关于盾构管片生产工艺流程的研究.pdf

1、r I 技术园地一一第2 8 卷2 0 1 0 年第1 0 期Z 缓歉。穗高丽瓦画一蟛獬也关于盾构管片生产工艺流程的研究董铁良(北京港刨瑞博混凝土有限公司，北京1 0 0 1 6 5)【摘要】结合北京地铁盾构管片施工过程中各工序的特点，对盾构管片生产工艺进行了系统分析，尤其是对管片质量影响大的工序进行研究，以期最大程度地提高管片的精度和质量。【关键词】盾构管片；生产工艺流程；研究【中图分类号】T U 5 2 8 0 6 3【文献标识码】B【文章编号】1 6 7 1 3 7 0 2(2 0 1 0)1 0 0 0 3 4 0 4S t u d yo nC r a f t w o r kF l o

2、 wo fS h i e l dS e g m e n tP r o d u c eD O N GT i e 1 i a n g(S e q i n gG a n g c h u a n g r e b oc o n c r e t eC o，L t d，B e o i n g1 0 0 1 6 5,C h i n a)A b s t r a c t：C o m b i n ew i t ht h ep r o c e d u r e sp e r f o r m a n c ed u r i n gB e i j i n gg r o u n dr a i l w a ys h i e l

3、ds e g m e n tc o n s t r u c t i o n，a n a l y s i ss y s t e m a t i cf o rt h es h i e l ds e g m e n tp r o d u c ec r a f t w o r k，e s p e c i a l l yf o rt h ep r o c e d u r eo fs e g m e n tq u a l i t ye f f e c t i v el a r g e l y，S Oa st oi m p r o v et h es e g m e n tp r e c i s i o n

4、a n dq u a l i t yf a r t h e s t K e y w o r d s：s h i e l ds e g m e n t；c r a f t w o r kp r o c e d u r e；r e s e a r c h盾构隧道预制混凝土衬砌俗称“管片”。国内自上世纪9 0 年代以来，随着隧道施工技术的不断改进，隧道施工质量得到了很大的提高，对管片的精度、质量要求也大幅度提高。以普通的地铁管片为例，对管片钢筋笼的精度要求达到5 m m，对成型管片的精度要求更是达到l m m，特别是对管片的宽度则要求误差在0 5 r a m以内。这样的精度要求，对于预制混凝土构件来

5、说是非常高的。鉴于业内对管片精度的高要求，迫使管片生产单位改进施工工艺，采用先进设备，以确保其生产的管片满足施工要求。笔者在北京最大的管片生产厂工作多年，长期对管片质量影响大的工序进行跟踪分析与研究，以期最大程度地提高管片的精度和质量。管片生产过程有大大小小工序几十道，每道工序都很关键：管片钢筋笼制作过程中关键要控制钢筋骨架成型精度、作者简介：董铁良，男助理t 程师主要从事混凝-1=预制构件及盾构管片的加工与生产工作。3 4-钢筋骨架定位精度以及钢筋焊接质量；而在管片车间要控制混凝土浇捣、蒸汽养护、脱模起吊、管片翻身、模具合拢、收面等工序；其他环节，如混凝土配合比的确定、混凝土搅拌、管片水养护

6、、堆放、自然养护等也有很多值得研究的地方。1 管片生产工艺的研究1 1 管片成型后的外观质量与模具的精度控制1)模具组装均衡用力拧至牢固。特别注意，严格使吻合标志完全对正位，并拧紧螺栓，但不得用力过猛。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问位置向两端顺序拧紧；严禁反顺序操作，以免导致模具变形。2)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，不合格的进行及时调校，必须达万方数据到模具限定公差范围，以保证成品精度。3)钢模橡胶防水密封条检查钢模橡胶防水密封条属易损件，应每天检查并留有足够的备用件。检查方法：每个工作日由组模人员目视检查是否有破损现象

7、。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。1 2 钢筋笼制作与运输1)钢筋笼制作工艺流程钢筋原材料检验一调直、断料一弯弧、弯曲_ 部件检查_ 部件焊接一钢筋骨架成型焊接一钢筋笼检验。2)钢筋笼制作工艺要点严格控制钢筋的原材料质量，未经检验和试验不合格的钢筋不得使用。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一律清出。钢筋在设计好的“钢筋靠模胎具”内用C O：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、间距及焊接牢固隋况、焊接烧伤情况，钢筋笼加工应严格按照表1 进行自检和监理检查

8、。表1 钢筋骨架成品允许误差检查项目允许误差(h i m)主筋间距+1 0 一1 0弯起钢筋的弯折点+1 0 一1 0箍筋的部位长度5分布筋长度+l O 一l O分布筋间距+5 一5骨架长、宽、高+5 一1 0主筋保护层+5 一3箍筋间距+l O 一l O环、纵向螺栓7 L畅通内表面平整检查后进行标识，不合格的钢筋笼应予报废，不得用于管片生产。钢筋笼检验合格后，用门吊将钢筋笼放置在存放区，使用时用转运车辆将其运到混凝土车间。钢筋笼存放时要采取防雨防锈措施。1 3 钢筋笼骨架入模及预埋件安装1)由专人按模具的型号规格将钢筋骨架、预埋件、灌浆头、预埋弯管等，分别摆放在模具附近指定位置备用。丘j 譬

9、匿量岁舭2)检查钢筋骨架是否有质检员悬挂的合格标识牌，合格后安装上保护层垫块。塑料垫块根据不同部位分别选用偏心飞轮形和支架形两种。其中，支架形用于底部支撑：偏心飞轮形用于侧面支撑。3)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，不积聚、不流淌。4)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。5)安放预埋弯管时，对准手孔座孔位处事先安放的垫圈，固定弹簧顶针。6)螺杆头部必须全部插入到手孑L 座的模孔内，防止连接不紧出现缝隙造成漏浆现象。7)专人检查各附件是否按要求安放齐全、牢固，不符合要求的必须进行修正。8)检查钢筋骨架保护层垫块是否安放正

