混凝土管片预制作业指导书

1、混凝土管片预制作业指导书1.适用范围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一定的指导作用。2 编制依据(1)(1) GB50204-20011GB50204-20011混凝土结构工程施工质量验收规范；(2)(2) GBT50107-2010GBT50107-2010混凝土强度检验评定标准；(3)(3) GB50164-2011GB50164-2011混凝土质量控制标准；(4)(4) GB50299-2003GB50299-2003地下铁道工程施工及验收规范；(5)(5) JGJ55-2011JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程；(6)(6) JGJ5

2、2-2006JGJ52-2006普通混凝土用砂质量标准及检验方法；(7)(7) JGJ53-2006JGJ53-2006普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法；(8)(8) GB50119-2003GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范；(9)(9) GB50446-2008GB50446-2008盾构法隧道施工与验收规范；(10)(10) JGJ18-2003JGJ18-2003钢筋焊接及验收规程；(11)(11) GB50108-2001GB50108-2001地下工程防水技术规范；(12)(12) GB1499.1-2008GB1499.1-2008钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(

3、13)(13) GB1499.2-2007GB1499.2-2007钢筋混凝土用热轧带肋钢筋；(14)(14) GB/T22082-2008GB/T22082-2008预制混凝土衬砌管片(15)(15) GB50208-2002GB50208-2002地下防水工程质量验收规范3 .编制目的(1)(1)采用高精度钢模，低坍落度混凝土，振捣，蒸汽养护技术，快速生产高精度、高强度高质量的管片。(2)(2)施工作业规范化、程序化、标准化4 .管片设计概况隧道管片的外径 6000mm6000mm 内径 5400mm5400mm 厚度 300mm300mm 宽度 1500mm1500mm 为满足直线段和曲

4、线段施工及纠偏的需要，设计了标准衬砌环和左、右楔形环，通过标准衬砌环和楔形环的各种组合来拟合曲线半径 200m,200m,楔形量为 45mm45mm 为双面楔形。 每环衬砌环分 6 6 小块 （A1A1、 A2A2、 A3B1A3B1、B2B2、K K）。衬砌环缝为平缝构造，以 1616 根 M2M2 纵向弯螺栓相连，纵缝为平缝，块与块之间以 2 2 根M27rM27r 螺栓相连,整环共 2828 根 M27rM27r 螺栓。为满足管片拼装要求，每块管片中央均设有吊装孔，吊装孔兼做二次补注浆的注浆孔。管片混凝土强度等级 C50,C50,抗渗等级 P12,P12,钢筋采用 HPB300HRB40

5、HPB300HRB40 钢筋；为满足防水构造要求，在管片的环缝、纵缝面均设有一道弹性密封垫槽及嵌缝槽。图 5.1-15.1-1 管片生产制作工艺流程图5.2.操作要点5.2.15.2.1 模具准备1 1）管片模具设计与制造、运输在管片结构施工图设计完成后，及时进行管片模具的设计与制造。设计时充分考虑模具有足够的刚度和耐久性。模具制造时应加强监造，保证模具的刚度。模具由厂家生产，检验合格后，由运输汽车运到管片厂。2 2）模具组装与调较（1 1）模具组装（图 5.2-15.2-1）严格按照先内后外、 先中间后四周的顺序， 用干净的抹布彻底清理模具内表面附着杂物。关键部位吊装孔座、手孔座必须采用专用

6、工具清除孔内积垢。最后利用压缩空气吹净模具内外表面的附着物。由专人负责涂抹脱模剂，涂抹前先检查模具内表面是否清理干净，不合格者立即返工清理。涂抹时使用干净抹布均匀涂抹，不得出现流淌现象。如出现，则采用棉纱清理干净。将端模板向内轻轻推进就位，用手旋紧定位螺栓，使用端模的推上螺栓将端模推至吻合标志，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，特别注意严格使吻合标志完全对正位，并拧紧螺栓，不得用力过猛。把侧模板与底模板的固定螺栓装上，用手拧紧后再用专用工具从中间位置向两端顺序拧紧，严禁反顺序操作，以免导致模具变形。图 5.2-15.2-1 模具组装(2)(2)模具调校组装

