地铁盾构管片常见质量问题分析

1、管片生产常见问题管片的质量要求就是清水混凝土的要求。清水混凝土又称装饰 性混凝土，按一次成型，不做任何外装饰，需要表面平整光滑、色泽 均匀、棱角分明、无碰损和污染。它的特点代表了混凝土材料中最高 的表达形式，体现的是素面朝天、朴实无华、自然沉稳的品位。所以 说对质量的要求更加严格，但只要在生产时注意到下列技术关键：就 能生产出内实外美的管片。1、混凝土配合比的设计和原材料质量控制要严格一致，入模的 混凝土具有极好的和易性和触变性，绝对不能出现分层离析的现象。2、原材料产地必须统一、所用水泥、粉煤灰尽可能用同一家的， 砂石的色泽和颗粒级配均匀。3、脱模剂要选配适当，最好采用带消泡功能、无污染的水

2、溶性 脱模剂。4、养护到位，管片如护养不当，表面极容易因失水而出现微裂 缝、影响外观质量和耐久性。下面对管片外观出现最多、影响最大的两个问题及其控制方法进 行一点探讨：气泡：由于管片拼装后只能看见内弧面，所以在这个面上最好不要有气 泡。事实上由于生产工艺所决定，不管哪种振动方式在内弧上出现的 气泡都最少，而管片两侧是气泡出现最多的地方。特别是止水条粘贴 槽内更多，气泡的形状、大小、深度各不相同。气泡的危害性大家都 知道，这里就不多叙.气泡形成的原因大概有以下几点：a原材料如水泥中的助磨剂，减少水剂中的引气剂，砂石料的形 状不佳；含泥量大会出现过多气泡。b是混凝土配合的不合理，减水剂过量、砂率太

3、大，水灰比过小 生产出的混凝土粘度太大也会出现过多气泡。c是混凝土搅拌时间不够，合易性差、触变性差；振动时混凝土 流动性差、气泡不易排出。d是振动工艺选择欠佳，管片是否密实，气泡能否排除与振动有 密切关系。从各地生产情况看生产线振动台的方式最为理想，风动附 着式的次之。人工捣固棒式最不易控制，留下的气泡最多。e是模具的形状是否利于气泡排出。如有些城市设计的管片端侧 面带榫槽，形状太复杂或止水槽太深等。f是对管片表面影响最大的就是脱模剂。同样的是界面上的气泡， 好的脱模剂由于表面张力大对气泡的排斥性强，利于气泡析出或减小 与模具的接触面（图示并说明）出来的管片表面即使有气泡也是表面 小、里面大。

4、脱模剂的选择尽量要多作试验，使模具表面张力越大越 好，脱模剂的使用也必须正确，注意一定要干燥成膜后使用。G搅拌方式不对也会让混凝土含气率增加。投料次序影响搅拌效 果，使用双卧轴搅拌机搅拌小直径骨料剪切强度低，且搅拌叶片易把 空气打到混凝土内部，也是使混凝土含气率增加的因素。知道了气泡产生原因、我们就要尽可能的去避免。但是要完全消 除是不可能的！目前我们可以把管片内弧面和端面做到没有气泡、管 片两侧还是常有出现，只是多与少的区别。一些施工监理方往往与管 片生产单位就气泡问题产生分歧，因为直径多大的孔洞算气泡、数量 多少该算不合格？在现有的GB/T 22082-2008国标中就没有提及！ 希望各管

5、片厂与苏州院（制标单位）尽快讨论出一个界定标准！裂缝（纹）管片的裂缝（纹）大致分为四种，根据其宽度和深度又分为有害 与无害，是管片生产、使用过程中常常出现的现象。塑性裂缝，就是在混凝土固化上强度前产生的裂缝：混凝土从搅 拌到固化，一直伴随着许多物理过程和化学反应过程。其中胶凝物分 子链的交联反应和水分的散失迁移，使得管片深层水分向表屋的迁移 发生困难，即泌水小于表层蒸发、表层在不断干缩，一旦形成有规律 的走向，就会出现裂纹，但这是裂纹随着人工收面过程会被消除，往 往管片外弧面出现的这种裂纹是最后一次收面时间结束太早，而覆盖 时间又太晚造成的，另外，当最后一次收面收得太晚，管片表层失水， 硬化速

