混凝土管片质量控制.docx

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混凝土管片质量控制

序言

跟着城市的现代化、地下轨道交通的高速展开，盾构法因其先进的施工工艺、较高的施工效率和安全环保性，日趋成为我国地下工程和地道施工的主要方法。

管片作为盾构地道最主要和最重点的构造构件，其性能的好坏对工程质量和地道服役寿命拥有决定性的影响。

但是，当前国内外缺少成熟的管片设计和生产标准与标准，管片寿命存在不确立性，特别是我国在管片的研究上与外国有着很大的差距，国内现有的管片资料、生产工艺、设施生产的管片持久性差，难以知足高抗渗、长寿命要求。

管片概括

管片又称盾构地道的一次衬砌，有钢筋混凝土管片（RC管片）、复合管片和铸铁管片（DC管片）。

常用的钢筋混凝土管片有箱型和平板型二种；钢筋混凝土管片采纳工厂化流水作业生产，主要分为钢筋笼加工和管片成品的生产以及有关的试验构成。

管片属技术含量高，工艺和质量要求都特别高的钢筋混凝土构件，被称为混凝土预制构件中的“工艺品〞，其强度、抗渗性、几何尺寸、表观质量等方面的要求都特别严格。

管片质量控制

生产管片采纳的混凝土强度要求高、抗渗性能、持久性要求严格，其设计、生产与其余一般混凝土预制构件有很大差别，对资料和成型方法敏感性大。

本文就以管片生产的原资料选择为根基，从管片的生产工艺过程详尽商讨管片质量控制，以指导管片生产，控制管片质量。

2．1原资料的选择

一般的钢筋混凝土管片主要原资料为：

水泥、集料、掺合料、外加剂、水和钢筋。

2．1．1水泥

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依据ASTMC917规定，为切合Blaine标准性能上的差别，对水泥各组分含量规定：

C，A≤4％，烧失量≤

0．5％，硫含量≤

0．2％，细度为375cm2／g左右。

在知足强度要求的前提下，限制水泥用量；使用的水泥首选硅酸盐水泥，用量一般控制在360～450kg／m3；碱含量<

0．6％。

2．1．2集料

高强混凝土要求集料拥有优秀的物理和力学性能。

跟着混凝土强度的提升，集料强度要相应的提升，颗粒形状也应尽可能靠近球形或许立方体，并兼备持久性。

（1）细集料：

一般使用表面光圆、质地坚硬、干净的中粗砂；经过300¨m和150斗m筛

的数目为ASTM级配限制的下限；细度模数为

2．6~

2．8；粉细物质含量≤3％，氯离子含量≤O．02％，可溶性硫酸盐按重量计≤

0．5％。

（2）粗集料：

粗集料一般应选择连续级配5-25mm的碎石，且应无杂物、干净，粉细物质含量不大于2％，压碎性指标≤30％，氯离子含量≤

0．03％，可溶性硫酸盐按重量计≤O．4％。

2，

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1．3掺合料

矿物外加剂能够取代必定比率的水泥，与同数目的水泥对比对强度的奉献更大，特别是后期。

粉煤灰、高炉矿渣、天然火山灰以及硅粉在高强混凝土中常被用作矿物外加剂。

详细掺量依据规定和试验结果综合考虑。

2．1．4外加剂

外加剂是制备高强度混凝土不缺可少的，因水泥的表面积较大，在低水胶比状况下工作性好的拌合物而不使用减水剂或超塑化剂是不行能的，高水泥含量增大了混凝土的本钱，且与高水化热有关的问题变得更为突出。

关于振动成型的管片混凝土产生水泥沙浆与石子的离析现象就更为严重。

所以，化学外加剂主要增添工作性、减少水胶比以及减少水泥用量；可是一定注意经过试验来确立外加剂与水泥的适应性。

2．1．5水

一般选择干净的无污染的生活饮用水；水中应不含有影响水泥正常凝固与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其余有害物质。

