武汉长江隧道工程项目砼管片预制作业指导书.docx

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武汉长江隧道工程项目砼管片预制作业指导书

武汉长江隧道工程

混凝土管片预制作业指导书

编制：

审核：

批准：

中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程

项目经理部

二零零六年七月

1．编制依据

（1）GB50204-2002《砼结构工程施工质量验收规范》；

（2）GBJ107-87《混凝土强度检验评定标准》；

（3）GB50164-92《混凝土质量控制标准》；

（4）GB50299-1999《地下铁道工程施工及验收规范》；

（5）JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》；

（6）JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》；

（7）JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》；

（8）GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》；

（9）JGJ63-89《混凝土拌和用水标准》；

（10）CECS104:

99《高强混凝土结构技术规程》；

（11）JGJ18-2003《钢筋焊接及验收规程》；

（12）GB50108-2001《地下工程防水技术规范》；

（13）DGJ08-233-1999《盾构法隧道工程施工及验收规程》；

（14）本工程《实施性施工组织设计》。

2．编制目的

（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）施工作业规范化、程序化、标准化。

3．适用范围

主要针对武汉长江隧道工程盾构隧道管片制作，同时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的指导作用。

4．工程概况

武汉长江隧道工程采用盾构法施工，钢筋混凝土管片采用C50P12混凝土，内径为10米，外径为11米，每片弧长约4米，环片厚度500mm，环片宽度2000mm，共2548环，每环31.75m3砼，折合砼总立方量约为80423m3。

每环管片分为9块，其中封顶块1块、邻接块2块、标准块6块。

管片在环纵向均设凹凸榫槽。

5．部门职责

5．1工程部

负责进行临建施工的计划、设计和交底；对管片配套设备的计划复核；对管片相关图纸的审核、交底；对生产材料的计划、检验；对生产过程的技术指导及控制；对管片相关实验的组织实施；根据盾构施工组织管片的生产及运输等；

