盾构隧道混凝土管片制作施工工法

盾构隧道混凝土管片制作施工工法中铁十六局集团团盾构工程项项目经理部前言目前国内城市地地铁建设开始始高速发展，而而在城市内进进行地铁施工工，对文明施施工、地面沉沉降控制、建建筑物保护等等要求都比较较高，因此明明挖法和传统统的矿山法隧隧道施工已逐逐渐被造价低低、机械化程程度高、施工工安全系数高高的盾构法隧隧道施工所取取代。而管片片衬砌的质量量最终决定了了盾构隧道的的施工质量，我我局于2001年3月首次承担担了深圳地铁铁盾构隧道的的施工，为争争创优质工程程，首先在管管片生产上入入手，大力开开展科技攻关关，不断完善善施工工艺，通通过采用风动动振捣和蒸气气养护工艺，在在短短的7个月时间里里顺利圆满完完成了2900环、17400块管片的生生产任务，解解决了管片外外侧浮浆较厚厚、容易出现现大面积气泡泡、脱模过程程中崩角、掉掉块等一系列列难题，在总总结这些施工工经验的基础础上形成本工工法。工法特点采用高精度钢模模，低坍落度度混凝土，风风动振捣，蒸蒸汽养护技术术，快速生产产高精度、高高强度、高质质量的管片。施工作业规范化化、程序化、标标准化。适用范围本工法适用于各各种盾构隧道道管片制作，对对于制作精度度要求比较高高的高强度混混凝土预制件件也有一定的的指导作用。施工工艺工艺流程见图（一一）上脱模油、组模上脱模油、组模模具检验准备模具钢筋笼及预埋件安装钢筋笼检验钢筋笼制作砼浇注捣固砼检验砼拌和砼试配抹面、蒸汽养护废弃混凝土脱模并标记管片运输至工地水池养护喷淋养护操作要点浇注混凝土前的的准备工作：：清洗模具：组模模前要对钢模模进行彻底清清洗，混凝土土残渣必须全全部铲除，内内表面使用胶胶片配合清理理，并用高压压水冲洗干净净。喷涂脱模油：使使用雾状喷雾雾器喷涂，然然后抹布均匀匀抹，使模具具内表面均布布薄层脱模油油，如出现脱脱模油流淌，用用棉纱清理干干净。组模：模具的质质量，特别是是尺寸精度，对对生产出合格格的管片，拼拼装成尺寸准准确的衬砌环环是极其重要要的，因此要要严格控制组组模质量。模具检查：模具具组装完毕后后，由专职质质检员用内径径千分尺在模模具指定位置置进行宽度检检测，同时对对模具的内弧弧面平整无翘翘曲。钢筋笼骨架入模模：钢筋笼在在靠模上制作作完毕，用龙龙门吊配合专专用吊具按各各种规格将钢钢筋笼放入模模具内，钢筋筋笼型号与模模具型号要匹匹配，保护垫垫块位置准确确。模具准备混凝土浇注混凝土配合比必必须进行试配配，并进行试试验以获取正正确的养护时时间和抗压强强度。并符合合如下要求：：混凝土立方方体强度及抗抗渗试验；检检验混凝土配配合比能否满满足抗渗和设设计强度的要要求；管片吊吊装孔抗拔试试验，检验吊吊装孔最大抗抗拔能力以确确保管片安装装时的安全。混凝土浇注前的的准备工作完完成后开始混混凝土浇注，用用龙门吊将装装满坍落度70±100mm、强度C50、抗渗S10的防水混凝凝土的混凝土土斗吊至模具具上方，然后后先模具两端端后中间进行行放料。开动模具上的附附着式风动振振动器振捣，振振动时间长短短的判别是观观察混凝土与与侧板接触处处，如不再有有喷射状气、水水泡并能均匀匀起伏为适当当时间，一般般控制在4～6分钟，不得得超过8分钟，振捣捣采用混凝土土分批放料，从从而实现分层层振捣。为减少管片成型型后的气泡、水水眼，待风动动式振动器振振捣完以后，加加以振动棒振振捣密实，振振捣时不准碰碰撞钢模和预预埋件，做到到先中间，后后两边，每个个振动点振动动时间控制在在10～20秒内，振动动完成后缓慢慢拔出振动棒棒。全部振捣成型后后，视气温及及混凝土凝结结情况，大约约10分钟后拆除除压板，进行行光面。光面面分粗、中、细细三个工序，粗粗光面：使用用铝合金压尺尺，刮平去掉掉多余混凝土土，并进行粗粗磨。中光面面：待混凝土土收水后用灰灰匙进行光面面，使管片平平整、光滑。精精光面：使用用长匙精工抹抹平，力求表表面光亮无灰灰匙印，管片片外弧面平整整度的误差差差值不大于±5mm。