2．1．6钢筋

钢筋的品种、规格和质量，一定切合设计要乞降现行的有关标准的规定。

钢筋焊接、焊接制品的机械性能（拉力试件：

折服强度、拉弯强度、伸长率；冷弯试件；可焊接试件）的试验结果一定切合现行的钢筋焊接及查收的有关规定。

2．2混凝土配合比的设计

管片生产第一要考虑混凝土的配合比的设计，配合比设计分为两个步骤：

选择适合的构成资料，依据对管片混凝土强度和抗渗性能、持久性的要求，以及生产工艺成型方式对混凝土拌合物的工作性能的要求，确立混凝土各构成资料的相对数目。

管片混凝土的一般要求是强度等级为

C50、抗渗等级为P

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12、坍落度为（5±2）cm、低水灰比的高性能混凝土。

在混凝土配合比设计时，要综合考虑各方面的要素：

（1）限制水灰比、水泥用量，采纳高性能外加剂、掺合料以保证强度、抗渗性、持久性要求；

（2）混凝土初期强度高和缩短凝固时间（提升模具周转率），采纳低水泥用量（最小坍落度），最正确粗集料和细集料比率以知足经济性要求。

（3）易于浇筑、捣实；离析和泌水量小，以知足工作性能要求；

（4）并兼备考虑其余的标准要求，如缩短和徐变小或用于特别的化学环境

等。

2．3管片生产工艺

管片生产工艺能够简单的分为钢筋笼加工和管片成品生产。

生产工艺流程如图1。

2．3．1钢筋笼加T

钢筋笼作为混凝土管片的骨架，关系着管片的构造安全及持久性，生产要

严格要求；钢筋笼按先成片（在焊接台生产）后成笼（在胎膜焊接生产）的生产次序半机械化流水作业。

钢筋笼除组合焊接质量外，还需要注意钢筋笼的几何尺寸

以保证钢筋笼在模具中的保护层，假如保护层过大，那么会影响管片承载能力，保护层过小会影响管片的长久持久性。

2．3．2管片成品生产

（1）模具的清理、组合、检查

清理模具时注意模具内表面的光洁度，防备因管片内表面光洁度不够而产生气泡；

图1混凝土管片生产工艺流程图

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脱模剂要平均的喷刷在钢模与混凝土全部接触面上，特别注意模具的边角处及手孔地点，不漏涂、不流淌；脱模剂的选摘要依据实质施工状况进行现场试验确立，尽可能的选择水溶性的。

不一样种类的模拥有不一样的组装方法，组装模具时依据模具操作手册上的要求进行，防备因误操作而影响模具的质量和寿命。

管片精度是以钢模加工和合拢后的精度作保证；在正常生产状态下，对钢

模要实行浇筑前的迅速检查和按期检查；一般以制作100环管片作为暂定检查

周期；质检人员一定坚持每块模具浇筑前丈量钢模的合模精度，以保证生产的

每一块管片的质量。

钢模的合模精度一般要求应高于管片精度

0．15mm。

（2）钢筋笼入模、保护层及预埋件的安装

钢筋笼人模时采纳四点起吊装置笼迟缓人模，尽可能不碰撞模具而伤害模

具。

入模的钢筋笼形状与钢模符合、人模地点正确，骨架任何局部不得同钢模、模芯等接触，并应有规定的空隙即钢筋保护层。

钢筋笼的隔绝器采纳专用塑料支架，采纳切合厚度、蒙受力和稳固性要求的支架；承载力和持久性不低

于管片混凝土，支架的颜色同管片混凝土保持根本一致；依据不l司部位采纳齿轮形和支架形两种，支架形用于内弧底部，对称设垫；齿轮形用于侧面和端

面。

（3）混凝土的配制

集料与水泥固体原料按质量配料；水和液体外加剂等能够按体积量取。

环境和其余一些实质要素在搅拌机中保持一些水分，这局部水在配料时应予以充足考虑；原料的称量应当保证正确度，公差一定知足我国混凝土技术规程的规

定；水、水泥、外加剂、外掺料同意偏差为±O．5％，骨料同意偏差为±1％。

（4）混凝土搅拌

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充足搅拌关于资料完好混淆特别重要，是生产平均、和易性好的混凝土的前提条件，搅拌不充足不单会降低混凝土的强度，并且致使各批混凝土之间和一批混凝土之中质量有较大的

变化；但过长的搅拌时间其实不可以提升混凝土质量，还可能严重影响产量，超长时间的搅拌会使集料损坏及含肚量减小；最正确搅拌时间取决于搅拌机种类、搅拌机状态、旋转速度、装料量、构成资料的性质。

一般混凝土搅拌的最

少时间规定为2min，往常每盘混凝土的最正确搅拌时间为2-3min，冬天施工时要适合的延伸搅拌时问。

（5）混凝土运输、浇筑、振捣

搅拌好的新鲜混凝土要立刻使用，防备在运输的过程中长时间没有搅动而发生离析或初凝；运输时间依据混凝土的坍落度及天气状况而定，一般不宜超出30分钟。

浇筑过程中正确的操作能够防备粗集料离析；依据经验，混凝土应当垂直着落，着落高度控制在

1．5m之内；混凝土应从管片模具两头的底部开始浇筑，下料速度应同振动成效般配：

使用棒式振动器时应当有规律的、间隔的垂直插入混凝土，使振动器交叠作用于混凝土的各个地方，作用半径约为棒径的

1．5倍，考虑到管片布筋较密，其作用半径应适合减小；有局部管片生产

采纳压缩空气振动器或振动台振动成型，要依据振动器的振动力及混凝土的坍落度确立振动时间及振动器开启的次序、数目，振动到混凝土内不再有大气泡冒出；但应防备过分振动造成的表面过多泛浆，增添泌水。