5．2设物部

根据管片生产计划对管片配套设备的计划和采购；进行管片生产设备的日常维护；进行管片生产材料的采购和存放等；

5．3生产部

根据工程部和设物部的相关交底进行生产过程的实施；

6．施工工艺

6．1工程流程见图1

6.1.1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。

模具由上海生产，检验合格后，由运输汽车运到管片厂。

6.1.2模具组装与调较

A．模具组装

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

图1管片生产制作工艺流程图

顺序拧紧，严禁反顺序操作，以免导致模具变形。

B．模具调校

组装好模具后，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，以保证成品精度。

①检测方法为：

用0～2300mm量程的内径千分尺复核检测钢模的宽度，误差为+0.3/-0.3mm，利用0～5m量程的钢卷尺复核检测钢模底板的弧长，误差为±4mm。

②调较注意事项：

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。

钢模橡胶防水密封条属易损件，应每天检查并有足够的备用件。

检查方法是：

每个工作日由组模人员目视检查是否有发生破损现象，如有立即调换新的防水密封条，避免因防水密封条破损而引起漏浆现象发生。

6.1.3钢筋笼的制作、运输

．钢筋笼制作工艺流程：

钢筋原材料检验→调直、断料→弯弧、弯曲→部件检查→部件焊接→钢筋骨架成型焊接→钢筋笼检验。

．钢筋笼制作工艺要点

严格控制钢筋的原材料质量，未经检验和试验合格的钢筋不使用。

钢筋的调直、下料、弯弧、弯曲，均采用人工配合钢筋加工机械完成，然后进行部件检查，对不合格的钢筋部件进行清理出，合格部件可用于钢筋笼加工。

钢筋先在小模型架上焊接成片，然后将成片的部件放在钢筋笼加工模型上用CO2保护焊机焊接成型。

成型后由检验员进行检查，针对管片的块号检查钢筋直径、数量、间距、焊接牢固情况、焊接烧伤情况，钢筋聋加工应严格按照表2进行自检和监理检查。

检查后进行标识，不合格的钢筋笼报废不用于管片生产中。

钢筋笼检验合格后，用10t门吊将钢筋笼放置在存放区，使用时用桥吊将钢筋笼装入车间内的轨行平板运输车，运到砼车间使用。

钢筋笼存放时注意采用防锈防蚀措施。

检查项目

允许误差

网片长,宽

+10,-10

主筋间距

+10,-10

弯起钢筋的弯折点

+10，10

箍筋的部位长度

5

分布筋长度

+10,-10

分布筋间距

+5,-5

骨架长,宽,高

+5,-10

主筋保护层

+5,-3

箍筋间距

+10,-10

环纵向螺栓孔

畅通,内表面平整

表2成品允许误差表

6.1.4钢筋骨架入模及预埋件安装

由专人按模具的型号规格将钢筋骨架、预埋件、螺旋构造钢筋、弯曲螺栓分

别摆放在模具附近指定位置。

检查钢筋骨架是否具备绿色合格标识牌，合格后安装上保护层垫块。

垫块根据不同部位分别选用齿轮形和支架形两种。

其中支架形用底部对称设垫15只；齿轮形用于侧面，每块两侧面各设垫3只，端面每块两侧设垫均为2只。

检查脱模剂涂抹是否均匀，应尽量使模具内表面均匀分布脱模剂。

四点吊钩将钢筋骨架按模具规格对号入模。

起吊过程必须平稳，不得使钢筋骨架与模具发生碰撞。

安放预埋管时，先将管套上螺旋钢筋，将螺杆插入模具后进入预埋管管内，对准手孔座孔位处事先安放的垫圈，固定螺杆。

螺杆头部必须全部插入到手孔座的模孔内，防止连接不紧出现缝隙造成漏浆现象。

专人检查各附件是否按要求安放齐全、牢固，不符合要求必须进行修正。

检查钢筋骨架保护层垫块是否安放正确，保证主筋保护层为+50mm/-30mm.

对手孔垫圈锚固脚与钢筋骨架进行焊接，焊口要牢固。

如附件、附筋与骨架碰不上，可加焊短钢筋连接，焊接同时要用特殊纸皮承接掉落的焊渣，以免烫伤模具内表面，降低光洁度。

6.1.5砼的搅拌和运输

混凝土配合比必须进行试配，并进行试验以获取正确的养护时间和抗压强度。

并符合如下要求：

混凝土立方休强度及抗渗试验；检验混凝土配合比能否满足抗渗和设计强度的要求；管片吊装孔抗拔试验，检验吊装孔最大抗拔能力以确保管片二次注浆时的安全。

混凝土现场采用砼搅拌站拌合生产。

为保证砼性能的稳定，定期检验混凝土搅拌站上料系统和搅拌系统电子称量系统，保证机器运行精度。

砼拌制后由试验工程师负责检查混凝土的搅拌质量，坍落度值一般控制在30～70mm为佳。

冬季施工时，为保证砼的性能，采用45度的温水搅拌，搅拌时先加砂、碎石，后加入水泥、外加剂搅拌，且保证搅拌时间不少于1分钟，砼拌制后及时运入砼车间灌筑砼。

砼应随拌随用。

砼拌制好后，放入料斗，用平板车运到砼车间使用。

6.1.6凝土灌筑、振捣、抹面

砼灌注前需严格检查预埋件。

预埋件需于钢筋笼之前预先放置固定于钢模上，依浇注前自检表检查，预埋件与固定座须完全紧密锁紧，合格后可灌筑砼。

砼在搅拌站生产后，经轨行平板车拉入砼车间行吊及卷扬设备吊入钢模内边投料边用插入式高频振捣器振捣；混凝土铺料先两端后中间，并分层摊铺，振捣也应先两端后中间，振捣出浆液为止；两端振捣后，盖上压板，压板必须压紧压牢；用插入式高频振捣器振捣中间灌筑的砼，振捣时间3-5分钟；振捣过程中须观察模具各紧固螺栓、螺杆以及其它预埋件的情况，发生变形或移位，立即停止浇筑、振捣，尽快在已浇筑混凝土凝结前修整好。