7、好模具后，由专职模具检测人员对其宽度、弧长、手孔位进行测量，不合格者进行及时调校，必须达到模具限定公差范围(表5.2-1),以保证成品精度。检测方法为：用 0 01700mdi1700mdi 程的内径千分尺复核检测钢模的宽度，误差为0.4mm0.4mm 利用 0505 钢卷尺复核检测钢模底板的弧长,误差为0.4mm0.4mm调较注意事项：a a 检测宽度时，内径千分尺的测头必须在指定检测点方能进行。b b 检测弧长时，钢卷尺必须紧密贴附在钢模底板上，且对准钢模的边线。c c 在模具投入生产后，每天必须对产品进行宽度、对角线的测量。如发现尺寸有超差，马上对钢模进行检测。管片模板允许偏差表 5.2

8、-1序号项目允许偏差(mm)检测方法检查数量1宽度10.4内径千分尺6 点/片2弧弦长10.4钢卷尺、刻度放大镜4 点/片3端模角度E升温 23h 恒温降温 34h图 5.2-165.2-16 静养图 5.2-175.2-17 蒸汽养护脱模，并与环境温度相差不大于 2020C C图 5.2-185.2-18 管片蒸汽养护曲线图(8)(8)测温人员填写测温记录，并认真做好交接记录。5.2.45.2.4 管片的脱模、养护及堆放质量控制1)1)脱模(1)(1)混凝土降温后将混凝土试块送试验室进行试压。强度达到设计强度 40%40%以上或 16MPa16MPa 以上时，接试验室通知后开始脱模。(2)(

9、2)在管片脱模时，用温度计测量管片螺栓孔内的温度，其温度相差不超过 2020 度方可脱模。(3)(3)脱模顺序：松开灌浆孔固定螺杆，打开模具侧模板，打开模具端板，将吊具连上管片，进行脱模。(4)(4)脱模必须使用专用吊具， 地面操作四人配合进行， 将吊具与管片的起吊预埋件相连，由专人向门吊司机发出起吊信号；如果使用真空吸盘机则必须保证脱模的垂直角度以及起吊的重心位置。(5)(5)将管片吊至翻片机上进行 90900 0翻转，再换专用吊具将侧立的管片吊至平板车上。脱模过程中严禁锤打、敲击等野蛮操作。图 5.2-195.2-19 管片脱模图 5.2-205.2-20 管片翻转设备2)2)养护及堆放(

10、1)(1)养护：管片脱模后，对于管片外表面的气泡进行修整，气泡均需用胶皇液拌合的水泥砂浆填补，修补时，先使用原泡沫海绵块蘸浆涂抹，再用灰匙抹平。对于深度2mm2mm 直径3mm3mm 的缺陷宜采用二次填补方式，一次填补的材料干缩，再第二次填料抹平，特别要注意止水带上下 3cm3cm 处缺陷的修整。当管片与池水温差不大于 2020C C 时方可翻片入水池进行水生养护。当管片养护至 50MPa50MPa 以上时方可出池。在蓄水池养护时间控制在 1313 到 1515 天。管片在水中养护的时间不能太长，否则管片会出现下面这种情况，管片外观颜色呈黑色。图 5.2-215.2-21 外观颜色异常管片图

11、5.2-225.2-22 外观颜色正常的管片出现这种外面呈黑色的管片主要原因是因为管片在水里的养护时间过长。出现这种情况，首先应对养护池里的水 PHPH 值进行检测、原材料（水泥和外加剂）的检测报告、管片在水中的养护时间等情况进行分析，最后得出的结论：出现这种情况的主要原因是管片在水中的养护时间过长。“黑色”的管片对强度没有影响，按正常情况，管片在水中养护的时间越长，强度就会越高（混凝土模型在水中养护，强度先会直线增加，增加到一定强度后会保持一段时间，最后又会降低一点强度。前期强度上涨，是因为水化还在继续，后来水化到一定程度就达到稳定状态了，所以强度就不怎么变化了，后来降低是因为水分子渐渐侵入

