盾构隧道混凝土管片制作施工工法
高铁隧道混凝土预制管片制作工法
高铁隧道混凝土预制管片制作工法1 前言随着各大城市地铁交通的迅猛发展，造价低、机械化程度高的盾构法施工技术应用得越来越广泛，而标志隧道总体质量水平的管片使用数量也越来越多。
管片是隧道预制衬砌环的基本单元，管片的类型主要有钢筋混凝土管片、钢纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。
管片按拼装成环后的隧道线形分为直线段管片、曲线段管片及既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片，其中曲线段管片又分为左转弯管片和右转弯管片。
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。
盾构管片的质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能，对控制隧道的质量，保持隧道的线形和保证地铁隧道使用寿命起着关键作用。
本文将围绕钢筋混凝土预制管片详细介绍其生产制作相关施工技术。
图1 高铁隧道钢筋混凝土预制管片2 制作方法的特点（1）工厂生产，管理集中，施工作业规范化，程序化，标准化；（2）高精度组装模具，减小误差；（3）先进的蒸汽养护系统，质量可控；（4）合理的机器与人工配比，成本可控；（5）优化的施工组织设计，进度可控；（6）精细化的生产管理，整体目标可控。
3 适用范围本工法适用于以混凝土为基体材料，预制钢筋混凝土管片生产制作的施工。
4 工艺原理本工法涉及钢筋混凝土预制管片生产制作工艺，主要关键技术有以下方面。
（1）NTP智能蒸汽养护系统：NTP智能蒸汽养护系统具有以下优点：1、高效节能采用进口燃烧器，使燃油充分燃烧，附合国家环保要求。
蒸汽燃气同时供热，换热效率达98%。
实行智能化间歇加温技术，在保证养护质量的前提下节省能耗，降低成本。
2、微电脑控制温度-时间曲线，大大提高养护质量，具有微电脑智能化控制系统，微电脑智能化系统按要求进行智能化控制，使养护的温度-时间曲线达到技术要求，从而使养护更具有科学性。
图2 NTP智能蒸汽养护系统（2）高精度焊铁架：结合钢筋混凝土预制管片，设计了R、L两款高精度焊铁架，简化钢筋笼绑扎难度，每日生产钢筋笼16件。
盾构管片的生产工艺
盾构管片的生产工艺摘要：盾构法目前在国内已经日趋成熟。
管片生产是盾构中必不可少的一部分。
在此作者以长株潭城际铁路一标的管片生产为例，介绍管片的生产工艺和控制要点。
关键词：管片、原材料、配合比、生产、养护、拼装、检漏Abstract:Shield has matured in our country at present. Segment production is an essential part of the shield. In this article, the author introduces the segment production process and control points based on the city rail among the cities: Changsha Zhuzhou and Xiangtan.Keywords:segment、raw material、production、curing、place joint、check penetration中图分类号：D412.64文献标识码：A 文章编号：引言：盾构是有钢构保护的、在掘进中可提供平衡水土压力并能完成管片拼装作业的隧道掘进机。
盾构法目前在国内已经日趋成熟，由于盾构施工在工期、质量、安全等诸多方面的优势，一些城市的其它地下工程(过江隧道、输水管道等)也越来越多的采用盾构施工。
但是由于盾构在隧道内拼装的钢筋混凝土管片需要提前预制，而且需要很高的抗压、抗渗、耐久性等要求，一旦管片本身出现致命的缺陷，可能就会产生灾难性的后果。
