地铁工程预制钢筋混凝土管片生产工艺工法

地铁工程预制钢筋混凝土管片生产工艺工法地铁工程预制钢筋混凝土管片生产工艺工法地铁工程预制钢筋混凝土管片生产工艺工法地铁工程预制钢筋混凝土管片生产工艺工法前言目前，地道盾构钢筋混凝土管片施工方法从工艺流程上来讲分为两种，一种为固定台座式施工方法，一种为自动化流水线式施工方法，前者因为效率低、成本高，最近几年逐渐被后者取代，本工法主要介绍后者的施工工艺。自动化流水线式生产是经过模具在流水线上运行来实现生产全过程，脱模、流氓凝土输送浇筑、振捣、收面、保养等生产流程都在全自动控制下有序运行。图1自动化流水线表示图工法特色2.1采纳高精度钢模、低坍落度混凝土、气动振捣和蒸汽保养技术，生产高质量的地道盾构钢筋混凝土管片。2.2实行工厂化自动流水线作业，管理相对集中，人为搅乱要素少，生产更快捷安全，质量更稳固。2.3节约人力，节约能源，提升工效。2.4施工作业规范化、程序化、标准化。适用范围本工法适用于地道盾构钢筋混凝土管片的生产，对于其余精度要求比较高的混凝土预制构件的生产也有必定指导作用。主要技术标准4.1《预制混凝土构件质量检验评定标准》(GBJ321)；4.2《钢筋焊接及查收规程》(GBJ18)；4.3《一般混凝土配合比设计技术规定》(JGJ55)；4.4《地下工程防水技术规范》(GB50108)；4.5《盾构法地道工程施工及查收规程》(DGJ08-233)；4.6《地下铁道工程施工及查收规范（2003年版）》(GB50299)；4.7《盾构法地道施工与查收规范》(GB50446)；4.8《预制混凝土衬砌管片》(GBT22082)。施工方法盾构钢筋混凝土管片生产工法是利用钢筋加工设备、混凝土搅拌振捣设备、高精度模具、蒸汽保养设备、吊运设备等依照设计要求（包含配筋设计、混凝土抗渗抗压设计要求等）制作成型钢筋混凝土管片的施工方法。自动化流水线是以主控室为中心，经过液压推动和平移小车使模具在轨道上循环经过各工位，来完成整个盾构管片的生产流程。以XX公司混凝土构件公司流水线为例：流水线采纳3+1的组合模式，即一条生产线+三条蒸养线，同时蒸养线分为静养区和蒸养区；混凝土通过自动输送平台运输到振动房进行浇筑，共配置10套模具，每个工位节拍为8分钟。工艺流程及操作重点6.1施工工艺流程下一循环模具清理涂油模具拼装

脱模蒸汽保养

管片编号标志管片检查维修模具精度检测静养管片水保养钢筋骨架加工安装和预埋件安装

外弧面抹面收光

管片存放保护层检测混凝土浇筑振捣管片出厂图2钢筋混凝土管片自动化流水线生产工艺流程图6.2操作重点生产准备1生产线部署应吻合工艺要求，并依据产能配置生产设备。2将模具安装到生产线上后，进行质量查收，包含精度、强度等各方面指标。3安装、调试混凝土搅拌设备，并检定各种计量用具、设备。4经过试配，确立混凝土设计配合比。原资料性能要求原资料进场一定附有质量证明，经复试合格后方可使用。所有原材性能应吻合以下要求：表1资料性能要求序号资料名称性能要求1混凝土强度等级不低于C50，抗渗等级不小于P10。2钢筋采纳HPB235、HRB335级钢筋，焊条采纳E43和E50。3水泥一般硅酸盐水泥P.O42.5，碱含量不大于0.6%，并吻合GB175规定。4砂子采纳级配优异的Ⅱ区中砂，细度模数2.3～3.0，含泥量不大于1.5%，泥块含量不大于1%，禁止采纳海砂，并吻合JGJ52规定。5石子粒径在5～25mm之间的连续级配的碎石，含泥量不大于1%，针片状含量不大于15%，并吻合JGJ52规定。6拌适用水吻合JGJ63中钢筋混凝土用水规定。7粉煤灰采纳吻合GB/T1596不低于Ⅱ级技术要求的粉煤灰，并吻合GBJ146规定。8矿粉采纳吻合GB/T18046的不低于S95级技术要求的矿粉。减水剂采纳聚羧酸高效减水剂，应吻合GB8076和GB50119规定。混凝土配合比设计配合比采纳粉煤灰和矿粉双掺技术，并采纳低塌落度和低水胶比，管片高性能混凝土配合比设计主要指标以下：1混凝土强度等级C50，抗渗等级P10，塌落度控制在60～100mm；2控制水胶比不超出0.46，最大氯离子含量不超出0.06%；3使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，最大碱含量不超出3kg/m3。4在满足以上条件的状况下，还应试虑和易性、气泡的控制、初凝时间以及蒸汽保养等要素与生产工艺的适应性，下表是XX公司盾构管片的生产配比：表2