12、混凝土内，造成溶解侵蚀所致）。（2 2）堆放：碎管片到 2828 天龄期后（或证明到达设计抗压强度和抗渗强度后,一般是检测单位出对同条件养护试块的检测报告）才能运输到工地投入使用。要求管片场管片堆放场地分为 QZQZ、S S 三种型号场地，并在地面上做标识，每种分区场地内再分为直线、左、右三种类型。驻场监造人员一定配合管片场按规定做好管片堆码并按照出厂编号做好管片台账，方便将来管片调运。管片码放场地，必须地基夯实，有 2020 公分厚度以上平整的混凝土地面，且管片存放场地必须做出标识。垂直码放管片，使用 10cmx10cm10cmx10cm 垫木，放片前垫木摆放均匀，管片场地码放最高不超过 5

13、 5 层，垫木上下垂直，使管片受力均匀管片码放间距 40cm-60cm40cm-60cm 之间，便于修补、装车、运转操作。横向码放管片，底层使用混凝土垫块。底层以上使用 10cmX10cmx30cm10cmX10cmx30cm 垫木，放片前垫木横向摆放，管片最高不超过 6 6 层，管片垫木上下垂直，使管片受力均匀。管片码放存放，不得超越行车黄色安全线，必须保证行车正常行驶，严防行车碰坏管片事故发生。5.2.55.2.5 管片成品的检查1)1)管片尺寸检查(1)(1)日产量每 1515 环应抽取一块管片进行检验 1 1 片，允许偏差和检验方法详表 5.2-55.2-5。单块管片质量表 5.2-5

14、序号项目允许偏差(MM)检验频率检验方法范围点数1外形尺寸宽度1每块内外侧各 3 点卡尺量弦长、弧长1每块3厚度+3,-1每块3卡尺量2螺孔直径及位置1每块3卡尺量3混凝土强度设计强度等级(C50)4混凝土抗渗设计称号(P12)(2)(2)管片外观质量检查、缺陷修补过程中应注意：单块管片混凝土表面若出现蜂窝、麻面，大面积露筋，则该块管片不允许进行修补，视为报废。管片出现蜂窝主要是因为在硅浇注过程中工人的振捣不到位，振捣工艺太差而导致的气泡太多；管片出现麻面与管片在养护时水的 PHPH值及在水中养护的时间长短有关；大面积的露筋是由于保护层的安装不达要求，以及钢筋笼在入模前已发生了变形。所以为了防

15、止此类问题的出现，在制作过程中应重点查看钢筋笼入模前是否已发生变形、入模后保护层是否都安装到位、碎浇筑过程中工人的振捣是否达到要求以及常对养护池里的水 PHPH 值进行抽查。单块管片若出现贯穿止水条的裂缝，则该块管片不允许进行修补，视为报废。管片外弧面掉角高度超过止水条高度或露筋时，内弧面掉角露出钢筋时不允许修补，视为报废。单块管片止水条中部不允许出现直径大于 1c1cm m 深度超过 5mm5mmi i 勺气泡或相互贯通过超过 1cm1cm 高度的气泡，单块管片环面止水条单边边缘直径大于 5mm5mm 勺气泡不允许多于 8 8 个。管片气泡的修补应在脱模之后水养之前进行，但修补工作需待管片温

16、度下降之后开始，降温后其温度与自然温度之差应该小于 10100 0GoGo。崩角啃边的管片修补，先刮去表面的裂痕，除去表面的灰尘再修补；修补时先装好木模，填平应该修补的部位，再往表面涂一层混合液，待干后用砂纸磨平修整。管片出现崩角啃边是因为管片在生产过程中振捣不密实，管片在脱模时吊装时的角度有偏差及管片与钢模之间的碰撞。(3)(3)如果出现要报废的管片，应做好报废管片记录，列明管片报废原因，检查时间和该管片的详细编号，对报废管片进行显著标识(凿除钢模凸字编号)，并及时通知监理、承包商，对报废管片现场封存。混凝土管片外观质量等级表 5.2-65.2-6。混凝土管片外观质量缺陷等级表5.2-6名称