因此，管片生产是盾构工艺的重要一环。
了解管片的生产工艺不仅仅是生产技术人员的责任，也是试验人员的任务。
一、生产管片的原材料：管片生产的原材料主要是水泥、砂子、碎石、粉煤灰、矿渣粉、减水剂、纤维、水和钢筋。
原材料质量的好坏直接影响到管片预制的质量，依据《高速铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010对管片的生产原材料进行过程控制，所有原材料均符合国家标准要求。
浅谈盾构隧道管片衬砌防水施工技术
浅谈盾构隧道管片衬砌防水施工技术发布时间：2022-04-06T09:13:00.471Z 来源：《工程建设标准化》2021年12月第24期作者：张文明[导读] 以太原铁路枢纽西南环线工程东晋隧道盾构段管片衬砌防水工程为例，张文明中铁六局集团有限公司邮编：030000摘要以太原铁路枢纽西南环线工程东晋隧道盾构段管片衬砌防水工程为例，从管片结构自防水、衬砌接缝防水、管片衬砌防水、盾构隧道与竖井接缝防水四个方面阐述了隧道衬砌防水施工技术要点。
本文主要介绍管片衬砌接缝防水在实际工程中的应用。
关键词盾构隧道衬砌防水接缝防水 EPDM1.工程概况新建太原铁路枢纽西南环线东晋隧道盾构区间里程DK1+250～DK6+100，长4850m，采用直径12.14m土压盾构施工。
隧道纵断面按10.186‰和3‰的单面坡设计，最小曲线半径r=1200m。
横截面为标准环，外径11.7m，内径10.6m。
区间穿越地层主要为新黄土、粉土、粉质粘土、中砂、砾砂，局部穿越圆砾、卵石（隧道范围内最大粒径820mm）。
隧道埋深10.3m—26.3m。
在地下水和盾构掘进扰动的多重影响下，不可避免地会发生不同程度的地表沉降，这将给周围建筑物和构筑物的保护带来极其严峻的挑战。
2.管片衬砌结构防水施工目前，根据盾构隧道的渗水情况，盾构法防水分为四类：管片结构自防水、衬砌接缝防水、管片外防水和隧道与竖井接缝防水。
2.1管片混凝土自防水管片采用C50高性能防水混凝土，其抗渗等级≧12。
管片混凝土的氯离子扩散系数（Drcm≦3*10-12m2/S)。
2.2管片衬砌接缝防水（1）在管片内外侧接缝处预留弹性密封垫槽，安装弹性橡胶密封垫以EPDM(三元乙丙)；在管片外侧环缝于背千斤顶面设置4mm厚遇水膨胀止水条，纵缝包角设置2mm厚遇水膨胀止水条；为加强遇水膨胀止水条撞角端部收口防水，在遇水膨胀止水条转角外侧覆贴遇水膨胀橡胶腻子薄片，厚度1.2mm；于管片纵向相同一侧、环向背千斤顶面安装传力衬垫，螺栓孔处留孔。
盾构管片拼装工艺流程及施工技术(标准做法)
盾构管片拼装工艺流程及施工技术一、管片拼装工艺流程盾构管片拼装的施工流程:二、管片安装施工要点1、盾构管片现场验收管片到达施工场地后,进场验收,主要的检验项目有:管片出厂合格证是否齐全有效；管片外表是否清洁；止水条、缓冲垫是否贴牢完好；管片标识(包括管片型号、模具编号、生产日期、生产厂家、合格状态)是否齐全和完整；管片是否有崩角、破损、砂眼或裂缝等；吊装孔螺栓孔是否完好,孔内是否有异物。
然后由地面工程师对进场管片负责签收,并对每环管片做好标识,做到有据可查。
卸货后由地面工班黏贴止水条。
2、管片拼装施工措施管片拼装是盾构法施工的重要环节,其拼装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量,而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接的影响。
因此,管片在拼装前仍要进行一次检查,再次确认管片种类正确、质量完好无缺和密封垫黏结无脱落,管片的吊装孔预埋位置正确,封堵盖完好无损,以及其他主要预埋件和混凝土的握裹牢固,管片接头使用的螺栓、螺母、垫圈、螺栓防水用密封垫等附件准备齐全后,才允许拼装。
每环管片拼装结束后要及时拧紧各个方向的螺栓,且在该环脱出盾尾后再次拧紧。
3、管片的堆放运输管片出厂前逐片进行尺寸、外观的检测,不合格者不允许出厂。