振捣是管片成型质量的重点工序，振动时间、混凝土坍落度、布料速度和振动器的效率等是构成振捣成效的四大要素。

所以在管片正式生产前，一定经

过模块试验和试生产来确立有关制作参数。

混凝土的温度应当不超出35。

C，并且在实质中尽量保持低温。

并使混凝土远离乏味的有空气流动的环境。

（6）混凝土抹面收光

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混凝土抹面分三步：

粗抹面（刮平）用直尺（最好选择振动刮板）初步抹平；中抹面（镘平）在混凝土析出水上涨到表面以前达成；精抹面（抹平）时混凝土硬化直到全部的析出水已消

失，用手按混凝土表面不留下大于2mm的印痕，抹平常将水泥和水带到表面，形成一层致密、坚固、圆滑的水泥沙浆面层；

抹面太早，或涂抹过分，惹起泌水量增添，产生塑性缩短，在管片外表面

产生细而不规那么的地图样开裂（龟裂）。

要依据浇筑的混凝土的性质和当时的天气

状况来调整三次收光的机遇。

管片的抹面收光不只关系到管片的外观质量，还

关系管片的持久陛等一系列问题。

（7）混凝土保养

欲发挥混凝土的最正确|生能，一定供应充足的水分来保证水泥水化，将孔隙率降低到能获取所要求的强度和持久性，并使混凝土因为缩短产生的体积变化最小。

一般一个盾构工程由几套模具来生产施工管片，所以就要求每日一套模具能够生产多个循环；往常采纳高温蒸汽保养，以提升混凝土的脱模强度，加速模具的周转率和场所利用率，

降低管片的生产本钱和保证管片供应。

①高温保养

当前，我国管片生产中主要采纳低压蒸汽保养。

低压蒸养最适合的温度范围在60-80摄时度之间。

详细蒸汽保养制度以现场试验为准。

图2为典型的蒸汽保养程序，混凝土成型以后、蒸养以前应在室温下保持一段时间，使混凝土管片经历的初步水化并改良其稳固性，这样可提升后期强

度；预养期的最正确时间往常为2～6h，这个时间的长短主要取决于水泥种类、最高保养温度、外加剂种类等，经过试生产时的试验实践来确立。

图2管片蒸汽保养曲线

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升温速度和预养期的连续时间有关。

假如混凝土经历了预养期，可采纳较

高的升温速度；往常要求使用尽可能低的升温速度；升温速度一般为10～15。

C／h。

混凝土在最高温度下的保养时间决定了其在保养时期强度增添的最大值。

保养温度最大值越高，保养时间就越短。

一般在高温保养到管片混凝土强度大于设计强度的40％后脱模。

在保养期结束时，已硬化的混凝土对热震的敏感程度要比新混凝土小的多，所以，对冷却速度的控制不需要象加热速度那样严格，但仍是最好将冷却速度控制在10～20。

C／h，防备降温速度过快，使混凝土出现裂痕；在管片温度与蓄水池水温相差不超出15。

c时，实时进行水养；在冬天，为了缩短降温时间，可采纳举措提升蓄水池水温。

在我国的北方冬天施工时能够考虑不进行水养，采纳喷涂保养剂的方法。

保养过程中应防备出现中止保养，中止保养不单影响混凝土的最后强度，并且}昆凝土也会遇到干湿循环的伤害。

②常温保养

从理论上讲，水泥完好水化需水量为水泥用量的20％-25％，而实质生产混凝土的水灰比广泛大于

0．3，所以无需供应额外的水分混凝土中也有足够的水分来保证完好水

化。

但是，实质上因为蒸发生用或因为集料等吸水，浆领会失掉局部水分，一旦混凝土中因为蒸发和白乏味失掉过多的水分而致使内部湿度降落到大概

80％，水化就会停止，强度展开也被克制。

并且这类降低在高强度混凝土（低水灰比）发生的概率大。

所以，应当在保养过程中供应额外的水分来保证混凝土最

大限度的水化。

蒸养时要注意让保养罩离管片表面10-20cm，以保证蒸汽在保养罩内循环流

通。

蒸汽保养结束后脱模、表记、修饰，以后管片一般进行要一周左右的漫水保养；混凝土希望尽可能长时间的湿保养，但实质施工过程中，为了提升施工

速度、降低造价，一定采纳折中举措。

研究发现，混凝土连续约7d湿养，其

28d强度最后能抵达28d湿养强度。

ACI混凝土保养标准准那么（ACl308）建议对大

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多半构造混凝土湿保养时间为7d或抵达规定抗压或抗弯强度的70％所需要的时间。