检查钢筋笼浇注混凝土土养护蒸汽养护：混凝凝土振动成型型并光面2小时后，混混凝土表面用用手压有轻微微的压痕时，在在管片外弧面面上盖上湿润润的养护布，将将用于蒸汽的的帆布套在模模具上，下部部同地面接触触的地方用木木方压实，在在帆布套上预预留的小孔中中插入温度计计，检查无误误后通入蒸汽汽，布置于模模具底部的蒸蒸汽管布满小小孔，蒸养时时蒸汽会从每每个小孔中均均匀的喷出来来，使整个模模具均匀的升升温，升温时时速度在每小小时15～20℃，防止升温温太快管片出出现收缩裂纹纹，最高养护护温度50～60℃，恒温3～4小时，降温温速度在每小小时15～20℃，并保证蒸蒸养后的管片片温度与外界界温度差不大大于20℃。在整个过过程中要每半半小时查看温温度计上的读读数，发现问问题用调整蒸蒸汽通入量的的大小来调节节温度。蒸汽养护水养护脱模后的养护：：管片脱模后后吊入水池内内进行养护，确确保管片完全全浸泡在水里里，管片入池池时管片与池池中水的温度度差不得大于于20℃，养护周期期为7天，然后进进行淋水养护护，保持管片片外面湿润，喷喷淋养护达到到28天龄期。脱模管片通过蒸汽养养护足够时间间后，测试混混凝土试块强强度，当强度度达到15Mpa以上时，开开始组织脱模模。拆模顺序：叠齐齐养护布；拆拆卸手杆螺栓栓，清除混凝凝土残积物；；拆卸旁模与与底模固定螺螺栓；拆卸侧侧模与端模连连接螺栓，两两侧和端模拆拆开后，使用用专用水平起起吊吊具，用用龙门吊将管管片吊出到管管片翻身机上上。拆模中严禁锤打打，敲击模具具等野蛮操作作，管片起吊吊时，地面操操作要由多人人配合进行，确确保管片垂直直出模，以免免损坏管片。管片脱模管片脱模三环试拼装管片正式生产前前和每生产100环管片后，由由于管模可能能尺寸不够精精确或生产过过程中震动变变形，因此需需要进行三环环试拼装以检检查管片几何何尺寸和模具具是否符合要要求。为保证拼装质量量，需制作一一个钢筋混凝凝土平台，平平台确保水平平，误差控制制在2mm以内。制作12个拼装装支架，支架架能够在高度度上进行微调调，以便矫正正管片拼装后后的水平。拼装顺序：首先先在平台上画画直径为管片片内径和外径径的两个圆，作作为拼装时的的参考线；先先放置标准块块，再邻接块块，最后放入入封顶块；一一环拼装完后后，错缝拼装装另两环。检测：管片拼装装完后利用不不同型号的插插片对管片之之间的纵缝、环环缝进行测量量，以检测各各管片之间的的缝隙是否符符合要求；再再用水准仪分分别测量各接接缝的几个点点，然后计算算这几个点是是否在同一水水平面上。三环试拼装检验三环试拼装检验管片修补在管片脱模和搬搬运过程中不不可避免的会会发生管片掉掉角、崩块现现象，需要进进行修补。管片外表面的气气泡,蜂窝或漏浆:深度＜5mm时,用西卡胶皇皇拌和水泥逐逐个填平;深度＞5mm时,先用锤子或或凿子刮去表表面微细裂痕痕,用水清洗基基层,清除所有的的浮浆,油迹,粉尘等杂物,然后装上木木模板,用西卡胶皇皇修补拌和水水泥进行曲修修补填平,干后再涂一一层混合浆液液,干透后(24小时)再打磨。管片露筋:基层层处理,用刀刮去钢钢筋表面的污污垢,再用高纯度度酒精清洗钢钢筋。待干透透后，使用小小灰铲进行修修补，修补分分二次进行。第第一，初步修修补，管片周周边装好木模模后，涂底层层浆液，再用用修补剂混合合水泥将修补补部位填平，第第二，表面涂涂一层混合浆浆液待干透后后，用砂纸进进行磨平修整整。边角崩块：基层层处理，用锤锤子或凿子刮刮去表面微裂裂痕，去除油油迹和灰尘，修修补处理分二二步进行，第第一，装好木木模，填平该该修补的部位位。第二，表表面涂一层混混合浆液，干干后用砂纸磨磨平修整。（3）注意事项项严禁使用铁器进进行内表面清清模。放入钢筋笼之前前必须对钢模模内弧面宽度度进行检测，装装配好模具后后必须对钢模模外弧面进行行检测。拆模中严禁捶打打，敲击模具具等野蛮操作作，管片起吊吊时,地面操作由由四人配合进进行，确保管管片垂直出模模,以免损坏管管片。拆除垫圈时不能能硬撬，硬敲敲，以免损坏坏垫圈和管片片。