外观的检测内容有:管片表面光洁平整,无蜂窝、露筋,无裂痕、缺角,无气、水泡,无水泥浆等杂物；灌浆孔螺栓套管完整。
安装位置正确。
对于轻微的缺陷进行处理,止水带附近不允许有缺陷。
达到龄期并检验合格的管片有计划地由平板车运到施工现场。
管片运输时其间用垫木垫实,以免使管片产生有害裂纹,或棱线部分被碰坏。
管片到达现场后由龙门吊卸到专门的管片堆放区。
管片堆放区应选择适当,以免因其自重造成场所不均匀沉降和垫木变形产生异常的应力而破裂。
在卸之前对管片进行逐一的外观检测,不符合要求(裂缝、破损、无标志等)的管片立即退回。
4、管片吊放及隧道内运输管片下井采用龙门吊进行。
洞内运输采用电瓶车牵引管片车运输。
管片车上的管片堆放有序,堆放次序依据管片安装顺序摆放。
盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制
４ 管片 脱模 后 要 保湿 降 温 ， 免 管 片 由于失 水 而 ） 避
降温 后 要 水 养 １ ４ｄ以上 ， 以促 进 管 片 混 凝 ３ 模 板 组装 时 按 各种 模 具 的 组装 顺 序 进 行 ， 禁 产生 裂 纹 ： ） 严 土强 度平 稳增 长 ， 保证 管片 混凝 土质 量 。 反 顺序 组 装 ， 以免模 具 变形 。 ４ 螺栓 拧 紧时要按 顺序 紧 固 ， ） 保证模 具 尺寸精 度 。 ３ ３ ４ 混 凝土 浇筑 质量 控制 ．． ５ 北 方 地 区冬 期 施 工 时 要 控 制 室 内温 度 不 可 过 ） 低， 一般 控制在 １ ￣１ ０ ５℃可保证 管片模具 周转 次数 ； 蒸
件 下 ， 泥 粉煤 灰 稳定 碎 石 混 合料 随 水 泥 与 粉煤 灰 比 ［】沙 爱 明 ． 刚 性 路 面 结 构 与 性 能【 ］北 京 ： 民交 通 出版 社 ， 水 ３ 半 Ｍ． 人
例 的增 大 强度 随之 降低 。 和 劈裂抗 拉 强度 ，１ ］何 兆 益 ， 锡 武 ． 杨 路基 路 面 工程 ［ ］重 庆 ： 庆 交 通 大 学 出 版 Ｍ． 重
社 ．０ １ ３ — ８ ２ ０ ：６ ３ ．
泥 和粉 煤 灰 比例 的 变化 而 变 化 ， 即水 泥 稳 定 碎 石混 合 ［ ２ ］沙 庆 林 ． 等 级公 路 半 刚 性 基 层 沥 青 路 面【 】北 京 ： 民 交 高 Ｍ． 人 料 随水 泥 含量 的增 加 强度 逐 渐增 大 ， 水 泥 一定 的条 在 通 出 版 社 ，９ ９： — ２ １ ９ ６１ ６ ．
使 不 １ 混 凝土 配 合 比必 须符 合 设 计 和 规 范 要求 ， ） 混凝 养 完成后 要进 行保 温保 湿 养护 ， 管片 均匀 降温 ， 得 土 工作 性 能 要 满足 管 片 生产 工 艺 的要 求 ， 过 试 配后 直 接 暴露 在 冷 空气 中 ； 池 养护 过 程 中要 覆 盖 水池 并 经 水 确定 各 项参 数 。
盾构隧道混凝土管片制作施工工法
盾构隧道混凝土管片制作施工工法中铁十六局集团盾构工程项目经理部一、前言目前国内城市地铁建设开始高速发展，而在城市内进行地铁施工，对文明施工、地面沉降控制、建筑物保护等要求都比较高，因此明挖法和传统的矿山法隧道施工已逐渐被造价低、机械化程度高、施工安全系数高的盾构法隧道施工所取代。
而管片衬砌的质量最终决定了盾构隧道的施工质量，我局于2001年3月首次承担了深圳地铁盾构隧道的施工，为争创优质工程，首先在管片生产上入手，大力开展科技攻关，不断完善施工工艺，通过采用风动振捣和蒸气养护工艺，在短短的7个月时间里顺利圆满完成了2900环、17400块管片的生产任务，解决了管片外侧浮浆较厚、容易出现大面积气泡、脱模过程中崩角、掉块等一系列难题，在总结这些施工经验的基础上形成本工法。
二、工法特点（1）采用高精度钢模，低坍落度混凝土，风动振捣，蒸汽养护技术，快速生产高精度、高强度、高质量的管片。
（2）施工作业规范化、程序化、标准化。
