广州市中心城区地下综合管廊沿轨道交通十一号线支线的工程钢筋混凝土的管片四性试验检测方案设计.docx
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广州市中心城区地下综合管廊沿轨道交通十一号线支线的工程钢筋混凝土的管片四性试验检测方案设计
广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）支线工程
钢筋混凝土管片
性能试验检测方案
编制：
谢伯佳
审核：
邓长征
广东奔达建材实业有限公司技术部
2017年02月27日
一、编制目的
⑴保证盾构隧道管片生产的质量；
⑵保证盾构隧道管片出厂前的检测满足管片性能要求。
二、编制依据
⑴广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）支线工程施工图设计（第六册盾构管片设计图）；
⑵《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）；
⑶《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）。
三、工程概况
广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）支线工程设计范围包括支1号~支4号工作井，全长约3.1km。
区间主要沿科韵路、棠安路敷设，全部采用地下敷设方式，包含4个工作井和3个区间。
工作井均为独立井，采用明挖法施工；区间采用盾构法施工。
广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）支线工程，盾构区间所需管片总量约为1906环，混凝土总方量约15438.6m3，每环管片混凝土设计用量为8.10m3。
本标段的盾构管片采用标准环、左转弯环和右转弯环三种组合设计，管片规格有：
外径6000mm、内径5400mm、环宽1500mm、厚度300mm，每环由6块管片组成，分别是1块封顶块、2块邻接块、3块标准块。
管片混凝土设计强度为C50、抗渗等级为P12，钢筋采用HPB300、HRB400。
四、性能试验检测机构的确认
根据《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的第三章《基本规定》的3.0.2要求，从事盾构隧道管片质量检测的机构，应符合国家规定的有关结构构件检测资质条件要求，检测人员应经过培训并取得检测资格。
进行本工程试验检测单位由业主及监督站指定为广州市建设工程质量安全检测中心检测。
所以广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）支线工程所需盾构管片相关性能检测将委托具有资质条件的广州市建设工程质量安全检测中心来现场进行管片性能的试验检测。
钢筋混凝土盾构管片性能检测试验项目主要有：
水平三环拼装试验、抗渗检漏试验、抗弯性能和吊装孔螺栓抗拔性能试验。
五、管片性能试验流程
接受委托
调查
制定检测方案
确认仪器设备状况
现场检测
扩大抽检
初检结果不合格
计算分析和结果评价
检测报告
图5-1管片性能试验流程
六、管片性能试验检测频次
根据《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的第六章《验收标准》6.1《检验数量》6.1.2规定要求，混凝土管片水平拼装、渗漏、抗弯性能和抗拔性能等抽样检验数量应符合表6.1.2《混凝土管片质量验收检验数量》规定，特制定混凝土管片性能试验频次和数量，见表6-1。
表6-1混凝土管片性能试验频次和数量
序号
检测项目
检测次数
抽样检验数量
1
水平拼装
2次
每1000环抽检1次，不足1000环时按1000环计，每次抽3环进行水平拼装。
2
抗渗检漏
2块
每1000环抽检1块，不足1000环时按1000环计。
3
抗弯性能
2块
4
抗拔性能
2块
七、管片性能试验情况介绍
7.1管片制作
模具清理→喷涂脱模剂→滑线槽安装→钢筋骨架入模→组模→预埋件安装→混凝土浇筑成型→管片混凝土光面→蒸养窑式蒸汽养护→脱模→水池养护
7.2试验准备
进行水平三环拼装试验、抗渗检漏试验、抗弯性能和抗拔性能试验的管片生产龄期必须达到28天以上，符合钢筋混凝土管片性能检测要求的试件条件。
其中水平三环拼装实行混拼，即所用的管片同一规格不同一套模具，生产日期不同。
管片生产制作所用材料、混凝土配合比以及其他各项性能试验必须在监理见证下取样、送检，并经过广州市建设工程质量安全检测中心检测，检测结果必须合格。
7.3性能试验方法制定依据
钢筋混凝土管片性能试验方法依据《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）制定。
八、管片水平三环拼装试验方案
8.1试验目的
管片水平拼装试验是管片成环后整体精度配合检验，检验构件的环与环、片与片之间的配合精度是否达到设计要求。
8.2检测频率