混凝土浇捣后30-50分钟拆除压板，作管片外弧面的收水工序；先进行粗抹面，使用铝合金压尺，刮平去掉多余砼（或填补凹陷处），使混凝土表面平顺；然后进行中抹面，待混凝土表面收水后使用灰匙进行光面，使管片表面平整光滑；再进行精抹面，以手指轻按混凝土有微平凹痕时，用长匙精工抹平，力求使表面光亮无灰匙印。

打开顶部压板的时间一般在混凝土浇筑后45分钟左右，具体时间随气温及砼凝结情况而定。

在混凝土浇筑完1小时左右拔出螺杆并及时清洗干净，涂抹黄油后放在模具的指定位置备下一循环使用。

6.1.7蒸汽养护

采用蒸汽养护达到提高混凝土脱模强度、缩短养护时间，为加快模具周转创造条件。

养护分两班进行，每班12小时，设专人负责。

混凝土初凝后合上顶板（不用拧紧螺栓），在模具外围罩上一个紧密不透气的养护罩，进行蒸汽养护。

顶板作为支架支承帆布套，顶板不能与混凝土表面接触，并有10～15cm的距离，让蒸汽在此空间流动，帆布套脚应紧贴地面，压上重物，不让蒸汽跑出。

混凝土浇注完成后静置约2h，加盖养护罩，引入饱和蒸气进行养护。

升温时间控制在2～3小时，为防止温度升高过快造成混凝土膨胀损害内部结构，在自然温度下，每小时升温10～15℃，不得超过20℃。

恒温阶段一般在1.5小时左右。

蒸养温度为40～60℃，最高不超过60℃。

降温时间必须控制在1.5小时以上，到达规定的蒸养时间后关上供汽阀，部分掀开帆布套，让模具和混凝土自然冷却1小时后再全部揭走帆布套，半小时后开始脱模。

见表3《管片蒸汽养护表》。

蒸汽养护曲线见图1《管片蒸汽养护曲线图》。

管片出模后要加强水养护，以提高混凝土后期强度。

6.1.8脱模

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%以上或18MPa以上时，接试验室通知后开始脱模。

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20度方可脱模。

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。

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。

将管片吊至翻片机上进行90°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。

表3管片蒸汽养护表

项目

参数

管片静停时间

2h

升温梯度

10~15℃/h

蒸养最高温度

≯60℃

恒温时间

1.5h（根据季节温度定）

降温梯度

≯10℃/h

脱模时与外界的温差

≯20℃

6.1.9水池养护和喷淋养护

将放置管片的轨行平板车牵引到养护池边，用10t走行式门吊起吊管片，将管片放置于水池中进行养护。

管片在水池中养护时，应经常检查水温，防止水温过高和过低影响管片的强度增长。

在水池中养护7天后，用门吊起吊管片，放置在翻转架翻转后用吊车转运到临时堆放厂的喷淋养护区。

℃

0123456789

静停升温阶段2～3小时恒温阶段降温阶段

图1管片蒸汽养护曲线图

管片转运过程应轻吊轻放，防止损坏管片边角，喷淋养护时应设专人经常喷淋养护，避免管片表面出现干燥无水。

冬季时应采取保温措施，防止养护池和管片表面结冰，对砼产生不良影响。

6.1.10最终检验和实验

A、管片生产用原材料根据砼试配结果确定，管片生产所用的水泥、砂、石子、钢材、外加剂等原材料采购、保存、检验均应符合规范和标准，并得到业主和监理工程师的认可和批准，且必须附有生产厂的产品质量保证书。