混凝土设计配合比（千克

/立方米）资料名称

水泥

细骨料

粗骨料

水

减水剂

矿粉

粉煤灰掺量

345675

1150

150

4.70

80

45盾构管片模具盾构管片模具材质为Q345钢材，主体由底模、双侧侧模、两端端模经附件连接构成。侧模开模方式为平移开合，端模采纳翻转式开合。为保证精度在使用过程中应注意以下几点：图3盾构管片模具表示图模具精度控制模具在进场和每周转100次时要进行精度检验，同意偏差和检验方法应吻合下表规定：表3模具质量控制标准序号项目同意偏差（mm）检验工具检查数目1宽度±0.4内径千分尺6点/个2弧、弦长±0.4样板、塞尺2点/个，每点2次3内腔高度-1～+2高度尺4点/个2每次打开钢模吊出管片后和闭合钢模准备浇筑管片前，均需使用相应工具（介绍使用竹、木、棉布类工具）及压缩空气等将钢模内表面面清理干净，省得影响模具拼装精度。每周需检查钢模所有的定位、螺栓连接、紧固、转动部位的润滑。紧固螺栓、定位机构、弯螺栓每周都需要加注油脂，不然会影响模具的开合，降低工作效率，影响模具使用寿命。对挪动件要进行按期打扫（每个月最少一次），除去用旧的润滑油，并检查表面的伤痕、咬伤、异常磨损，办理完后，须抹上新的润滑油。除此以外端模与底模、端模与侧模、侧模与底模接触部位也要按期涂油，不可以出现干涩现象。钢筋加工与骨架制作1钢筋骨架采纳高精度钢胎卡具拼装，保证钢筋骨架两端面平齐，使钢筋骨架入模后其保护层均匀。2钢筋按同意的钢筋图制备，吻合图表中注明的钢筋形状、直径、长度、编号和重量。钢筋骨架成型采纳低温焊接工艺（二氧化碳气体保护焊），且主筋与箍筋固定采纳二氧化碳气体保护焊点焊取代扎丝绑扎工艺。Ⅱ级钢筋尾端需作90°或135°曲折时其曲折半径应大于4倍钢筋直径，而中间部位曲折时曲折半径应大于5倍钢筋直径。焊接过程中焊缝不得出现咬肉、假焊、夹渣现象，且点焊坚固，防范在吊运时钢筋骨架松动变形。严格依照规范要求对成品钢筋骨架进行质量检验，合格后挂牌表记进入成品堆放区待用。钢筋骨架安装时不得与模具发生碰撞，由专人安置钢筋部件、预埋配件。主筋成形质量控制措施主筋呈圆弧状（如图），加工时要保证送料平台、弯弧机构、接料平台在同一平面上，防范主筋出现扭曲、不在同一平面上的现象，影响钢筋骨架成形质量。图4盾构管片主筋形状表示图表4钢筋骨架加工、制作同意偏差值序号项目同意偏差（mm）检验工具检验数目1主筋和构造筋长度±102主筋弯折点地址±10每班同设备生产15环同种类骨架，应抽检许多于5根3箍筋内净尺寸±54箍筋间距±105分布筋间距±5按每日生产量的3%进行抽检，6骨架长、宽、高尺寸+5，-10钢卷尺每日抽检许多于3件，且每件检7主筋层距、间距±5验4点。8主筋保护层+5，-3模具清理依照先内后外，先中间后两边的序次，将模具内外头和底部混凝土残留物清理干净。检查模具外头密封圈能否洁净好、安装能否正确。模具清理时采纳钢丝球对模具内腔棱角部位灰浆进行打磨。涂刷脱模剂要求薄而均匀、无集油和淌油现象，别注意模板拐角、棱角处不可以漏涂。脱模剂涂刷时采纳质地柔嫩、吸水性强的棉布或棉纱，涂抹均匀、不漏涂。