根据《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的第六章《验收标准》6.1《检验数量》6.1.2规定要求，每生产1000环委托具有检测资质条件的检测机构抽检1次水平三环拼装试验，不足1000环时按1000环计。
8.3试验场地及器具
管片拼装平台、水平拼装架、水平支座、翻片机、桥式吊车、叉车、水平尺、塞尺、30钢卷尺、管片吊具、连接螺栓、紧固板手。
8.4试验方法
⑴在根据管片环内径管片水平拼装平台中心划一直径为5400mm的圆，把水平支座沿圆周放置。
⑵确定好要拼装环的位置，确定拼装顺序，相应定位水平调节支作，每片3个。
⑶底环为标准环，吊放一标准块管片于两支座上，用水平尺测水平，用调节支座调水平；放垂线，测调垂直度；调整好后，吊第二块拼到其旁，测调水平，用直板尺观察两管片内弧是否为一弧线，并测缝宽是否符合标准，调整后装上横向螺栓，依次摆放、调整，最后放下封顶块。
⑷拼好底环后安装第一层拼装架，接着拼装第二环，与底环的位置相对应，错缝拼装，并依首环拼装步骤进行。
⑸拼好第二环后安装第二层拼装架；拼装时注意测水平和测调垂直度，三环管片中须有一环转弯环，位置不限，试拼装管片不装止水胶条及缓冲胶片。
⑹拼成环后用钢卷尺检测成环后内径和外径，采用钢卷尺在同一水平测量断面上选择间隔约45度的四个方面进行测量，精确至1mm。
⑺管片的环向和纵向缝间隙应全数检验，先目测管片拼接处，选择较不贴合的接缝，然后用塞尺进行测量，两环之间的环向缝间隙应测量不少于6点，纵向缝间隙应每条缝测量不少于3点，精确至0.1mm。
⑻三环水平拼装试验结果应符合设计要求的检测允许偏差值，见表7-1。
符合要求收紧连接螺栓，否则须进一步微调管片位置姿态，直至满足要求。
⑼填写原始数据，做好相应的检验记录。
表8-1钢筋混凝土管片水平拼装检验允许偏差值
测量项目
检测要求
检测方法
允许偏差
环向缝间隙
每环测6个点
插片
2mm
纵向缝间隙
每条纵缝测3个点
插片
2mm
成环后内径
测4条（不放衬垫）
用钢卷尺
±2mm
成环后外径
测4条（不放衬垫）
用钢卷尺
-2mm∽+6mm
九、管片抗渗检漏试验方案
9.1试验目的
检验成品管片抵抗渗透的能力能否达到设计要求。
加压至1.2MPa后恒压120分钟，渗水最大深度不得超过管片厚度的1/5。
9.2检测频率
根据《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的第六章《验收标准》6.1《检验数量》6.1.2规定要求，每生产1000环委托具有检测资质条件的检测机构抽检1块进行抗渗检漏试验，不足1000环时按1000环计。
9.3试验场地和仪器设备
检漏试验架、翻片机、桥式吊车、叉车、紧固板手、压力表、加压泵和电子秒表,渗漏检验仪器符合表9-1要求。
9.4.试验方法
⑴将管片平稳安放在试验架上，检查密封橡胶垫是否紧贴在管片外弧面上，密封面积为管片外弧面中部三分之一面区域。
⑵在内弧面上沿轴线上垫上三条橡皮条，中间一条，边沿各一条，管片密封胶垫距管片边沿距离为50mm。
⑶在管片内弧面宽度方向压上紧固螺杆，用螺栓和下支承座上紧固横杆连接，从中间向两边对称拧紧。
⑷打开排气阀，然后接通进水阀，注入自来水，当两端排气孔排出水后，关闭排气阀，启动加压泵，按0.05MPa/min加压速度加压到0.2MPa,恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透速度。
⑸加压至0.4MPa时，恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度。
⑹加压至0.6MPa时，恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度。
⑺加压至0.8MPa时，恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度。
⑻加压至1.0MPa时，恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度。
⑼加压至1.2MPa时，恒压120min，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度。
⑽稳压时间内，应保证水压稳定，出现水压回落应及时补压，保证水压在规定压力值。
⑾在设计检漏压力的条件下，恒压2h,不得出现漏水现象，渗水深度不超过50mm。
⑿混凝土管片渗漏检验过程中，若因橡胶密封垫不密实出现渗漏水时，应判定试验失败，重新检验。
⒀填写原始数据，做好检验记录和管片渗漏情况。
表9-1渗漏检验仪器技术指标
仪器
名称
技术指标
量程
分度值
精度
压力表
2.5MPa
0.05MPa
1.6级
电子秒表
＞3h
1s
1级
加压水泵
能保证连续加压
十、管片抗弯性能试验方案
10.1.试验目的
测定裂缝荷载和破坏荷载值。
并在荷重下对管片的挠度和水平位移进行测试，要求达到管片抗弯试验设计荷载200KN时，观察裂纹出现情况；同时确定管片达到破坏荷载时，裂纹最大宽度。
10.2.检测频率