三、适用范围本工法适用于各种盾构隧道管片制作，对于制作精度要求比较高的高强度混凝土预制件也有一定的指导作用。
四、施工工艺（1）工艺流程见图（一）（2）操作要点a.浇注混凝土前的准备工作：①清洗模具：组模前要对钢模进行彻底清洗，混凝土残渣必须全部铲除，内表面使用胶片配合清理，并用高压水冲洗干净。
②喷涂脱模油：使用雾状喷雾器喷涂，然后抹布均匀抹，使模具内表面均布薄层脱模油，如出现脱模油流淌，用棉纱清理干净。
③组模：模具的质量，特别是尺寸精度，对生产出合格的管片，拼装成尺寸准确的衬砌环是极其重要的，因此要严格控制组模质量。
④模具检查：模具组装完毕后，由专职质检员用内径千分尺在模具指定位置进行宽度检测，同时对模具的内弧面平整无翘曲。
⑤钢筋笼骨架入模：钢筋笼在靠模上制作完毕，用龙门吊配合专用吊具按各种规格将钢筋笼放入模具内，钢筋笼型号与模具型号要匹配，保护垫块位置准确。
模具准备b.混凝土浇注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。
盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制
盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制近几年，随着经济的发展，我国道路工程建设越来越多。
就道路交通建设实际来看，因为部分区域的道路建设受到地形因素的影响，所以需要采取一些特殊的措施进行地形的克服和建设成本的控制，隧道便是其中比较有效的一种工程手段。
从具体的利用来看，隧道的存在克服了山地地形的限制，有效的提升了道路交通的时效性，所以其意义显著。
就目前的隧道施工来看，有一种全机械化的隧道施工方法叫做盾构法，这种施工方法的机械化利用比较高，所以隧道开挖的效率性较好，在目前的隧道施工中应用比较广泛。
从盾构法隧道施工来看，利用此种方法进行的隧道施工需要利用混凝土管片充当衬砌来促进隧道的成型，所以预制混凝土管理是一项重要的任务。
标签：盾构隧道;混凝土管片;预制工艺;质量控制采用盾构法施工建成的地铁区间成型隧道，其衬砌是由预制钢筋混凝土管片构件（以下简称管片）拼装而成。
管片不仅要承载隧道外侧的土压、水压，直接支撑地层，保持规定的隧道净空，防止渗漏，同时还要在盾构施工过程中承受施工荷载，这对管片的尺寸精度、外观、结构性能和耐久性提出了很高的要求，因此管片的生产工艺选择和质量控制就显得尤为重要。
1、管片简介管片是盾构法隧道施工中的主要衬砌材料，具有重要的利用价值。
就目前国内盾构隧道的管片设计来看，其尺寸标准为：外径6000mm，内径5400mm，厚度300mm。
在目前的利用中，管片的环向一般由6块构成，其中的3块是标准块，1块是封顶块，其余的2块是相邻块。
就目前的管片应用来看，主要有四种类型，第一种是1.2m的通用环，第二种是1.5m的标准环，第三种是1.5m的左转弯环，第四种是1.5m的右转弯环。
就现阶段利用的管片来看，其端面表现是平面的形式，在迎水面的四周设置有防水胶条的沟槽。
从目前的管片设计标准来看，混凝土管片的使用寿命期限是100年。
2、管片生产工艺2.1典型管片生产工艺流程第一是设计。
设计是管片生产的第一步，也是管片质量保证最重要的一步。
盾构法隧道施工工法及管片拼装技术[详细]
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1、盾构法隧道基本概念
盾构法是在盾构保护下修筑隧道的一类施工方法, 这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、 接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护 下进行,并需随时排除地下水和控制地面沉降,因而 是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法,