关于大概积混凝，最短保养时间应当长一些，假定掺有粉煤灰的混凝土，应

保养2周祥3周。

（8）脱模

在同条件下保养的混凝土试块的强度抵达要求的脱模强度后，依据模具操作手册一般先拆侧板，后端头板；脱模采纳专用吊具，安稳起吊，起吊时吊具和钢丝绳垂直；起吊后翻片机上成侧立状态；全部与管片接触部位都有柔性资料予以保护。

（9）管片检查

①每块管片都进行外观质量查验，管片表面应光洁平坦，无蜂窝、露筋、无裂纹、缺角。

稍微缺点进行修饰，止水带邻近不一样意出缺点，灌浆孔完好，无水泥浆等杂物。

②用游标卡尺丈量管片的宽度和厚度；钢卷尺丈量管片弧长；尼龙线查验管片的歪曲变形状况。

管片成质量量查验标准如表1。

表1管片成质量量查验标准

（10）管片修理、表记

①深度大于2ram，直径大于3ram的气泡、水泡孑L$11宽度不大于

0．2ram的表面干缩裂痕用胶黏液与水按1：

1-1：

4的比率稀释，再掺进适

量的水泥和细砂填充，研磨表面，抵达光洁平坦。

损坏深度不大于20ram，宽度不大于10mm，用环氧树脂沙浆修理，再用强力胶水泥沙浆表面填充研磨办理。

②合格管片表记，表记内容：

产品的型号、产品型号的生产积累号、生产El期；表记地点：

（A）内弯弧面右上角；（B）正对内弯弧面的右边端面上端。

（11）管片试验和查验控制

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①原资料质量控制查验

水泥、骨料、外加剂、掺合料、钢筋等依据标准的规定取样试验，合格前面可使用。

②混凝土生产质量控制查验依据每日检测骨料的含水率调整施工配合比；依据标准规

定的频次取样，制作混凝土抗压试块和抗渗试块。

③抗弯试验

管片正式生产前应做抗弯试验以考证管片成品的抗弯能力。

④抗拔试验

正式生产前做抗拔试验以考证管片吊装孔的抗拔能力。

⑤生产过程中的三环拼装试验

三环水平拼装试验以考证每一环管片模具之间的配合以及环与环之间的配合。

⑥管片抗渗试验

检查生产的成品管片能否抵达抗渗要求；

（12）管片运输堆放

管片应按生产日期及型号摆列堆放齐整，并放置在柔性垫木方，垫方厚度要一致，各层垫方地点在同一垂直线上。

管片堆放场坚固平坦，管片堆放、运输应内弧面向上呈元宝形堆放齐整，堆放高度以四块为宜。

防备管片成品损坏。

结束语

混凝土管片是对资料和成型方法都特别敏感的、强度、抗渗性、持久性、

外观质量、尺寸等要求都特别严格的高精度钢筋}昆凝土预制构件，而混凝土本

身是一种可变的资料，其性能跟着原资料产地及性能的不一样、施工工艺选择的

不一样、以及施工地区的不一样样要素的变化而发生变化；且管片施工过程中的每

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一个-tm／l,的步骤都可能影响最后的管片质量；所以关于管片的质量控制，只是靠各样原理统计仍是远远不够的，我们一定有效的应用这些原理，尽可能的多考虑可能影响管片质量的每一个渺小的要素，从原资料的选择上开始就依据当地的实质状况出发严格依据标准标准的规定和设计施工图纸的要求选择原资料，生产施工中对管片生产的每一个细节步骤都履行严格的标准程序化作业，对每一个施工步骤都进行严格、仔细的细节量化，并经过现场的管片试生产试验对各样细节量进行确认和改正。

只需严格依据混凝土管片生产施工工艺的每一个步骤、质量控制方法去履行、进行管片生产施工组织和质量控制，使管片生产的每一个步骤都处在现场能够控制的标准规定内，就能高效的生产出优良的钢筋}昆凝土管片。

参照文件：

1]GB50299—1999，地下铁道工程施工及查收标准[s]．

21GB50164—1992，混凝土质量控制标准[s]．

|3]3宋功业，邵界立．混凝土工程施工技术与质量控制[M]．中国建材工业第一版社，

2003．

张凤详，朱合华，傅德明．盾构地道．初版[M]．人民交通第一版社，

2004．[5]张志军．地铁盾构管片外观质量问题探析【J]混凝土与水泥制品，

2005，

2．[6]丁庆军，曾波，等．大手孔地道混凝土管片裂纹的成因剖析及改良措

施[J]混凝土，20067

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