意图101、工程概况1.1 工程位置情况广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构 6 标段【大洲停车场出入段线】 土建工程包含一个盾构区间，两个明挖区间段，位于广州市番禺区钟村镇大洲村 与石壁三村范围内，东起拟建广州新客站，北止于大洲停车场。出入段从新客站站后顺接引出，线间距5米，两线并行向西，以R=300米 的半径曲线向北偏转，变线间距为13米，然后穿越宽为50米的石壁涌，把线 间距从13米变为4.8米，同时起坡出地面，入场线里程RDK0+1CDK0+154.302 1+778.894,长 1624.592 米，其中 CDK0+294.648CDK1+439.399 为盾构段，长 1144.

3、 751米，其余为明挖段，盾构段合计长2269. 579米，明挖段长约501. 526 米。环60环，右弯环553环，标准环899环。计划于2007年10月进行管片试 生产，投入模具6套，其中左弯环1 套，右弯环1 套，标准环4套，每天每套模 具生产2环管片，计划于2008年5月3 1日前全部生产完成。1.2管片设计情况隧道衬砌环每环由 6 块管片组成，分别为 3 块标准块、2 块邻接块及 1 块 封顶块。衬砌环外径6000mm、内径5400mm，管片宽度1500mm、厚度300 mm。 为满足曲线模拟及施工纠编的需要，曲线地段采用左、右转弯楔形环，通过与 标准环的各种组合来拟合不同的曲线，楔

4、形环单面楔形，楔形量为38mm，楔形 角为 1.4512。管片混凝土强度等级：C50，抗渗级别：S12。1.3 试验项目情况针对地铁隧道对预制钢筋砼管片的要求，除对此预制管片做常规的原材料、 砼试件等检验以外，还必须做以下试验项目：管片三环水平拼装试验管片抗渗试验2、三环水平拼装试验2.1、试验数量每套模具每生产 100 环做一组(3 环)水平拼装检验，每次试验至少有一环为契形环管片。(GB50299-1999(2003版)2.2、试验目的通过水平拼装检查模具的精度、扭曲度及弯曲螺栓孔的精确性。2.3、拼装方式侧立水平拼装。底部为标准环，中间为左或右弯环，顶部为标准环。用作拼装的管片随机抽用。

5、2.4、使用设备、工具、物料及测量工具(1) 设备：10T门式吊机；(2) 工具：螺杆式升降台座、吊架、吊夹、棘轮扳手、24 寸扳手、铁锤、铁板和小钢条；(3) 物料：木方、连接用弯曲螺栓、铁钉、尼龙绳； 测量工具：50CM钢直尺、30M钢卷尺、塞尺。2.5、拼装步骤 在选定的平整混凝土地台上，按隧道内径(R2700mm),划线，作为拼装基准线，并沿线预先安装螺杆式升降台座，用测量仪调节好水平度；(2) 拼装底部标准环。a. 先放置好第一块标准管片，利用水平尺测量，使管片处于水平、直立状态；b. 拼第二块标准管片，利用门式吊机及人力轻扶使之与第一块管片紧贴，利用水平尺调节使之直立与水平，并穿入

6、弯曲螺杆，逐步拧紧使之与第一块管片 贴合（拧紧螺杆时要注意不断地用钢直尺检查缝隙及错位情况，通过弯曲螺 杆进行调平）；c. 拼第三块标准块；d. 拼左、右邻接块；e. 插入封顶块；f. 再次观察环的缝隙及错位情况，反复用升降台座及拧紧（或拧松）弯曲螺栓 进行调节，争取最好效果；g. 通过插片检查缝隙及错位状况是否符合规范要求；h. 用钢卷尺测量环内、外直径，并通过钢管，千斤顶配合进行必要的调节，使 之符合规范要求；（3） 拼装中间契型环（左或右弯环）。a. 先把契型环三块标准片中中间的一块吊放在第一环的面上，其放置的位置与 第一环中间的一块标准片错半片位（以手孔上的基线为准），插入弯曲螺拴并