涂刷完后应有专人检查模具拐角、棱角、手孔盒处脱模剂能否有漏涂现象，如有应补涂。模具合拢按先端头模板、后纵向模板的序次合模，关闭两个纵向模板应第一抽出侧上面的所有螺栓，防范卡碰以致模板扭曲，拼装标准:模板拐角拼缝处严实、无缝隙。合模时应注意检查拼缝部位能否粘有杂物，及时清理，保证模具拼装精度。模具螺栓拧紧时采用力矩扳手，控制在300N·M。合模后采纳内径千分尺检测钢模宽度，合格后进入下一工序。钢筋骨架安装安装钢筋骨架时，应保证钢筋不得与模板磕碰。安装模具弯螺栓时应涂上脱模剂，且检查密封圈保证优异。检查钢筋骨架保护层，安装预埋件，合格后方可盖上模具盖板。安装弯芯棒时应打紧、打严，检查弯芯棒后边紧固装置能否顶紧，防范浇筑振捣时，弯芯棒脱位，弯螺栓孔变形。混凝土浇筑振捣搅拌系统一定按期检验，包含电子称量系统的精确度。混凝土经过输送架进入振动房上方进行浇筑，分两次下料，每次一半，分批启动模具自带气动振动器，先开启中间两个气动振动器导流，待注满后四台气动振动器同时开启；空模时禁止启动振动器，不然将以致模具损坏。振动时间视混凝土流动性而定，控制在4～6min，最多超出10min。振动过程须目视检查紧固螺栓和固定螺栓底座、联接螺栓底座、注浆孔螺栓底座。如出现以下状况时说明混凝土已振捣好：混凝土表面停止沉落或沉落不明显、混凝土表面气泡不再明显发生或已泛出灰浆、混凝土已将模板边角部位充分并有灰浆出现。混凝土成型抹面1所有振捣成型后，视气温及混凝土凝结状况，大体10min后拆除盖板，进行抹面。抹面分粗、中、细三个工序，粗抹面（收水）：使用高强钢板刮尺，刮平去掉剩余混凝土，并进行粗磨。中抹面：待混凝土收水后用钢抹子进行抹面，使管片外弧面平坦、圆滑。精抹面：力求表面光明无抹子印，管片外弧面平坦度的偏差值不大于±2mm。粗、中抹后马上覆盖塑料布，防范静养时期外弧面失水过快产生缩短裂缝。抹面过程中要注意掌握合适时间拔温度（C°）出模具弯螺栓，时间以用手压按混凝土表H5550SJ面，有不明显凹痕时为准。T206.2.12管片蒸汽保养048时间（h）1浇捣结束后静停3～4小时开始升温蒸养（静停时间视不一样气温作相应变化）。2蒸养温度控制：管片蒸养分静停T、图5管片蒸养制度表示图升温S、恒温H、降温J四个阶段。升温速度每小时不得超出15℃速度，最高温度不超出55℃；恒温2小时以上，相对湿度不小于90%状态，恒温时间依据季节变化做相应调整；降温速度不超出每小时20℃，并匀速降温至与室温差不超出15℃。在整个蒸养过程中，安排有专人负责，照实记录各测温点的温度变化值。管片脱模盾构管片在同条件试件（蒸养）强度达到40%方可拆模。脱模应注意事项：先拆端头板，再拆卸侧板，在脱模时禁止硬撬硬敲，省得损坏管片及钢模。管片脱模采纳真空吸盘吊具，安稳起吊，不一样意单侧或强行起吊，起吊时吊具一定垂直（按期检查真空吸盘的配件和管片起吊保护装置）。起吊的管片应在专用的翻转架上翻身，成侧立状态。管片在翻身后拆掉注浆孔模芯，并除去管片外露铁件表面的沙浆，拆掉时应按规定进行，不得硬撬硬敲，以防范损坏模芯、附件及管片。翻转架与管片接触部位一定有柔性资料予以保护。脱模过程中遇有管片损坏，在获取监理工程师同意后按《管片缺点维修方案》维修混凝土表面破弊端。