6、度大于深处时（已经形成蛋壳状）会造成更多的龟裂现象，这 在当时是看不出来的，有些厂家（监理）过于追求外弧面光滑，最易 出现这种龟裂。要杜绝或减少这种现象，不光要选择合理的混凝土配 合比，原材料（水泥不能过细），还要适当增加搅拌时间（一般在120 180S之间）不过多掺用减水剂和过低的水胶比还应严格控制收面工 艺（时间、次数、工具等）最后一次收面后及时覆盖。温差裂缝温差在管片生产、存放中，经常都有，如蒸养前后、脱模前后， 管片入出水养池时；存储中的暴冷暴热，极易产生温差裂缝的是前三 种，大家知道大多数物体具有热涨冷缩性并且还不一样，由于管片的 形状原因加之配筋限制，在冷却时会发生不规则的收缩，使

7、管片产生 裂纹，特别是外弧面上和止水槽外几厘米的位置更严重，所以只有尽 可能的克服和减少温差现象，就可杜绝或减少管片的温差裂纹。具体 做法是:尽量不使用过热水泥，在冬天提高混凝土入模温度（30 32 C），蒸养时设定预养和降温区间，脱模时避免风吹，冬季要 及时覆盖，冬季最好采用涂养护剂方法进行养护（南方城市可考虑 将养护水池设在室内）管片在暴晒状况下不得洒水养护，夏季最好 采用塑料布覆盖养护（见日本厂照片）。还有，喷淋养护不利于管片 外观颜色一致，更严重的是喷淋水流不均匀，在局部更易造成裂纹和 水纹。干缩裂缝混凝土在塑性时有干缩，在固化后乃至成品都有干缩产生，那就 是失水所造成的后果。当混凝土

8、在塑性时，其水胶比一般在0.3以上， 能参加水化反应的水只在0.250.26之间多余的水分子在满足了工 艺流动性需要外，会成为居无交所的游离水，一旦形成毛细孔表面张 力起作用就会淅出蒸发，水份蒸发时混凝土体积就会收缩，这个收缩 也属于限制性收缩（自由不会产生裂缝）当能量骤集到一定程度，受 拉力过大部位就会出现裂纹，而附近未解限的游离水会趁机而出，进 一步加大其扩展也使裂缝更明显，干缩裂缝也是常常出现在管片表面 和侧面，为什么内弧面极少呢？是因为管片面的混凝土更密实，和形 状不利于开裂。要减少干缩开裂的办法除了前面用来减少温差开裂中的一些外， 可适当注意砂中的含水率和含泥量两个指标，事实证明被水

9、润透饱和 的湿砂与含水量小的干砂最后的效果不一样，搅拌机所带的扣水加砂 办法只是对混凝土的可操作性有关。在水养护时最好在养护水中加入 生石灰并呈饱和状态。（CaOH2在水中的饱和度很小）目的是维持碱 的平衡度，从而使毛细孔的析碱反应更微弱，通过国内一些城市的养 护工艺来比较，我以为还是涂覆养护剂来养更好一些，能一步到位， 而水养714天的管片后期怎么办，再用塑料布包起来吗？目前，除 了日本还没有这样做的厂家！物理（损伤）裂缝除前面提到的三种裂缝外，更为严重的还有一种叫物理损伤性裂 缝，直接影响到管片能否使用或盾构工程的质量，它一般会很深，很 长直至通裂，在管片厂内往往是因为管片强度低、工装不合理（检漏 试验台受力状态不合理：按国标直接取1/3面积做检漏会使管片局部 承载力过大，管片容易从中间断裂应该在避开中心孔的情况下分成几 个受力区来做）、吊运操作不当、存放受力不当所致，在盾构工地往 往是卸车不小心；存放受力不当；下井时不小心；因盾构机姿态变异 造成已拼成环的端面不在一个平面上、而使新拼管片的纵向受力不均 产生的剪切力使得管片后端呈受拉状态，就会产生向前方沿伸的裂 纹！管片在受拉状态的抵抗力不足受压抵抗力的十分之一。物别是最 后一种损伤在拼装成形的隧道内出