7、使用钢直尺检查其与底环管片贴合时的错位状况，利用弯曲螺拴撬引调节， 平整后拧紧；b. 拼入其余两块标准块；c. 拼左、右邻接块；d. 拼入封顶块；e. 测量拼缝及错位状况并调节至最理想状态；f. 测量环内、外直径并调至最佳位置；.（4） 拼顶环标准环顶环标准环各管片的位置应与底环相同。（5） 螺栓杆与孔的间隙在螺栓孔中穿入螺栓后插钢丝检验。2.6、检验方法（1） 检验依据：钢筋混凝土管片水平拼装检验允许误差值（mm）项目检测要求检测方法允许偏差环向缝间隙每环测3点插片2纵向缝间隙每条缝测3点插片2成环后内径测4条(不放衬垫)用钢卷尺+2成环后外径测4条(不放衬垫)用钢卷尺-26纵、环向螺栓全部

8、穿进螺栓杆与孔的间隙插钢丝d孔-d螺1(2) 检验工具：钢卷尺、塞尺、钢丝(3) 检验方法：环向、纵向缝间隙测量：用塞尺插入测量，以目视可能的间隙插入塞片，逐步增加至不能插入为止，插入各塞片厚度的总和为最终测量值成环后内、外径：用钢卷尺测量。2.7、管片三环水平拼装示意图3、管片抗弯试验3.1 试验频率每单位工程做一次3.2 试验目的本试验目的是按标准图和设计要求的试验参数及检验指标对盾构隧道管片 进行结构性能检验，测定管片的承载力、挠度和裂缝宽度，并在荷重下对管片 的水平位移进行测试。试验过程同步记录管片的初始裂缝荷载、最大裂缝宽度 限值荷载、破坏荷载、破坏荷载下的挠度实测值和裂缝宽度以及不

9、同荷重下管 片的水平位移值。3.3 试验方法本试验参考国家标准GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范 执行，采用短期静力加载方法进行检验。a. 加荷方法：采用千斤顶分配梁系统加荷，加荷点标距1130mm，千斤顶的加载 值采用油压表量测。b. 试验管片的支承方式：支承管片两端的小车可沿地面轨道做相对水平移动。c. 荷载分级和持续时间：采取分级加载法：考虑试验设备重量及管片自重，初次加载荷重为 30KN，分级加载时每级加载10KN，每级加载完成后持续lmin记录压力表读数以及 中心点、加荷点和水平位移变量。d. 初始裂缝荷载：裂缝出现后，加载时间应持续lOmin，在此时间内观察裂缝的

10、 开展，并取本级荷载值为开裂荷载实测值。e. 最大裂缝宽度限值荷载：记下初始裂缝荷载值后继续对管片进行分级加载，每级加载持续时间仍为10 min，观察裂缝开展，标记每级荷重下裂缝的出现位置并测量裂缝宽度，当管片裂缝宽度达到最大裂缝宽度限值时，记录此时 的荷载实测值。f. 破坏荷载：当加荷至压力表读数值不再上升时，说明在荷重状态下钢筋达到屈服强度。以此级荷载值为最终荷载值，即破坏荷载，并记录破坏荷载下的 最大裂缝宽度。g. 加荷位置：见加荷方法示意图。h. 量值依据：本试验加荷使用100t千斤顶，其压力表示值为0-100MPa，精度为 1.5 级，出厂编号：104 。经华南国家计量测试中心对千斤

