杭州钱江隧道钢筋混凝土管片生产工艺

1、杭州钱江隧道钢筋混凝土管片生产工艺一、工程概况杭州钱江隧道工程项目长 4.45 公里，采用外径 15.43 米的 盾构法施工技术， 为世界上最大直径的盾构法隧道之一， 盾构直 径大、里程长、技术难度大，且地质条件复杂。整个项目包括： 江南、江北工作井及后续段的土建工程、东西线盾构推进等。本 项目隧道管片外径 15米，内径 13.7 米，环宽 2 米，管片厚度 0.65 米。隧道衬砌采用单层管片，每环由 10 块管片构成。其中 标准快7块（B）、邻接快2块（L）、封顶快1块（F）。依据 项目总体实施计划，总计配备 5 套钢模来满足管片加工的需求。由于单块管片最大重量达 1 6t ，世界上早于钱江

2、隧道工程前 尚未生产加工过，国内仅上海长江隧道管片加工经验可以借鉴， 因此，在加工过程中， 一方面要参照一般管片的施工工艺和质量 控制措施； 另一方面要结合钱江隧道管片的特点， 并借鉴上海长 江隧道管片生产经验， 对管片制作工艺、 技术和质量控制措施进 行研究，从而完善大直径隧道钢筋混凝土管片的加工工艺。二、管片加工工艺流程 超大直径钢筋混凝土管片生产工艺与常规管片生产工艺相 同，主要分为钢筋骨架制作、混凝土拌制、混凝土浇筑、成型、 养护以及管片储运等，见图 1。图 1 生产工艺流程图三、管片生产工艺难点及解决方法管片生产工艺难点 虽然超大直径隧道管片生产工艺与常规管片相同， 但在管片 制作要

3、求、管片允许偏差、水平拼装检验标准等方面有所不同， 见表 1、表 2、表 3。表1 管片制作设计要求序号 项目 超大直径高精度管片制作要求 一般管片制作要 求混凝土指标 C60P12 C50P8耐久性 管片氯离子扩散系数w 1.2 x 10- 12m2/s 不作要求3管片检漏 在水压力为0.8MPa下，3h内渗水高度w 5cm同左表 2 管片外观尺寸制作标准序号 实测项目 超大直径高精度管片允许偏差 /mm 一般管 片允许偏差 /mm管片宽度 0.4 0.5管片弧弦长 1.0 1.0管片厚度 +3， -1 +3 ， -1环面平整度 0.5 不作要求端面平整度 0.5 不作要求裂缝 w0.10m

4、m w0.20mm表 3 管片水平拼装检验标准表序号 项目 检测要求 超大直径高精度管片允许误差 /mm 一 般管片允许误差 /mm1环缝间隙 每环测4点 0.8 1降温速度/ C ?h -1 10 （一般在锅炉停止后， 根据环境温度静停12h）3）管片脱模后的静放养护，采取了喷淋降温的措施，即管 片脱模后侧立堆放在车间内的静养区， 同时在静养区内合理布置 能够产生雾状喷淋效果的喷头，使每块管片都能均匀地喷淋到。 在降温的同时，又能保湿，提供水泥水化反应所需要的水分。在 春冬季施工时， 由于环境温度很低， 管片脱模后本体的温度与环 境温度相差较大，极易产生温差裂缝，因此，有必要对管片进行 保温

5、，即管片脱模后立即覆盖土工布保温， 同时将车间大门及窗 户紧闭，防止风吹造成干缩裂缝。4）当管片温度与水的温差已经缩小在 20C以内时，立即将 管片进入养护池进行水养护（ 7d ） ，确保管片内部水化完全，保 证管片的质量。在 7d 水养护期间，必须每天对养护池的水位进 行巡视检查，确保管片本体全部浸入养护池。5）管片在养护池水养护 7d 后，立即驳运至堆场上的湿润养 生区，进行7d湿润养护。在湿润养生区配有自动喷水循环系统， 确保管片外表面的湿润。管片质量控制（ 1 ）气泡控制1）混凝土搅拌均匀且充分，严格控制混凝土坍落度偏差小于1cm,确保管片混凝土的均匀性，使每个钢模内的混凝土质量 稳定

6、。采用的最佳坍落度为 40 1 0m m。2）分层摊铺混凝土，加强振捣时快插慢拔，有效地排出气 泡，并使混凝土匀质，不产生分层离析等现象。（2）裂缝控制1）在不同施工季节采用不同的配合比，在胶凝材料总重不 变的情况下， 调整粉煤灰和矿粉的掺量， 控制管片的早期强度及 本体温度，预防裂缝的产生。2）高度重视收水工序，在每次收水后，通过覆盖塑料薄膜 的方式，降低管片内外温差，使混凝土凝固速度基本一致，有效 地防止温差裂缝的产生。3）在不同季节施工时，合理采用蒸养工艺，通过升温、恒 温、降温 3 个阶段，确保蒸养阶段的湿度，一方面可以加快管片 强度上升的速率， 另方面也可以保证管片强度在上升期间能有

7、足 够的水分吸收，防止管片开裂。（3）管片质量检测 在一般的管片生产中，只要求测量管片和钢模的环宽数据， 对平面平整度、 弧弦长不作要求。 而对超大直径的管片钢模和生 产出的管片， 一定要加强平面、 弧弦长、环面与端面的夹角检测， 以确保管片成品的质量。 采用激光跟踪空间测量系统， 结合传统 测量手段，对环宽、平面度、厚度、弧弦长、扭曲度、角度等进 行快捷、直观、全面、精准地检测。（4）管片专用吊夹具 为防止管片在吊运过程中受到损伤， 研制开发了 GX-20 型管 片真空吸盘， 用于管片在侧立时吊运的侧向吊和管片成元宝形时 吊运的水平吊。1）管片脱模起吊采用真空吸盘起吊，配有一系列保护报警 装

8、置，从而达到安全可靠的起重目的。2）侧向吊为半自动化，行车起吊时，只需1 人辅助挂钩即可，操作方便；利用管片内弧面定位孔，不会对管片造成伤害， 且重心适中，起吊平稳。3）水平吊为全自动化，从夹紧管片起吊到松开管片在指定 位置堆放， 不需要任何挂钩工， 吊运管片主要靠其两个脚兜住管 片外弧面，因此不会对管片造成伤害。四、钱江隧道管片生产质量自 2010 年 3 月开始管片试生产， 至 2012 年 9 月，共计完成 管片加工生产 3246 环，管片生产质量控制情况如下：（ 1）抗渗试验结果全部合格， 混凝土强度平均值为 66.0MPa， 最小为 62.2MPa。（2）混凝土氯离子扩散系数（混凝土耐久性指标）检测， 龄期为 60d+90d，检测结果在 0.93 X 10-12 1.19 X 10- 12m2/s , 全部符合设计要求。3）管片各项尺寸指标（宽带、厚度、弧弦长和端、环面的平整度）合格率评分保持在 95 分左右（4）进行了 42 次管片 2 环水平试拼装，拼装检测项目（环 缝、纵缝、成环内径、外径、螺栓等）合格率 100%。五、结束语超大直径高精度钢筋混凝土管片在加工生产过程中， 通过对 生产工艺的改进、测量手段的研发、吊运