17、现象缺陷等级露筋管片内钢筋未被混凝土包裹而外露严重缺陷蜂窝混凝土表向缺少水泥砂浆而形成石于外露一般缺陷孔洞混凝土内孔穴深度和长度均超过保护层厚度严重缺陷夹渣混凝土内夹杂有杂物且深度超过保护层厚度严重缺陷疏松混凝土中局部不密实严重缺陷裂缝可见的贯穿裂缝严重缺陷深度超过密封槽且宽度0.2mm 的裂缝严重缺陷非贯穿性干缩裂缝一般缺陷管片连接处混凝土麻向、掉皮、掉角一般缺陷外形缺陷棱角磕碰、翘曲不平、H 边凸肋等一般缺陷外表缺陷号封槽部位在长度 500mm 的范围内存在直径 5mm 以上的气泡15 个以上严重缺陷管片表向麻向、掉皮、起砂、存在少量气泡等一般缺陷2)2)管片抗弯试验图 5.2-235.2

18、-23(1)(1)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同荷重下管片的水平位移值。(2)(2)试验方法本试验参考国家标准 GB5020GB5020 上 20022002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。加荷方法：采用千斤顶分配梁系统加荷，加荷点标距 1130mm1130mm 千斤顶的加载值采用油压表量测。试验管片的支承方式：支承管片两端的

19、小车可沿地面轨道做相对水平移动。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 30KN30KN 分级加载时每级加载 10KN10KN 每级加载完成后持续 1min1min 记录压力表读数以及中心点、加荷点和水平位移变量。初始裂缝荷载：裂缝出现后，加载时间应持续 10min,10min,在此时间内观察裂缝的开展，并取本级荷载值为开裂荷载实测值。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 1010min,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

20、荷载实测值。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,最大裂即破坏荷载，并记录破坏荷载下的图 5.2-235.2-23 管片抗弯试验缝宽度。加荷位置：见加荷方法示意图 5.2-245.2-24(3)(3)管片抗弯试马装置示意图 5.2-255.2-250D5管片D4D2D1D31130mm弦长 3392.92mm图 5.2-245.2-24 加荷方法示意图试压架活动小车千斤顶试压杆橡胶垫D1D1D7D7 百分表管片压力表图 5.2-255.2-25 管片抗弯试验装置示意图3)3)管片抗拔性能试验图 5.2-265.2-26试验步骤及其

21、方法(1)(1)将管片平稳安放在试验架上，将拉力螺栓杆旋入吊装注浆孔。(2)(2)将穿心千斤顶安放在拉力螺栓杆上。(3)(3)安装测力传感器，开始加载。D4-i2-D5ioooD2D1D3D6ioD7(4)(4)荷载分级和持续时间：采用荷载分级加荷方式。当荷载小于正常使用短期荷载检验值时，每级荷载为该荷载值的 20%;20%;当荷载大于该短期荷载时，每级荷载为该荷载值的 10%;10%;当荷载接近承载力荷载值时，每级荷载为承载力检验荷载设计值的 5%5%0 0每级包载时间不低于 3min3min。管片的抗拔性能按照以下规定进行判定：设计荷载下的最后三次所测位移，相邻两个位移差均小于 0.01m

22、m0.01mm 判定该检验批管片预埋受力构件抗拔性能符合设计要求。图 5.2-265.2-26 管片螺栓抗拔试验装置示意图4)4)管片检漏试验图 5.2-275.2-27(1)(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。(2)(2)试验工具检漏架：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。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

23、，使管片外弧面与检漏架内弧面形成密闭空间。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.(3)(3)试验方法及步骤全面对检漏架及加压泵进行检查，特别是焊接部位和密封胶圈应完好无损；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；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；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；加压至 0.2MPa0.2MPa 时，恒压 5min,5min,检查管片是否有漏