各种主要材料的选用标准如下：

（1）水泥：

选用42.5强度级普通硅酸盐水泥，生产龄期不小于7天；

（2）砂：

选用质地坚硬的中粗砂，细度模数为2.3～3.0，粉细物质含量不大于2%，含水率小于2%，氯离子含量不超过0.04%，可溶性硫酸盐按重量计不超过0.4%；

（3）碎石：

粒径为5～25mm，质地坚硬，粉细物质含量不大于2%，压碎性指标不超过30%，氯离子含量不超过0.03%，可溶性硫酸盐按重量计不超过0.4%；

（4）水：

采用清洁的不含有害物质的自来水，注意严格控制水灰比，水灰比不得超过0.45，可适当掺入减水剂来降低砼水灰比；

（5）钢筋：

钢筋表面应清洁，不得有易脱落的锈皮、油漆等污垢；钢筋必须顺直，调直后表面的伤痕及锈蚀不应使钢筋截面积减少。

B、混凝土强度实验：

每循环生产至少作2次坍落度试验，强度试验须分三次投料，每次投料需捣实25次；样品应与制品条件完全相同情况下进行养护；施工时每5环应制作四组（12块）,分别为六小时试验一组，7天试验一组，标养、同条件养护28天各试验一组；强度试验样品尺寸为100mm×100mm×100mm，于正式生产前至少提供2组测试资料。

管片生产每30环做抗渗试块一组。

C、管片抗弯试验：

管片正式生产前进行一次抗弯试验以检验管片的抗弯能力。

采用千斤顶分配梁系统加荷点标距约1000mm。

支承管片两瑞的小车可沿地面轨道滑动。

采取分级加荷载值，加荷完成后，静停1min记录压力表读数及中心加荷点及水平位置变量。

该试验为检验设计值，试验中各项数据指标由设计提供。

最终管片抗弯试验参数需与设计确定。

D、管片检漏试验

方法和标准按招标文件的规定进行。

每生产50环抽查1块做检漏试验，连续三次达到检测标准则改为100环抽检1块管片，再连续三次达到检测标准，最终检测频率为每生产200环抽查1块做检漏试验。

若出现一次检测不合格，则恢复每生产50环应抽查1块做检漏测试频率，再按上述要求进行抽检。

将标准片通过螺杆夹紧固定在支承架上，通过手动加压泵进行加压，分4级进行加压；第一级从0加至0.2MPa；第二级从0.2加至0.4MPa；第三级从0.4加至0.6MPa；第四级从0.6加至0.8MPa。

每级之间持荷时间不少于15分钟，每次加压前先检查构件各端面的渗水情况，并作好记录。

第4次加压后，达到0.8Mpa水压时，连续观察4小时。

检漏技术要求：

渗水深度不超过管片厚度1/5；（地下防水工程质量验收规范GB50208-2002）

总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000。

（地下工程防水技术规范GB50108-2001）

E、三环试拼装

   管片正式生产前和每生产200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；（见表4）

   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2mm以内；

   制作12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，最后放人封顶块；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。

