TBM隧洞预制混凝土管片生产质量控制

彭花珍

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概况

山西省东山供水工程施工十一标TBM隧洞工程，隧洞全长15.460 km，其中TBM掘进施工段长为14.635 km，开挖断面为圆形，直径4.16 m。TBM施工段二次衬砌采用六棱形混凝土预制管片，管片厚25 cm，宽1.2 m，内径3.4 m。混凝土强度等级为C45。 根据围岩类别分A-1、A-2、A、B、C、D、E七种类型（见表1），每种管片分顶管片、侧管片、底管片三种。

2 管片生产质量控制检查流程

管片生产品质量控制检查流程见图1。

3 原材料的质量控制

3.1 钢筋

钢筋采用热轧钢筋，主要性能应满足设计要求，并作抽样检验。

1）钢筋分批试验，以同一炉（批）号、同一截面尺寸的钢筋为一批，取样的重量不大于6 0 t。

2）在每一验收批中取试件一组（三根拉力，三根冷弯）其取样方法应随机抽取三根钢筋后，截去端头处50 cm长，从每根钢筋上各取一根50 cm长试样（共三根）组成一组试件。

3.2 水泥

水泥为散装普通硅酸盐水泥（P.O 5 2.5）。水泥应有生产厂家的出厂证明书（合格证和品质实验报告）。

表1 管片类型及适用范围

图1 管片生产质量控制检查流程

本工程管片混凝土使用散装水泥，其他使用袋装水泥。每批水泥应取样检测，散装以400 t、袋装以200 t同品种、同标号水泥为一个取样单位。散装不足400 t、袋装不足200 t时也应作为一取样单位。委托实验单位应有相应资质等级。

3.3 外加剂

为了提高管片混凝土的性能和生产效率、改善和易性，在管片混凝土中加入减水剂、引气剂。

进入现场的减水剂、引气剂应有生产厂家的质量证明文件。减水剂以5 t为一个取样单位，引气剂以200 kg为一个取样单位进行检测。

3.4 水

为保证混凝土拌和及养护用水的质量，应对水质进行检验，委托单位应具有相应资质等级。

本工程混凝土拌和及养护用水为附近河道中的河水（属于地表水）。

3.5 骨料

粗骨料应严格控制超、逊径含量。超径应小于5%，逊径应小于10%。

细骨料采用天然砂。应质地坚硬、清洁、级配良好，细度模数控制在2.2～3.0范围内。每班应对粗骨料和细骨料的含水率进行检测，控制标准，砂±0.5%，碎石±0.2%，每班至少两次。

3.6 脱模剂

脱模剂有内脱模剂和外脱模剂，本工程上用的为内脱模剂。

本工程混凝土脱模剂用于管片混凝土浇注前涂抹在管片模具内，以使浇注后管片与模具不致粘在一起不易拆模，影响混凝土表面的光洁度。脱模剂在使用前应进行化学检验，合格后使用。

4 各生产工艺的质量控制

4.1 模具清理上脱模剂

为了保护模具不变形，清理模具时应有有经验的工作人员来完成，清理工具要采用专用的铲刀、钢丝刷、钢丝球及铁钩等。待模具清理干净后，涂刷脱模剂，注意脱模剂要涂刷均匀，避免多刷、漏刷。多刷容易流集在模具边角处，占用混凝土的浇筑空间，导致混凝土管片边角缺陷；漏刷会导致混凝土与模具粘接，容易造成混凝土管片缺棱掉角、蜂窝麻面等缺陷。以上工作完成后，经质检员及现场监理查看确认后进入下一道工序。

4.2 钢筋笼制作、模具内钢筋安装

钢筋笼的制作在钢筋车间完成。每个钢筋笼制作完毕，需经质检员与监理现场确认粘贴合格标签。然后，由生产车间内吊车吊入模具内，技术人员调整到正确位置，准备浇筑混凝土，整个过程有质检员及监理跟踪检查。