24、点，以及渗透深度，并填写记录；加压至 0.4MPa0.4MPa 时，恒压 5min,5min,检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录；加压至 0.6MPa0.6MPa 时，恒压 30min,30min,检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录；加压直至 1.2MPa1.2MPa 时，恒压 2h,2h,检查管片渗水线高度，如不超过管片厚度的 1/51/5 即为合格。在整个试验过程中，随时注意检查检漏架的密封胶圈是否发生破损，检漏架的紧固螺杆及钢板是否变形，如果异常应立即中止试验，以保证安全图 5.2-275.2-27 管片检漏试验检漏技术要求：渗水深度不超过管片厚度 1/5;1/5;

25、（地下防水工程质量验收规范 GB50208-2002GB50208-2002 总湿渍面积不大于总防水面积的 6/10006/1000。（地下工程防水技术规范 GB50108-2001GB50108-2001）5 5）三环试拼装（图 5.2-285.2-28）管片正式生产前和每生产 200200 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规范要求；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 2mmz2mmz 内，制作 1212 个拼装支架，支架能够在高度上进行微调，以便矫正管片拼装后的水平。拼装顺序：首

26、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，再邻接块，最后放入封顶块；一环拼装完后，错缝拼装另两环；检测：管片拼装完后利用不同型号的插片对管片之间的纵缝、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。图 5.2-285.2-28 三环拼装试验6 施工设备投入设备投入表表 6-1序号设备名称规格数量1标准外模具宽度 1.5 米10 套2左转号环模具宽度 1.5 米1 套3右转拶环模具宽度 1.5 米1 套4龙门吊10 吨跨度 26 米1 台5行车（双梁）10 吨跨度 19.5 米5 台6锅炉2S

27、HF-106 设计压力 10Kg/cm1 台7转移平车2 环/台2 台8电动平车10 吨1 台9混凝土料斗1.5 方2 个10钢筋自动弯弧机GF501 台11钢筋自动弯曲机HY2-601 台12钢筋切断机GQ50B2 台13钢筋弯曲机W-32A1 台14钢筋调直机GTY-4-142 台15钢筋拉拔机WSL-5501 台16电弧焊机8 台17养护设备蒸汽罩24 套18翻转机90 度翻转3 台19CO 保护焊机NBC-3508 台20管片水平拼装台二环拼装1 座21管片抗渗抗渗抗拔试验机1.2MPa1 台22管片抗弯试验机1 台23真空吸盘吊具1 台24水平吊具2 台7 .现场主要管理人员及劳动力

28、配置从事工程技术管理人员 1515 名，现场操作人员 6464 人劳动力配置表表 7-1钢筋弯弧：2人模具清理：1人行车：4人钢筋甯曲：2人浇碎:10人辅助工：2人钢筋焊接：10人抹面：4人水池养护、储存 4人开料冷拉：5人蒸汽养护：1人运输司机：3人脱模翻片：4人管片修补：2人混凝土搅拌搂：4人组装模具：4人火炉工：2人8 .管片质量控制8.18.1质量控制1)1)质量及安全注意事项(1)(1)严禁使用铁器进行内表面清模；(2)(2)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；(3)(3)拆模中严禁捶打，敲击模具等野蛮操作，管片起吊时，地面操作由四人配

29、合进行，确保管片垂直出模，以免损坏管片；(4)(4)拆除垫圈时不能硬撬，硬敲，以免损坏垫圈和管片2)2)三环试拼装标准管片正式生产后， 每生产 5050 环应抽检 1 1 块做检漏测试，连续三次达到检测标准，则改为每生产 100100 环抽查 1 1 块管片，再连续三次达到检测标准，最终检测频率为 200200 环抽查 1 1 块管片做检漏测试。如出现一次不达标，则恢复每 5050 环抽查 1 1 块的最初检查频率，再按上述要求进行抽检。应有 10%10%勺管片进行检漏测试，具检测抗渗压力为 0.8Mpa,0.8Mpa,恒压时间为 2 2 小时，以渗透深度1/51/5 管片高度为合格。8.28

30、.2 质量保证措施1 1）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。2 2）加强对原材料质量检验，材料质量必须符合国家现行标准。做好台帐登记，同时通知试验部门取样试验。3 3）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入生产。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。4 4）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、保护层厚度进行校正实测，合格后方可进行混凝土浇注。5 5）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。6 6）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。7 7）管片达到 16Mpa