10、确，保证主筋保护层厚度误差为一3 十5 m m。1 4 混凝土搅拌与运输1)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；对混凝土立方体试块进行强度及抗渗试验，以检验混凝土配合比是否满足抗渗和设计强度的要求：对管片吊装孔进行抗拔试验，以检验其最大抗拔能力。2)为保证混凝土性能的稳定，定期检验混凝土搅拌站上料系统、搅拌系统和电子称量系统，保证机器运行精度。试验室设专人检查混凝土的搅拌质量，坍落度值一般控制在3 0 7 0 m m 为佳。3)冬季施工时，为保证混凝土的性能，采用温水搅拌，如气温较低应适当对砂石进行加热。搅拌时先加入砂、碎石，后加入水泥、外加剂，且保证搅拌时间不

11、少于l m i n：混凝土拌制后及时放入料斗，用专用混凝土运输车运到混凝土车间进行浇筑，混凝土应随拌随用。1 5 混凝土灌注、振捣1)浇筑前必须按规定对组装好的模具进行验收，发现任何不合格项目均应通知上道工序返工，经验收合格后取走挂在钢筋笼上的标志牌表示可以浇筑。2)只有被确认坍落度在设计配合比范围内的混凝土才可使用；否则应废弃。3)采用附着式整体振动器振捣，振动至混凝土与3 5 万方数据r“”l 堇查旦丝豁I 口c c h m c a tS c o p e侧板接触处不再有喷射状气泡、水泡，并均匀为止。振捣过程中须观察模具各紧固螺栓、螺杆以及其他预埋件的情况，一旦发生变形或移位，立即停止浇筑、

12、振捣，并尽快在已浇筑混凝土凝结前修整好。4)全部振动成型完成后，抹平上部中间多余的混凝土。1 6 管片抹面打开顶板的时间一般在混凝土浇筑后4 5 r a i n 左右，具体时间随气温及混凝土凝结情况而定。打开项板时注意插牢顶板插销，以防顶板落下伤人。粗抹面：使用木抹子，去掉并刮平多余混凝土(或填补凹陷处)，使混凝土表面平顺。中抹面：待混凝土表面收水后使用铁抹子进行光面，使管片表面平整光滑。精抹面：用手指轻按混凝土，有微平凹痕时，用铁抹子精工抹平，力求使表面光亮无印痕。在混凝土浇筑完l h 左右，拔出芯棒并及时清洗干净，涂抹黄油后放在模具的指定位置。1 7 管片蒸汽养护采用蒸汽养护，以提高混凝土

13、脱模强度、缩短养护时间。蒸汽养护要有专人负责，从而为加快模具周转创造条件。混凝土初凝后合上模具盖板(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。混凝土浇筑完成后静置约2 h，加盖养护罩，引入饱和蒸汽进行养护，升温时间控制在2 3 h。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I O C 1 5，不得超过2 0。恒温阶段一般在1 5 h 左右。蒸养温度为5 0 6 0，最高不超过6 0 C。降温时间必须控制在1 5 h 以上。到达规定的蒸养时间后关上供汽阀，部分掀开养护罩，让模具和混凝土自然冷却1 h 后再全部揭走养护罩，0 5 h 后开始脱模

14、。具体如表2 所示。管片出模后要加强水养护，以提高混凝土后期强度。1 8 管片脱模混凝土降温后将混凝土试块送试验室进行试压。强度达到设计强度的4 0 以上或2 0 M P a 以上时，接试3 6 一表2 管片蒸汽养护制度表项目参数管片静置时间2 h升温梯度(1 0 1 5)，l l蒸养最高温度6 0 恒温时间1 5 h(根据季节温度定)降温梯度1 0 l脱模时与外界的温差2 0 验室通知后开始脱模。在管片脱模时，当管片自身温度与大气温度差不超过2 0 C 时方可脱模。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，振动脱模。脱模必须使用专用吊具，建议使用真空吸盘机进

15、行管片脱模工序。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9 0 0 翻转，再换专用吊具将侧立的管片吊至临时存放场。脱模过程中严禁锤打、敲击等野蛮操作。1 9 管片水池养护及喷淋养护用专用管片转运车辆将管片转运到水养池旁，再用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7 d 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场的喷淋养护区。管片转运过程中应轻吊轻放，防止损坏管片楞角：喷淋养护时应设专人经常喷淋，避免管片表面出现干燥无水情况。在北方的生产厂家冬季不宜采用水养护。1 1 0 管片最终检验1)成品尺寸检验用O-。2

16、1 0 0 m m 和0-。5 1 0 m m 量程(根据管片设计尺寸配置)的游标卡尺分别测量管片的宽度和厚度；用5 m 规格的钢卷尺测量管片弧长；用5 0 m 钢卷尺对扭曲变形情况进行检验i 每块管片都进行外观质量检验，管片表面应光洁平整，无蜂窝、露筋、裂纹、缺角。对轻微缺陷进行修饰，止水带附近不允许有缺陷，灌浆孔应完整，无水泥浆等杂物。其成品质量标准如表3 所示。2)三环试拼装管片正式生产前和每生产2 0 0 环管片后，由于管万方数据表3 单块管片成品质量标准序号检验内容检测要求允许误差(m m)宽度测3 点：t O 5l外型尺寸弦长、弧长测3 点l厚度测3 点+3 一12混凝七强度设计标号3混凝十抗渗设计标号模可能尺寸不够精确或生产过程中振动变形，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。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2 m m 以内；制作1 2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，再放邻接块，最后放入封项块。