钢筋混凝土盾构管片预制技术研究

范江勇 张刚

摘要：盾构施工技术中，作为支护结构的预制硅管片要求具有高强度、高精度、高质量、高抗渗性能和较高的外观质量，它对隧道的长期稳定性和安全运行起着至关重要的作用。管片的研究涉及到管片材料，管片结构型式、几何尺寸，管片的拼装方式、防水处理、管片强度，管片耐久性能等方面的问题。本文主要对钢筋混凝土盾构管片的预制技术进行研究探讨，以供参考。

关键词：钢筋混凝土；盾构；管片；预制技术

1 盾构预制管片工艺流程

1.1 钢筋工程

①钢筋加工。通过原材料检验合格的钢筋，严格按照设计图纸的要求在有防雨、防污染的加工车间内进行加工。②钢筋笼焊接与安装。钢筋笼二氧化碳低温保护焊；安装时，管片钢筋的保护层垫块采用高强度塑料支架。鋼筋入模工序完成后，经质检员检查合格，并详细记录后报监理工程师进行隐蔽工程验收，合格后进入混凝土浇捣作业。

1.2 模具

高精度的模具生产出高精度的管片。模具的质量直接影响着管片的尺寸精度、表面裂缝、气泡等问题。在进行管片生产前必须检测模具的宽度、高度、内外径、弧弦长、纵向环向芯棒孔径、中心距，其尺寸偏差必须满足设计要求，不符合质量标准的不得用于管片生产，并定期按照规范要求每生产100环管片的周期对模具进行检测，按照500环的周期进行强制大修。清理模具需做到全面彻底，在进行开、合模具时必须按照模具的开、合顺序进行，延长模具使用寿命。

1.3 混凝土施工

管片清水高性能混凝土需要更为严格地控制混凝土施工质量，计量搅拌方面选派经验丰富、责任心强的搅拌司机负责搅拌混凝土，确保计量准确保证混凝土坍落度80mm-100mm。采用气动附着式振动器振捣成型，严格控制混凝土振捣时间以避免过振和漏振，当混凝土表面停止沉落或沉落不明显、混凝土表面汽泡不再显著发生或己泛出灰浆时停止振捣，确保振捣密实质量，避免弧型制品出现蜂窝麻面、大气泡等外观质量问题。

1.4 管片的蒸养

①浇捣及抹面结束，应覆盖防水薄膜静养约小时，方可开始蒸养。

②养护坑罩在蒸养前安放完毕，不应有间隙。蒸养制度可随季节等因素进行调节，总蒸养时间约一小时。

③管片蒸养必须严格分静停、升温、恒温、降温等四个阶段。蒸养温度控制升温速度每小时不超过℃，达到恒温温度-℃时，保持恒温时间一小时，自然降温速度每小时不宜超过℃，可分次慢慢拉开坑盖门，达到与外界温差小于℃为止。

④在整個蒸养过程中安排专人负责，蒸养工应注意温控仪表的准确性与灵敏度，调节控制养护坑内温度的均匀性，并做好实测温度记录。

⑤管片经蒸养后以同条件养护的试件的抗压强度达到设计强度，养护坑内温度降到与外界℃的温差以内方可开坑、脱模。

1.5 脱模

起吊混凝土管片工位出模坑道端第一个工位为管片脱模工位，小车模具小车从出模小车行进到流水线上后并在脱模工位完全停靠后，作业人员采用空气扳手接空压机管道开模，大大提高开合模效率（开模用时平均每片2min）。脱模工位的作业人员同时将进行管片脱模作业，依规定顺序将模具侧模、端模固定螺栓拆开。用真空吊具将管片从模具中吊起，并摆放到指定的管片临时储存修补区。

1.6 管片养护

为加快模具周转创造条件，提高混凝土脱模强度，缩短养护时间，采取蒸汽养护和浸水养护。蒸汽养护温度与时间应根据环境气温进行相应调整，避免出现外弧面裂纹。管片脱模静置一段时间后，在养护池中进行浸水养护，养护周期不得小于14d，最后进入自然养护。

1.7 防迷流检测

地铁杂散电流（俗称迷流）防护的重要措施之一是地铁隧道管片的防迷流设计。所谓隧道管片的防迷流设计是指将隧道内的钢筋全部电气连通，并通过铁垫圈将电气连接点良好引出。测定管片内部钢筋电气连通和引出点电气连通质量最直接的方法就是测定管片连接点的电阻。按每30环管片选择一环做防迷流测试，单块管片环向交流阻抗或纵向交流阻抗要求不大于5×10-3欧姆，整环管片任意两点的交流阻抗要求不大于1.5×10-2欧姆，相邻环管片任意两点的交流阻抗要求不大于2×10-2欧姆。若任一片管片的迷流指标不符合标准，则根据监理工程师的要求扩大检查范围，对检查出的不合格品不得用于工程中。

2 管片生产质量控制措施

2.1 管片质量控制

在吊装过程中，脱模吊装必须使用专门吸盘牢牢吸住管片的固定位置（中间位置）并确保吸盘与管片贴合紧密（真空度压力达到85%以上），在起吊之前确保松动与管片的各种连接；起吊时要缓慢，防止磕损管片及对模具造成不必要的伤害。在码放过程中的管片调运中的吊装是采取吊带吊运，严格控制吊运速度，防止碰撞损坏管片。在管片码放和运输过程中，管片码放高度需要结合存放场地的地基承载力、管片出模强度和管片承压强度等相关因素验算后确定，在地基承载力足够的情况下正常码放最高能达到6层。当采用内弧面向上的方法贮存时，各层垫木应位于同一直线，两条直线相交于管片圆心；采用单片侧立方法贮存时，上下层管片应一一对应，不得错位。运输管片时，每层之间应有支垫且必须稳固，同时应采取防护措施防止碰撞损伤。

2.2 管片养护质量控制

管片砼浇筑后蒸养前要静停约2h，具体进行时间可根据气温变化适当调整。蒸养时升温速度应控制在10～15℃/h，蒸养后管片表面温度与环境温度差≯20℃。管片脱模强度要在24MPa以上，严禁强度不够进行脱模。管片脱模后要进行保湿降温，避免管片由于失水产生裂纹，降温后必须保证水养7天以上，以促进管片砼强度平稳增长，从而保证管片混凝土的质量和性能满足设计要求。

3 结束语

盾构法施工是一项世界先进水平的技术，作为盾构围护结构钢筋硅管片，对隧道的长期稳定性、耐久性、安全性起着至关重要的作用。迫切需要生产厂家生产出高质量、高精度的钢筋硷管片。

参考文献：

[1]魏龙.有关预制钢筋混凝土盾构管片生产质量控制的研究[J].低碳世界，2014，（21）：261-262.

[2]谈永泉，杨鼎宜，俞峰，许晓东.我国预制混凝土衬砌管片生产技术及标准现状[J].混凝土与水泥制品，2011，（02）：25-30+34.