盾构机(复合盾构土压平衡)
◢井下安装盾构(始发井) 盾构推进进洞(接收井)◣
(2)同步注浆和壁后注浆设备
盾尾建筑空隙 = 盾构外径 - 隧道外径 充填盾尾空隙的方法: 1) 同步注浆:在盾构尾部外壳上设2~6根同步
注浆管, 在盾构推进的同时进行注浆充 填空隙 2) 壁后注浆:在管片上留有注浆孔,随时可进 行壁后注浆
盾尾同步注浆管和壁后注浆孔示意图
掘进方向
图8.8-1 盾构管片错缝安装布置展开示意图
◢高精度钢筋 混凝土管片
管片堆放及 防水条、衬垫◣
管片吊运下井◣ ◢管片水平运输
◢管片试拼装 隧道拼装作业◣
3、 盾构掘进施工的竖井和配套设备
(1)盾构掘进施工的竖井 始发工作井:
满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求 接收工作井:
盾构隧道掘进完成后进入接收井,满足盾 构拆卸或转场吊装移位的工作空间要求 竖井施工方法: 沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护,
3)洞门密封及止水装置的安装 洞口密封采用右图所示的折叶 式密封压板,其施工分两步进行 施工,第一步在始发端墙施工过 程中,做好始发洞门预埋件的埋 设工作,在埋设过程中预埋件与 端墙结构钢筋连接在一起,第二 步在盾构正式始发之前,清理完 洞口的碴土后及时安装洞口密 封压板及橡胶帘布板,
(4)负环管片安装
盾构机掘进操作
管片洞内运输
管片拼装
螺旋输送机出土
盾构管片制作工艺作业指导书
- 261 -- 262 - 盾构管片制作工艺作业指导书3.13.1 工艺概述一、定义1、管片：是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。
盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水 性能及耐久性能。
2、管片模具：是用模具钢制造的，由一块底板、四块侧板、两个上盖所组成的用于隧道管片 生产的专用性混凝土预制件模具。
二、整体施工方案为提高管片的质量，应从工艺流程、模具使用、钢筋及骨架加工、混凝土配合比设计、 混凝土施工、混凝土养护等六个方面制定合理的方案。
3.13.2 作业内容 管片生产作业内容包括：模具的选用、调试、钢筋骨架的制作、混凝土施工、拆模、管片养 护。
3.13.3 质量标准管片混凝土强度指标为 C 50，抗渗等级 S 12。
表 3.13.3-1 管片质量检验标准3.13.4 工艺流程图管片生产施工流程图见图 3.13.4-13.13.5 工序步骤及质量控制说明一、模具使用1、模具的选用、调试及保养（1）在生产过程中，要经常对模具进行检查、维修。
每套模具在使用达到 300 次时，派专 人进行维修，养护；（2）模具须放置在一个稳固的基面，水平 允许误差 1mm ；（3）模具底脚与地面必须同时紧密接触，在振动成型过程不允许移动；（4）模具放置的水平误差不符合要求时，应在工程师的指导下按制造商提供的说明书的步骤进行调校；（5）模具保养在机械工程师的带领下按制造商提供的方法规定进行；（6）紧固模具螺栓必须用扭矩扳手；（7）模具尺寸由管片使用方派专人使用内径千分尺检查、验收。
- 263 -2、模具精度控制管片模具的制造精度直接影响到管片的精度，对模具的使用注重对模具的精度控制。
选择高 精度量具进行测量，每周定期对关键控制指标宽度进行一次全面的检测，必须将各项指标控制在 公差范围内。
对模具精度进行控制的办法主要是，组模后对合模后模具固定测点进行测量，并对 成型后产品进行宽度检测，并形成记录，采用数理统计的方法，来观察模具的精度变化，发现问 题便可及时调整。
地铁盾构管片拼装技术
管片选型
之二：选型正确的判断标准
管片选型合理正确主要体现在以下几个方面： A）隧道轴线偏差很小，管片拼装的外观质量很好。 B）上下左右的盾尾间隙比较均匀。 C）推进千斤顶的行程差较小。