经监理认同后，方可出厂。管片脱模后应进行外观检验，并进行维修。检验标准以下：表5管片外观质量要求序号项目质量要求1贯穿裂缝不一样意2拼接面裂缝拼接面方向长度不超出密封槽、且宽度小于0.20mm3非贯穿裂缝内表面不一样意，表面面裂缝宽度不超出0.20mm4内、表面面露筋不一样意5孔洞不一样意6麻面、粘皮、蜂窝表面麻面、粘皮、蜂窝总面积不大于表面积的5%同意维修7松散、夹渣不一样意8缺棱掉角、飞边不该有、同意维修9环、纵向螺栓孔畅达、内圆面平坦，不得有塌孔水保养以某公司为例，水养池深3.5米，搁置两层管片，存量160环（8天产量）。管片在水池中堆放摆列整齐，并搁置在软质资料的垫条上，垫条厚度一致，每片管片下设三个支点（三根垫条）。水养7天后出池存放。成品检验每块管片一定经过质量自检，经过监理查收吻合表6单块衬砌管片质量检验标准规定才能出厂。表6单块盾构管片质量检验标准序号内容检测要求同意偏差（mm）1外形尺寸宽度内外侧各测三个点±0.3厚度测三个点+3，02混凝土强度等级吻合GBJ107-87标准吻合设计，≥C50试验从水压为0.1Mpa开始,每隔8h增添水压0.1Mpa,当6个3混凝土抗渗等级试件中有3个试件端面呈有渗吻合设计，≥P10水现象时,即可停止试验,记下当时水压。1.0Mpa水压力作用下,恒压24混凝土检渗漏检验小时,渗水线不得超出管片厚吻合设计度的1/5管片三环试拼管片试拼管片试生产后一定经过三环拼装，检验合格确认后方可投入正式生产。投入正式生产后每100环中任意抽取3环进行水平拼装，监理检验合格后可连续生产。表7三环拼装同意偏差和检查方法序号内容检测要求检测方法同意偏差（mm）1环缝缝隙每缝测6点塞尺22纵缝缝隙每缝测2点塞尺23成环后内径测4条钢卷尺±24成环后外径测4条钢卷尺+6,-2管片堆放在管片内弧面注明管片型号、生产日期。管片堆放摆列对应整齐，并搁置在柔性垫条上，垫条厚度要一致，搁置部位与环向弯螺栓地址对应。每块下搁置3根垫条，垫条采纳100mm×100mm方木。管片堆场应坚固平坦，管片应整齐堆放，侧立状态堆放高度不超出3层。管片在场内应当心搬运及堆放，由此引起的内应力不超出混凝土抗压强度的1/3。劳动力组织以XX混凝土构件公司生产经验为例，依照10套模具、生产两翻，日产20环，劳动力配置以下表：表8管片生产主要工种配置（按两班配置）序号工种主要工作数目（人）1现场试验工现场试验及相关工作42电工现场电器件保护管理23机修工设备、机具维修和检修24钢筋工钢筋加工、骨架成型245混凝土工模板支立、拆掉、混凝土浇筑和成型206抹灰工管片混凝土抹面127吊装工管片、混凝土吊运、生产吊运108司炉工负责锅炉平常工作29止水带安装工安装止水带210翻转架操作手操作管片翻转架211维修工管片维修412司机管片倒运4合计88主要机具设备以XX混凝土构件公司生产设备配置为例，依照管片生产流程的不一样阶段，可以将主要设备分为与混凝土生产相关的设备、钢筋加工设备、管片成型设备、吊运设备、成品检验设备和配套设备等六大种类，详尽配置见表9。序号123456789101112131415