4.3 钢筋笼检查、闭合模具

闭合模具前，再次检查钢筋笼位置是否正确，保护层厚度是否符合设计图纸；钢筋笼有无变形，垫卡是否牢固等。确认无误后方可闭合模具。

4.4 拌和混凝土、浇筑、抹平及养护

安装好钢筋笼的模具由生产线运送至震动平台上。

混凝土在拌和站搅拌完成后，用混凝土吊罐将其运送至模具上方浇筑混凝土，同时启动震动平台，注意振捣密实，且避免过振。管片浇筑完毕抹平后，由生产线运送到小台车上，再由小台车运送至蒸养室养护。浇筑过程中由实验人员取混凝土试块，同浇筑完毕的管片一同送入蒸养室养护。以上工作由施工员、质检员与现场监理人员旁站管理监督检查。

4.5 拆模及标记管片、管片室内养护

管片蒸养完成后，由小台车将模具运送至生产线一端进行拆模，然后由吊车将其吊到翻片机上，翻转管片，然后由叉车运送到室内管片堆放处，进行室内养护，时间一般为24 h。

注意拆模时观察模具与混凝土的粘接情况（是由脱模剂涂刷不均匀、钢筋安装过程中人身曾摸等引起的），如有粘接情况要及时采取措施处理，如轻敲打模具与混凝土粘接部位等方法。避免或减少混凝土管片的表面损伤、缺棱掉角的现象。

与管片一同进行蒸养的混凝土试块，在管片蒸养完成时要进行抗压强度实验。如合格，管片堆放室内静养，不合格标记管片，视情况报废或处理或用在特殊部位。

4.6 检查管片、管片的最终检查

管片室内静养完成，经检查（主要是外观检查）无误，运送至管片堆放场存放，粘贴止水条，由平板车运送到工地。管片的最终检查主要是外观检查，看在运输过程中有无磕碰，无磕碰的进洞使用，磕碰不严重的修补使用，严重的废弃。

5 止水条质量检查

隧洞三道止水防线，岩体固结灌浆止水、豆砾石回填灌浆止水、管片止水条止水。

管片止水条止水是最内测的一道。本工程采用的止水条为遇水膨胀止水条，采用粘结剂粘贴在管片环向预留槽内（粘结剂的粘结力应不小于止水条扯断强度的50%），起防止外水内渗和内水外渗的作用。外形尺寸应符合设计图纸要求。

遇水膨胀止水条的进场，应提供经认证的由检验部门出具的合格证书，并提供模拟止水条使用条件下的压缩变形过程的应力应变试验资料。遇水膨胀止水条均在洞外完成安装。

遇水膨胀橡胶止水条进场后，由质检人员取样，委托有相应资质的实验单位进行化学检验，主要性能指标应满足设计要求，不能满足设计要求的不使用。

6 管片的外观检查及缺陷修补

6.1 管片的外观检查

1）表面情况检查内容包括：

漏筋、孔洞、蜂窝、裂缝、联接部位缺陷、外形缺陷，外表缺陷和外表沾污。质量要求及检验方法见表2。

2）管片尺寸应在表2规定的允许误差范围内：

表2 管片的外观质量要求及检验方法

6.2 管片缺陷修补

若混凝土管片缺陷超出表2中的质量要求标准，应采取补救措施，缺陷严重报废处理，并做好详细记录。

1）对于混凝土管片表面的蜂窝麻面、缺角掉边或其他损坏的缺陷，在修补前，将缺陷部位的浮动混凝土块、薄弱的部分、灰尘等清除干净。采用比原混凝土强度等级高一级的砂浆填补缺陷处，并予以抹平。

2）在管片表面裂缝的缺陷方面，若出现影响结构性能的裂缝，作报废处理。不影响结构性能和使用的少量裂隙，且缝宽小于0.2 mm，用环氧树脂涂抹处理；缝宽大于0.2 mm的裂缝，凿一条宽1 cm的槽，深度大于裂缝深度，用压力水冲洗干净，采用比原混凝土强度等级高一级的砂浆填补缺陷处，并予以抹平，洒水养护。