11、顶和压力表进行 校准，依照检定的（荷载压力表示值）线性回归方程得出每一级荷重下的 压力表示值。3.4管片抗弯试验装置示意图试压架 活动小车 千斤顶 试压杆 橡胶垫DID7百分表管片压力表D4O D2D1D3D5 :OOO.D74、螺栓孔抗拔试验4.1 试验频率每单位工程做一次三次4.2 试验目的本试验目的是对预埋在管片中央的灌浆孔螺栓套进行破坏性抗拔试验，检 测其在外力作用下承受的最大抗拔力，为管片的吊装提供依据。4.3 试验方法a. 加荷方法：将拉力螺杆旋入管片灌浆孔螺栓套中，再将管片置于拉力架里，并使螺杆与拉力架用螺丝连接后，整体放置在支承架上，支承架承托着管片 两侧，当千斤顶轴心升起时，

12、拉力架带动螺杆向下拉，拉力螺杆通过螺栓套 内螺牙传递力带动螺栓套向外拉拔，以测试灌浆孔螺栓套的最大抗拔力。（加 荷装置见示意图）b. 测试方法：在拉力架下方安放两个行程为50mm的百分表，当螺栓套受力时，百分表的读数显示螺杆的位移量；当百分表读数突然增大，压力不再上升，说 明螺栓套对拉力螺杆的嵌裹力或混凝土对螺栓套及拉力螺杆的握裹力已被破 坏。c. 荷载分级和持续时间：采用分级加荷法，考虑试验设备重量及管片自重，初次加载荷重为30KN，分级加载时每级加载10KN，每级加载完成后持续lmin，记录压力表读数以及百分表读数。d. 加荷位置：见加荷方法示意图。e. 量值依据：本试验加荷使用100t千

13、斤顶，其压力表示值为0lOOMPa,精度 为1. 5级，出厂编号： 104。经华南国家计量测试中心对千斤顶和压力表进行 校准，依照检定的（荷载压力表示值）线性回归方程得出每一级荷重下的压 力表示值。4.4管片螺栓抗拔试验装置示意图5、管片抗渗试验5.1 试验目的本试验目的是检验管片混凝土的抗渗能力是否达到设计要求，从而为管片 的耐久性提供依据。5.2 试验工具a. 检漏架：由铸铁及钢板焊接而成，呈弧面状，用于支撑整片管片，检漏架内 弧面四周装有密封橡胶垫，管片置于检漏架上，其外弧面通过密封橡胶垫紧 贴于检漏架内弧面上并形成密闭空间。b. 橡皮条、紧固横杆及螺母：在管片内弧面上沿纵向分中间及两边

14、共放置八条 橡皮条于管片内弧面上，然后再在其上放上紧固横杆，收紧螺母，用于固定 整块管片，使管片外弧面与检漏架内弧面形成密闭空间。c. 水压系统：包括加压泵、压力表、进水管、进水阀门、出水管、排气阀等设 备，可实现对管片的稳步加压及恒压。5.3 试验数量每生产 50环抽查 1 块管片做检漏测试，连续三次达到检测标准，则改为每 生产 100 环抽检 1 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环抽检1块管片做检漏测试。如果出现一次检测不达标，则恢复每生产 50 环抽检 1 块管片做检漏测试的最初检测频率，再按上述要求进行抽检。5.4 试验方法及步骤1、全面对检漏架及加压泵进行

15、检查，特别是焊接部位和密封胶圈应完好无损；2、将管片平稳放在检漏架上，检查密封橡胶垫是否紧贴于管片外弧面；3、在内弧面上沿纵向放上八条橡皮条，中间向两边均匀布置，然后在内弧面上 压上紧固横杆，螺母从中间向两侧分步收紧；4、打开排气阀，通过进水阀进水。当两端排气阀有水排出时，将排气阀和进水 阀关闭，将进水阀接上手动加压泵后再打开进水阀开始加压；5、加压至0.2MPa时，恒压5min,检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录；6、加压至0.4MPa时，恒压5min,检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录；7、加压至0.6MPa时，恒压30min，检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并 填写记录；8、加压至0.8MPa时，恒压2h,检查管片渗水线高度，如不超过管片厚度的 1/5 即为合格。