所属种类与混凝土生产相关钢筋加工、组装管片成型吊运类

表9管片生产主要设备设备名称规格型号数目用途搅拌站HLS120QJCT1套混凝土拌和混凝土输送系统2方1套输送混凝土检试验设备钢筋混凝土1套钢筋混凝土原材等检试验全自动数控弯箍机12D-2/12B-22台箍筋、构造筋、分布筋加工数控小型棒材剪切线XQ-1201台主筋（螺纹钢）切断弯弧机50型/40型2台主筋（螺纹钢）弯弧曲折机50型/40型3台主筋（螺纹钢）弯钩、螺旋筋加工二氧化碳气体保护焊机YD-350KR12台钢筋骨架组装电弧焊机YK-405FL2台钢筋骨架定位成型胎具12套钢筋骨架组装钢筋骨架输送系统2t1套输送钢筋骨架至流水线成型模具10套混凝土成型自动化流水线HLS60D1套管片生产各工位运行吊具专用1套管片吊装管片转运平车30t2台转运管片龙门吊10t4台管片场外存放、外运及成品试验天车双梁Q10t3台生产车间配套序号所属种类设备名称规格型号数目用途16天车单梁Q5t3把生产车间配套17叉车7t1台18水平拼装试验台1套管片三环拼装检验19成品检验检漏试验台1套管片检漏20抗拉拔试验台1套管片拉拔试验21气源系统11.5方1套供给自动流水线和振捣工作气源22配套类管片翻转架GPF-13台管片翻转质量控制9.1易出现的质量问题钢筋加工、骨架成型尺寸超差，保护层不吻合规范要求。模具拼装不严实或模具变形以致成品尺寸超差。混凝土性能不可以满足施工要求，施工不妥以致影响混凝土外观。9.2保证措施钢筋加工、骨架成型控制钢筋在断料、曲折及弯弧成型从前，先制作样板，按样板加工钢筋，保证钢筋加工的精度，保证弯弧形状吻合设计要求。利用专用钢胎卡具进行钢筋骨架的总装成型，胎卡具依照钢筋的设计间距、地址，加工若干个槽口，进行钢筋的精确立位。采纳气体保护焊接工艺，凡钢筋交织点，预埋件锚筋搭接，均焊接坚固。既加强钢筋骨架的刚度，又防范其变形，也保证整体电气连通畅到防迷流成效。采纳硬塑料钢筋支架来控制钢筋的保护层，以保证保护层厚度的正确性，同时也有益于管片的外观质量。模具方面的措施为保证管片部位尺寸的精度要求，及提升管片的外观质量，管片模板均采纳高精度定型钢模板，以保证接缝严实及线形雅观。为防范管片侧面及端面的预留孔边内进入水泥浆，在孔边与预埋件之间插入弯芯棒，防范孔边拥堵。钢模板的起吊，运输，均采纳专用的起重工具及设备进行，防范模板变形。注意模板的平常保护工作，使用后及时涂刷模板油，防范其生锈。各部位螺孔禁止进入灰浆等杂物。各部位螺孔及螺栓，每次使用前及使用后均应涂油，以防生锈，同时便于顺利组装。为防范管片在拆模过程中出现掉角现象，特规定管片的同条件蒸养试件强度达设计强度的40%时，方可脱模，脱模时禁止硬撬硬敲。混凝土施工的措施严格依照设计配合比投料。每日浇筑前由测试人员测定砂，石的含水量，正确出具当天的施工配合比，保证配料正确。搅拌站计量用具坚持按规定校核，保证混凝土投料偏差在范围内。采纳混凝土搅拌站拌合混凝土，严格控制搅拌时间，每台班最少进行三次坍落度检测，发现问题及时调整，以保证混凝土拥有优异的和易性，坍落度偏差要吻合设计要求。严格执行浇筑序次，