浅谈盾构管片预制厂的标准化建设与管理

段德恩 游连章

(中交三航局厦门分公司 福建厦门 361006；厦门轨道交通集团有限公司 福建厦门 361008)

浅谈盾构管片预制厂的标准化建设与管理

段德恩 游连章

(中交三航局厦门分公司 福建厦门 361006；厦门轨道交通集团有限公司 福建厦门 361008)

以中交三航管片厂为例，主要介绍管片厂标准化的建设与管理。根据盾构预制混凝土衬砌管片的生产特点，建立相应的标准化厂房、流水线、养护设施及堆场，利用信息化的方式串联整个管片预制生产过程。

地铁轨道；管片厂；标准化；建设

0 引言

随着国内城市地铁轨道交通建设的快速发展，盾构混凝土预制衬砌管片(以下简称“管片”)作为隧道的永久支护结构，其质量要求非常重要，单独建厂来生产管片，有利于全过程的质量控制及管片全生命周期的追塑管理。随着管理要求的不断提高，怎样建设好一个标准化的管片厂，关系到企业的形象和管片质量的好坏。目前,国内管片企业生产工艺主要有以下几种方式:固定模具法、机组流水法和流水传输线法。我国80%以上的管片生产企业采用前两种方式，固定台座法和机组流水法是非常常规的一种预制工艺，该工艺效率低、能耗高、占用空间大、劳动强度高，且过分地依赖桁车、门机吊运，因此是一种落后的生产工艺。与之相反，流水传送法则是一种较为先进的生产工艺。该工艺通过模具传送系统将管片生产的各工序固定在相应的位置，从而实现定人定岗的工序细分；通过砼的上料系统和浇注系统实现管片砼浇注的自动化，大大降低对车间桁车的依赖；通过智能蒸养系统实现对管片集中智能养护，有效降低了蒸养的能耗。该工艺需要硬件和软件的支持，即成套可靠的流水线传输设备和自动控制系统的软件。本文介绍流水传送法生产工艺，该工艺的核心是智能自动化流水线，这代表了最先进的管片生产工艺 。该工艺关键的难点是流水线相关设备应具备性能稳定、可靠性好、易于维护、安全性能好，同时还应具备自动化程度高、生产效率高的特点[1]。

近年来，国家大力发展城市轨道交通建设，工期紧、规模大、周边环境复杂。盾构管片制作作为轨道交通建设的一个分部工程，其重要性是不言而喻的，人们开始重视盾构管片标准化施工，结合形势发展的需要和人们的创新智慧，建立标准化管片制作工厂，利用信息化方式，使管片厂的标准化文明生产施工管理实现更专业、更全面、更系统、更精细、更完善，从而更好地推进和提升城市轨道交通建设管理水平。

1 管片厂建设、布局

管片厂位于湖里区殿前一路1221号，总占地面积约6hm2。管片钢筋车间126m×27m，日可加工管片钢筋笼30环以上。管片2#生产车间94m×30m，占地面积约0.282hm2，管片生产流水线采用全轮轨式自动化流水生产线方式，含1条生产线和5条蒸养线，生产线可投入12套气动附着式振捣模具，日生产量达30环。管片养护设计1个62.5m×27.4m×3.1m养护水池，水池分8个仓，可同时养护240环管片，能满足30环/日循环生产要求。水池旁设计1个54m×30m的喷淋养护区域，可满足30环/日的喷淋需求。

管片堆场分为4号线、3号线堆场，4号线堆场布置3台40t门式起重机，3号线堆场布置2台40t门式起重机，3、4号线占地面积约1hm2，可堆放约2 200环管片。

2 核心技术

2.1 钢筋车间

钢筋车间分钢筋原材堆放区，原材加工区，焊接区，存放区等，钢筋车间布置如图1所示。

车间内配有8台5t桁车，1台数控切断机，如图2所示，2台数控弯曲机，如图3所示，2台半自动弯弧机，如图4所示，CO2焊机等。

图1 钢筋车间布置图

图2 数控切断机

图3 数控弯曲机

图4 半自动弯弧机

该厂开发管片封闭箍筋自动焊接机器人，如图5所示，能有效提高箍筋焊接质量，使箍筋焊接效率提高3～4倍。

图5 自动焊接机器人

图6 钢筋成品与半成品堆放

图7 弧度检测平台

图8 钢筋骨架堆放平台

钢筋原材料、构件、半成品、模板、管材、块料必须指定地点分门别类存放整齐，堆放平稳。钢筋原材料采用混凝土U字型条形墩存放，钢筋半成品采用钢结构架子存放，如图6所示。

制作钢筋骨架弧度验收平台，如图7所示，使检测者可以非常方便地对管片钢筋骨架的弧度进行验收。当弧度不满足要求时，则将骨架吊进胎膜重新进行调整。据管片的内弧面主筋弧度，设计制作钢筋骨架堆放平台，如图8所示，使骨架整体均匀受力，可堆叠存放6层钢筋骨架，即使长时间的堆放，也不易变形。

单个管片钢筋骨架由一个操作者单独完成，操作者通过管片建档智能一体机为自己完成的钢筋骨架悬挂管片身份标示牌，如图9所示，该标示牌包含了电子标签及可视标签两部分。标签中包含了管片骨架的基本信息，如管片类型、分块号、骨架的制作者以及验收者，这些信息同步在网络数据库中保存。