根据《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的第六章《验收标准》6.1《检验数量》6.1.2规定要求，每生产1000环委托具有检测资质条件的检测机构抽检1块进行抗弯性能试验，不足1000环时按1000环计。
10.3.试验场地和仪器设备
试验反力架（100t）；50t穿心千斤顶，示值0－100MPa压力表，精度1.5级（经检定），量程0~50mm百分表（经检定）。
试验仪器应该按规定要求进行检定，其技术指标见表10-1。
10.4试验方法
⑴将管片平稳安放在试验架上，在加荷点上垫上厚度不少于20mm橡胶垫。
⑵加荷方法
采用千斤顶分配梁系统加荷，加荷点标距900mm或者设计而定，支承管片两端的小车可沿地面轨道滑动。
⑶荷载分级和持续时间
采取分级加荷法：
每次加荷10kN，加荷完成后，静停1min记录测试仪显示数据及中心点和加荷点及水平位置变量。
⑷裂缝荷载
当第一次裂缝出现后，静停10min，观察裂缝的开展，并取本级荷载值为开裂荷载实测值，并记录。
⑸破坏荷载
当加荷至测试仪显示数据不再上升时，说明在荷重状态下钢筋达到屈服强度。
以此级荷载值为最终破坏荷载，并记录最大裂缝宽度。
⑹试验记录及位移变量计算
①录每一级加荷后的位移变量，并按下列计算：
中心点位移＝D1－（D5+D7）/2
载荷点位移＝（D2+D3）/2－（D5+D7）/2
水平点位移＝（D4+D6）/2
②根据位移变量绘制各中心点、载荷点、水平点变量曲线图。
③记录在不同荷重情况下裂缝出现的位置、裂缝宽度和管片破坏情况。
表10-1抗弯性能试验仪器技术要求
仪器设备
单位
技术指标
量程
分度值
精度
荷载测试仪
KN
500
0.1
1级
读数显微镜
mm
10
0.01
0.01
百分表
mm
30
0.01
1级
电子秒表
min
＞120
1S
1级
加压千斤顶
500KN能保证均加压
十一、管片抗拔性能试验方案
11.1试验目的
对预埋在管片中央的吊装孔螺栓进行破坏性抗拔试验，检测其在外力作用下承受的最大抗拔能力，要求达到抗拔力设计值250KN时，吊装孔螺栓位移变化和周围破坏情况。
11.2检测频率
根据《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的第六章《验收标准》6.1《检验数量》6.1.2规定要求，每生产1000环委托具有检测资质条件的检测机构抽检1块进行吊装孔螺栓抗拔试验，不足1000环时按1000环计。
11.3试验场地和仪器设备
试验反力架、拉力螺杆、穿心千斤顶、钢绞线、荷载测试仪、读数显微镜和电子秒表。
试验用仪器按规定的期限进行检定，其技术指标见表11-1。
11.4试验方法
⑴将管片平稳放置在平地上，将拉力螺杆旋入灌浆孔中。
⑵将拉力螺栓杆用钢绞线与千斤顶连接。
⑶安装测力传感器，开始加载测试。
⑷荷载分级和持续时间：
采用分级加荷的方式，当荷载小于正常使用短期荷载检验值时，每级荷载为该荷载值的20%；当荷载大于短期荷载值的时，每级荷载为该荷载值的10%；当荷载接近承载力荷载检验值的时，每级荷载为承载力检验荷载设计值的5%，每级恒载时间不少于3min。
⑸破坏荷载:
当位移突然增大传感器读数不再增加，螺栓周围混凝土破坏时荷载即为最大抗拔力。
⑹记录在不同抗拔力下管片灌浆孔螺栓位移量情况。
表11-1抗拔性能试验仪器技术要求
仪器设备
单位
技术指标
量程
分度值
精度
荷载测试仪
KN
500
0.1
1级
读数显微镜
mm
10
0.01
0.01
电子秒表
min
＞120
1S
1级
加压千斤顶
500KN能保证均加压
十二、管片性能试验安全措施
⑴在进行管片性能检测前，要检查叉车、吊车、吊具、钢丝索、翻片机、千斤顶、检漏试验架、抗弯反力架和水平拼装支架等设备的安全性能，如有破损、脱焊和严重锈蚀等故障，必须及时更换或维修后才允许使用。
⑵车间内进行管片拼装、拆卸和回收时，要指定对设备操作熟练的工人进行操作，起吊、运输管片过程中，管片下面严重站人。
⑶日常拆卸连接螺栓、螺丝和压棒要定点放好，严禁乱丢乱放。
⑷试验场地保持干净、整洁。
⑸吊运管片时要正确使用吊具，吊架要正对管片中央，吊架的四点插销要完全插入弯曲螺栓孔，插销前圆顶板紧压管片，起吊时密切监视每个孔位的插销，如发现有松动、走位，立即调整。
⑹检漏试验前要全面对钢模型及加压泵进行检查，特别是焊接部位和密封胶圈应完好无损。
⑺管片在高压试漏期间，不宜靠近管片，与管片试验设备保持1.5米以上距离，更不能在管片和胶圈联接部位同一水平线察看试验情况，发现有异常情况，立即走开。
⑻在整个检漏试验过程中，随时注意检查检漏架的密封胶圈是否发生破坏，检漏架的紧固螺杆及钢板是否变形，如果异常应立即终止试验，确保安全。
⑼试验过程中，保持试验周围环境的安静，避免大型设备运行造成震动，影响检测结果的准确性。
⑽试件应轻吊轻放，吊运和安装过程应保持平稳，避免损伤。
⑾试验过程中，检测人员严格按操作规程进行操作。
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