管片选型
之三：根据线路特点管片预排版
转弯环偏转角： θ=2γ=2arctgδ/D
线路曲线圆心角： α＝180L/πR θ＝α，将曲线半径R代
10.1 管片的拼装点位
转弯环在实际拼装过程中，可以根据不同的拼装点位来控制不同方向 上的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时K块所在的位置。管 片拼装点位为在圆周上均匀分成10个点，即管片拼装的10个点位，相 邻点位的旋转角度为36度。由于是错缝拼装，所以相邻两块管片的点 位不能相差2的整数倍。一般情况下，本着有利于隧道防水的要求， 都只使用上部5个点位。根据工程实际情况，选择拼装不同点位的转 弯环，就可以得到不同方向的楔形量（如左、右、上、下等）。下面 是管片左转弯环不同点位的楔形量计算表：
在对这环管片进行选型的时候，就应选择一环左转弯环且还要 有向上的偏移量。对照表1后得出，此环应选择左转弯环在1点 拼装。拼装完管片后掘进之前油缸行程的初始数据理论为：A 组（上）：454mm B组（右）：465mm C组（下）：453m D组（左）：450mm。这样左右与上下的油缸行程差值基本控 制在20mm之内，有利于盾构掘进及保护管片不受破坏。（如 果上述数据在左转弯曲线上，下一环管片仍安装一环左转弯环 管片，那么盾构姿态基本调整过来）。
左转弯环盾尾间隙调整量表
பைடு நூலகம்表2
点位
15点
14点
16点
13点
1点
12点
2点
盾尾间隙测量 结果
向左调整量 向右调整量 向上调整量 向下调整量
管片拼装专项施工方案
一、工程概况本工程为某城市地铁隧道工程，采用盾构法施工。
隧道全长为X米，管片采用C50预置钢筋混凝土通用管片，管片内径为5400mm，外径为6000mm，宽1200mm，楔形量为41mm。
管片拼装施工是隧道施工中的重要环节，为确保施工质量和进度，特制定本专项施工方案。
二、施工准备1. 人员准备：成立管片拼装施工小组，明确各成员职责，确保施工过程中协调有序。
2. 设备准备：准备管片拼装机、吊车、盾构千斤顶、扭矩扳手、测量仪器等设备，并进行检查、调试，确保设备性能良好。
3. 材料准备：准备管片、连接螺栓、密封垫、防水材料等，并确保材料质量符合要求。
4. 施工场地准备：清理施工现场，确保场地平整、清洁，为管片拼装提供良好的施工环境。
三、施工工艺1. 管片拼装流程：（1）拼装成环方式：盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。
除特殊场合外，大都采取错缝拼装。
（2）拼装顺序：从下部的标准(A型)管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接(B型)管片，最后安装楔形(K型)管片。
（3）盾构千斤顶操作：拼装过程中，根据管片拼装顺序分别缩收和顶上盾构千斤顶，确保开挖面稳定。
（4）紧固连接螺栓：先紧固环向连接螺栓，后紧固轴向连接螺栓。
采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度。
（5）楔形管片安装：楔形管片安装在邻接管片之间，为方便插入，可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶。
2. 管片拼装关键工序：（1）防水等材料的安装：在弹性密封垫粘贴安装前，清除管片上预留凹槽接触面的灰尘，确保密封垫粘贴在凹槽正中位置。
（2）管片的运输与堆放：管片由运送车辆运至施工场地，安装弹性密封条、传力衬垫等，然后垂直运送到编组列车上，再经电瓶车运至隧道内工作面进行拼装。
四、施工质量控制1. 确保管片质量符合设计要求，严禁使用不合格管片。
2. 严格控制管片拼装精度，确保管片轴线与盾构机轴线偏差在允许范围内。
3. 严格控制连接螺栓紧固力，确保连接牢固。
盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制
盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制摘要：混凝土管片是一种质量要求极为严格的预制构件，其预制生产在我国才刚刚起步，质量控制体系也极不健全。
采用盾构法进行隧道施工的过程中，其衬砌作业需要混凝土管片拼装而成，而且管片不仅需要承受来自隧道外侧的水压、土压等多种压力，而且还要有效防止隧道渗漏，因此，盾构隧道对混凝土管片的规格尺寸、外观、性能等都提出了较高的要求，从这个角度出发，混凝土管片的质量控制工作就显得尤为重要。
关键词：盾构法；隧道；混凝土管片；预制工艺；质量控制本文将重点阐述盾构隧道中所用混凝土管片的预制工艺，并根据该类隧道的施工要求提出其质量控制措施，以期提高混凝土管片在我国盾构隧道施工中的应用水平。
一、盾构隧道混凝土管片介绍及其在杭州地区的应用分析目前盾构隧道施工中所采用的混凝土管片尺寸一般是比较固定的，小管片外径、内径分别为6200mm、5700mm；大管片外径、内径分别为11300mm、10300mm，一个混凝土管片在环向上被分为六个小构件，分别为标准块（3块）、邻块（2块）和封顶块（1块），两个构件之间采用弯螺栓进行连接，封顶块则采用楔形的方式插入[1]。
管片厚度不同，其所适用的盾构隧道类型也不同，厚度为1.2m的管片适用于转弯半径＜300m的隧道，厚度为1.5m的管片则适用于转弯半径≥300m的隧道。
靠近水面的管片四周设置有专门的防水装置。
不论是混凝土管片的设计参数如何，其预期年限均在100年以上。
例如：庆春路过江隧道所使用的混凝土管片即为大管片，庆春路过江隧道北接庆春东路，南连萧山市心北路，是杭州市第一条过江隧道，全长约5352m，该隧道采用盾构法技术施工，是杭州市过江隧道工程建设的又一个重要里程碑。
盾构段隧道长约1765m，江底段长度约1241m，盾构隧道管片外径11300mm，管片厚度50cm，环宽2m。
为了保证混凝土管片的预制工艺符合施工要求，同时也为了提高加强质量控制，项目组成立了管片项目部，专门负责管片原材料的验收及管片的预制管理，同时项目部还投资建设了“大孔径管片生产线”，这也是杭州第一条大孔径管片预制生产线，为管片预制奠定了坚实的基础。
盾构隧道防水施工工艺工法(后附图片)
盾构隧道防水施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况盾构隧道防水采取以结构（管片）自防水为主，外防水（附加防水）为辅的防水原则。
关键是处理好管片的接缝的防水，以及螺栓孔、壁后注浆孔、管片背后注浆等的防水作业。
1.2 工艺原理盾构隧道防水施工主要是管片砼采用高抗渗高强度等级的混凝土，管片拼装成封闭的圆型隧道，达到自防水效果；首先在管片外侧设置弹性密封垫，构成接缝的主要防水措施；再辅以在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，综合考虑隧道稳定性，掘进等作业的影响，在管片衬砌内侧缝隙之间以高模量聚氨酯胶或氯丁胶乳水泥嵌填,以达到辅助防水目的。
2 工艺工法特点2.1 施工可操作性强，集中作业，适应性强。
2.2 操作简单，安全可靠。
2.3标准化作业、施工周期快。
2.4防水效果好。
3 适用范围适用于盾构隧道防水施工。
4 主要引用标准4.1《地下工程防水技术规范》（GB50108）；4.2《地下防水工程质量验收规范》（GB50208）；4.3《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）；4.4《地铁设计规范》（GB50157）；4.5《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）；4.6《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）4.7《混凝土耐久性设计与施工指南》（CCES01）。