图9 管片身份标示牌

2.2 生产车间

管片生产车间内分蒸养房、中央控制室、流水线、振捣房、修补区域、参观通道、值班室、应急救援仓库等。生产车间布置如图10所示。

图10 生产车间布置图

管片厂采用以自动化流水生产线为核心的流水传送法工艺，该工艺充分考虑了钢筋笼、混凝土浇筑和管片运出时的空间分配，不会发生相互干扰，使这三种物流进行合理的流动。从而降低劳动力的需求量以及工人劳动强度，其次大幅度提高了管片预制生产效率和模具的周转使用率。管片模具如图11所示，采用铰式开启方式，具有定位精度更高且易于调整，其次模具的止浆措施也更为严密，不易产生漏浆现象。217Hz的高频附着式振动恰能使砼中的水泥砂浆产生共振，即做谐振振动，这种振动衰减小，振幅达最大值，使水泥砂浆迅速的液化，密集的填充粗骨料间的间隙，排出气体，使管片砼在短时间内达到高效振实的效果，同时可以取得绝佳的外观质量。

图11 管片模具

图12管片预制各区域技术参数显示屏及二维码打印一体机

蒸养房包括降温区、恒温区、升温区、预蒸养区、静养区，各区域用门隔开，车间显眼处设置显示屏，如图12所示，当采用蒸汽养护时，应经试验确定管片混凝土的养护制度，同时管片的蒸汽养护应满足规范的要求。采用先进的传感器和红外测温仪，实时采集管片生产车间各部位的环境温度，并传输至大屏幕显示器，方便施工操作者可以实时地查看各区域的养护数据，并进行温差控制和处理。生产车间设有管片二维码标签打印一体机，如图12所示，提供管片实时动态图查询和二维码标签打印服务；另摆放一台静脉考勤机，事先记录人员名字和所对应的工作岗位，上岗人员进行考勤后便对应到当天管片工序的实际操作人员，例如清模人员、装模人员、抹面人员等。

2.3 养护水池

管片厂养护水池内有8个仓，每个仓接有温度和PH值感应器，周围设有平台栏杆，栏杆1.2m高，涂刷黑黄漆，仓内设有踏步和水位标尺，方便人员下到水池和观察水池水位。水池配备增压泵，通过预埋管道进行抽水放水作业。养护水池如图13所示。

图13 养护水池

图14 管片喷淋养护

2.4 管片喷淋场

管片喷淋采用门机悬挂喷淋管行走喷淋，使存放的管片全方位保持潮湿养护，喷淋区域设置数条水渠，喷洒出来的水通过水渠流入蓄水池，达到水循环使用目的。管片喷淋养护如图14所示。

2.5 管片堆场

管片应按分块类型集中分区(共6个区，即F、B1、B2、B3、L1、L2)存放；在分区存放的基础上再按管片衬砌类型再细分，如P1、P2、P3。现场建立标识牌，按区分类型进行存放;管片堆场基础应坚实，并做好排水措施；管片侧面立放以3层为宜，当管片内弧面向上平放时，以5层为宜。当确实需要堆放更高的层数时，应对管片进行受力分析验算；管片侧面立放，底层为5cm×20cm的砼条形基础，中间层采用5cm×20cm的板方材支垫；内弧面向上平放时，采用专用堆存钢平台支架。管片堆场如图15所示。

图16 质量保证体系图

图15 管片堆场

3 质量控制

为确保管片的预制质量，有效运行GB/T19001-2008、GB/T24001-2004、GB/T28001-2001质量、环境、职业健康安全管理体系[2-4]，严格按照体系要求组织生产，以全面质量管理的理念，实行全员、全面、全过程的管理。针对该工程，从人、机、料各个方面采取技术措施，以保证管片产品质量，如图16所示。

4 结语

厦门轨道交通管片厂的建设，立足于标准化推进的相关过程和要求，以技术为核心，通过标准化将生产中重复的流程进行简化和分析，变为标准技术控制，使理解和操作不因个人能力高低而产生分歧，减少或避免无效或低效的操作和流程，最终达到提高工作效率和生产质量的目的，可为新建管片厂标准化建设提供参考。

[1] 郭振国.盾构管片自动化流水线施工技术[J].城市道桥与防洪,2010(5).

[2] GB/T 19001-2008 质量管理体系要求[S].北京：中国标准出版社，2008.

[3] GB/T 24001-2004 环境管理体系要求及使用指南[S].北京：中国标准出版社，2004.

[4] GB/T 28001-2001职业健康安全管理体系[S].北京：中国标准出版社，2001.

Talking about the Standardized Construction Management of Segment Factory

DUANDeenYOULianzhang

(Xiamen Branch, Communications Corporation, Xiamen 361006; Xiamen Rail Transportation Group Co., Ltd., Xiamen 361008)

This paper chinatransportation Sanhang segment factory as an example, introduces the construction and management of factory standard segment. According to shield precast concrete lining production characteristics, establish a standardized plant, the corresponding line, maintenance facilities and storage yard, using the information of series the whole production process of precast segments.

Subway segment; Plant; Standardization; Construction

段德恩(1986.10- ),工程师。

E-mail:31331224@qq.com

2016-11-29

TU278

A

1004-6135(2017)03-0054-06