项目

检测要求

检测方法

允许误差（mm）

环向缝间隙

每环测6点

插片

≤1

纵向缝间隙

每环测6点（放可压缩至2mm衬垫）

插片

1+20

成环后内径

测8条（不放衬垫）

用钢卷尺

±2

成环后外径

测8条（不放衬垫）

用钢卷尺

0，+3

说明：

本表尺寸按设计标准

表4管片水平拼装检验允许误差表

7．资源配备

7.1人力资源

表7-1人力资源配置表

序号

部门

岗位

人数

合计

1

管片生产工区

施工负责人

1

1

2

生产技术部

部长

1

9

生产调度员

1

生产技术员

3

统计员兼成本核算

1

试验室

3

3

安全质检部

部长

1

3

安全督导员

1

质量监督员

1

4

设备物资部

部长

1

9

材料采购

1

仓库管理员

1

设备员

1

维修班（班长1人，机修2人，焊工1人，水电工1人）

5

5

办公室

办公室主任

1

1

6

钢筋制作

拉丝

8

50

对焊

3

CO2气体保护焊

15

钢筋切断

4

行车

2

钢筋笼入模焊接

8

钢筋弯弧

4

钢筋弯曲

2

钢筋运输

1

机动

3

7

成型车间

挂钩（1人/班×2班）

2

54

翻片机（2人/班×2班）

4

修补（2人/班×2班）

4

装拆（6人/班×2班）

12

成型（8人/班×2班）

16

行车（6人/班×2班）

12

搅拌机（2人/班×2班）

4

8

其它

锅炉

6

6

装载机

2

2

养护池、堆场行车

10

10

管片运输等

36

36

总计

181

7.2设备配备

管片生产主要设备见表7-2〈〈主要生产及检测设备表〉〉，试验室为二级试验室。

表7-2主要生产及检测设备表

序号

设备名称

型号规格

数量

备注

1

管片模具

4套

外购

2

钢筋笼加工胎膜

自制

1套

自制

3

管片生产附设工具

1套

已有

4

全自动混凝土搅拌站

HZS75m3/h

1台

外购

5

锅炉

4t

1台

已有

6

门式吊车

10T

5台

外购

7

门式吊车

5T

1台

已有

8

桥式吊车

25

1台

已有

9

桥式吊车

10T

3台

已有

10

钢筋自动弯弧机

GWH32

2台

外购

11

钢筋自动弯曲机

GJB7-40B

2台

外购

12

钢筋切断机

CQ40A

2台

外购

13

钢筋切断机

CQ50A

1台

外购

14

钢筋弯曲机

GW40

4台

外购

15

钢筋调直机

￠5-10mm

1台

外购

16

CO2保护焊机

KRⅡ350

12台

外购

17

电弧焊机

BX3-300-2A

1台

外购

18

翻片机

90°翻转

4台

外购

19

厂内管片运输平板车

2台

已有

20

管片水平拼装平台

1座

自制

21

管片抗弯试验机

1台

自制

22

管片抗渗试验机

1台

外购

23

管片吊具

4套

自制

24

装载机

ZL40

1台

已有

25

蒸汽养护罩

36个

外购

26

闪光对焊机

UNI-150

1台

外购

27

温度自动补偿装置

36套

外购

28

混凝土料斗

0.65m3

2个

自制

29

混凝土运输车

1台

自制

30

配电房

515KVA

1座

已有

31

发电机组

200KW

1台

已有

32

高频振动棒

2.2KW

10台

已有

8．管片质量及安全保障措施

8.1质量及安全注意事项

严禁使用铁器进行内表面清模；

放人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；

拆模中严禁捶打，敲击模具等野蛮操作，管片起吊时，地面操作由四人配合进行，确保管片垂直出模，以免损坏管片；

拆除垫圈时不能硬撬，硬敲，以免损坏垫圈和管片。

8.2质量保证措施

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；

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；

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；

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，合格后方司进行混凝土浇注；

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；

混凝土振捣时要严格控制捣鼓频率和时间，避免过振和漏振产生气泡或浮浆；

管片达到18MPa强度后方可脱模，并在管片上印刷生产日期、型号、编号。

8.3安全保证措施

对管片生产的全体操作人员进行安全、技术交底，并进行岗位责任制和

各项操作规程学习；

车间人员进厂后必须带好安全帽，不得在起吊物下站立或行走；

门吊司机必须经培训考核后才能进行单独操作，工作时必须集中注意力，听从起重工的指挥；

车间内一切机械设备严格按有关操作规程操作，做好经常性的检查保养工作，非操作人员一定不得擅自使用；

各种吊运钢丝绳、夹具、销轴等物件使用之前必须检查，并及时修复更新；

管片堆放不得超高，要堆放平整，避免倾覆。