机具设备（主要要机具设备见见表1）序号设备名称规格数量备注1管模宽度1.2米8套可根据施工进度度确定数量2龙门吊16吨跨度222米3可根据隧道施工工进度和现场场场地大小确确定3龙门吊10吨跨度177米24锅炉SHF-1066设计压力10Kg//cm21提供蒸气5空气压缩机排气压0.7MMPa2风动振捣6翻片机额定荷载5吨3管片翻身7试块制作器具抗压、抗渗6套8水平起吊吊具5吨2可自制9垂直起吊吊具5吨2可自制10混凝土下料斗1.5m3，11m32可自制11内径千分尺100～2000mm/0..01mm112游标卡尺0～2000mmm/0.005mm213混凝土搅拌站ELBA45MM3/h114叉车10吨415养护设备蒸汽罩48套16塞尺各种型号规格2把17钢筋加工设备2套包括弯曲机、切切断机、电焊焊机等劳动组织（见表表2）序号工序工种每班数量工作内容1钢筋笼制作钢筋工16根据图纸弯曲下下料电焊工6气体保护焊2模具组模工10组装模具模具检测工33混凝土混凝土拌合10混凝土工8光面4养护4试验及修饰84其它门吊司机4保全4机动1铲车司机2监控1质量控制质量标准管模检测标准名称误差范围(mm)(mm)内弧弦长度+1-1厚度+1-1宽度+0.5-0.5螺栓孔一尺寸和和位置+1-1管片成品标准序号检测内容要求方法允许误差1内弧弦长度检测率100%%游标卡尺±1mm2厚度检测率100%%游标卡尺+3，-1mmm3宽度检测率100%%游标卡尺±0.5mm4螺栓孔尺寸位置置检测率100%%游标卡尺±5mm5嵌槽与密封槽检测率100%%游标卡尺±5mm（3）三环试拼拼装标准序号内容检测要求检测方法允许误差1环缝间隙每环测六点插片1mm2纵缝间隙每条缝测六点插片2mm3成环管片外径各测六点用钢卷尺≤2mm4成环后内径测六点卷尺≤1mm5螺栓孔中心圆测六点卷尺±2mm（4）抗渗标准准应有10%的管管片进行检漏漏测试，其检检测抗渗压力力为0.8MMpa，恒压压时间为2小时，以渗渗透深度＜1/5管片高度为为合格。质量保证措施建立质量保证体体系，开展全全面质量管理理活动，各工工序指派专人人负责，技术术人员跟班作作业。加强对原材料质质量检验，材材料质量必须须符合国家现现行标准。做做好台帐登记记，同时通知知试验部门取取样试验。管片必须按设计计要求及质量量标准进行验验收，验收合合格的钢模方方能投入生产产。在生产过过程中，质检检人员每天对对钢模的主要要技术指标进进行实测实量量，不断矫正正管模尺寸。钢筋笼入模后，按按标准要求对对每个钢筋笼笼进行校正。对对环、纵向螺螺栓孔位置、保保护层厚度进进行校正实测测，合格后方方可进行混凝凝土浇注。混凝土搅拌站要要经常对各类类衡器进行检检验，使用过过程中加强维维护保养，使使称量系统始始终保持良好好的工作状态态。混凝土振捣时要要严格控制风风动频率和时时间，避免过过振和漏振产产生气泡或浮浮浆。管片达到16MMpa强度后方可可脱模，并在在管片上印刷刷生产日期、型型号、编号。安全措施对管片生产的全全体操作人员员进行安全、技技术交底，并并进行岗位责责任制和各项项操作规程学学习。车间人员进厂后后必须带好安安全帽，不得得在起吊物下下站立或行走走。门吊司机必须经经培训考核后后才能进行单单独操作，工工作时必须集集中注意力，听听从起重工的的指挥。车间内一切机械械设备严格按按有关操作规规程操作，做做好经常性的的检查保养工工作，非操作作人员一定不不得擅自使用用。各种吊运钢丝绳绳、夹具、销销轴等物件使使用之前必须须检查，并及及时修复更新新。管片堆放不得超超高，要堆放放平整，避免免倾覆。效益分析与矿山法隧道衬衬砌相比，管管片衬砌属工工厂预制，质质量有保证，而而且生产速度度快、精度高高。在盾构法隧道施施工开始在我我国大面积普普及的今天，管管片的制造生生产有着广阔阔的发展前景景。工程实例我局承担的深圳圳地铁一期工工程华强路～～岗厦区间采采用盾构法施施工，隧道全全长3471..6m。管片衬砌砌外径6000mmm，内径5400mmm，每环平均均宽1.2m，厚300mm，为楔形量51mm的单层通用用管片，钢筋筋混凝土管片片强度等级C50，抗