5 施工方法5.1管片砼采用高抗渗高强度等级的混凝土，管片拼装成封闭的圆型隧道，达到自防水效果。
5.2在管片外侧设置弹性密封垫，构成接缝的主要防水措施。
采用多孔型三元乙丙弹性橡胶弹性密封垫并在表面采用复合遇水膨胀橡胶，在千斤顶推力和螺栓拧紧力的作用下，管片间的三元乙丙弹性橡胶密封垫的缝隙被压缩，起到防水的作用。
5.3嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，综合考虑隧道稳定性，掘进等作业的影响，安排在工作面后100米左右范围内进行。
隧道嵌缝除变形缝、盾构进出洞以及联络通道两侧各25环做环纵缝整环嵌缝,其余段落嵌缝范围为拱顶45度、拱底90度范围。
盾构管片拼装
地铁盾构管片拼装通过1号车架的单轨梁、盾构与车架之间的双轨梁以及拼装机后部的喂片机构将管片从运送小车装运到拼装机下进行拼装。
管片拼装机型式为环齿式，可按顺时针和逆时针旋转220度，其轴向平移行程达800mm，以保证封顶块的嵌入。
拼装机工作时由无线遥控器控制，为防止无线系统损坏，另备有一套线连接的悬挂式控制器。
一、衬砌拼装方式1、隧道衬砌由六块预制钢筋混凝土管片组成，采用通缝拼装。
其中拱底块最重为3.75T，整环总重16.1T。
成环形式为小封顶纵向全插入式。
2、纵环向均采用M30双头直螺栓连接，环向螺栓每环12只，纵向螺栓每环17只。
连接件采用锌基铬酸盐涂层防锈处理，涂层厚度为6mm。
纵环向螺栓机机械性能等级为5.8级。
二、拼装前的准备工作（1）钢筋混凝土管片应验收合格后方可运至工地，管片在地面上按编号拼装顺序排列堆放,粘贴好管片接缝密封衬垫等防水材料, 管片接缝的连接件和配件、防水垫圈等的数量规格准备齐全，随管片运送至工作面。
（2）清除前一环管片环面和盾尾内杂物，检查前一环管片环面防水材料是否完好，如有损坏应及时采取修补措施，发现环面质量问题，必要时在新一环管片拼装时采用纠正措施。
（3）按有关盾构设备操作要求，全面检查拼装系统管片拼装机的动力及液压设备是否正常，确保拼装作业安全可靠。
三、拼装作业（1）将衬砌环拼装顺序列表提供给竖井工程师、盾构掘进机的操作者等；（2）钢筋混凝土管片拼装中，应保持盾构稳定状态，并防止盾构后退和已砌管片受损。
举重钳钳牢管片操作过程中，施工人员应退出管片拼装范围。
（3）钢筋混凝土管片拼装时应先就位底部管片，然后自下而上左右交叉安装，每环相邻管片应均布摆匀并控制环面平整度和封口尺寸，然后插入封顶管片成环。
（4）钢筋混凝土管片拼装成环时，其连接螺栓应先逐片初步拧紧，脱出盾尾后再次拧紧。
当后续盾构掘进至每环管片拼装之前，应对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。
（5）拼装过程中选定各块管片位置，须缩回相应的千斤顶，形成管片拼装空间。
盾构法施工工艺流程
盾构法施工工艺流程概述盾构法是一种用于施工地下隧道的现代化方法之一。
它可以在减小地面震动和噪声影响的同时，提高隧道施工的安全性、可靠性和效率。
本文将详细介绍盾构法施工的工艺流程，以帮助读者更好地了解盾构法的施工方法和特点。
工艺流程盾构法的工艺流程通常包括以下几个步骤：步骤一：洞口设置在进行盾构法隧道施工前，需要先进行洞口设置。
通常选用地面的平台或井口设置口，以方便将盾构机和材料等物品运入洞内。
在进行洞口设置时，需要注意选址、测量和设计以及环境保护等方面的问题。
步骤二：盾构机组装盾构机是盾构法施工中最重要的施工设备之一。
在进行盾构施工前，需要先对盾构机进行组装，包括主要设备和辅助设备的安装和调试，以确保其正常运行。
盾构机的各部件应按照要求进行连接和定位，各管路的安装和排列要合理。
步骤三：地面开挖地面开挖是盾构法隧道施工的第一步，也是最为基础的工作环节。
在地面开挖时，需要严格按照设计要求进行开挖，注意与周围环境的协调统一，避免对周围建筑物和地下设施产生不利影响。
同时也要注意排放采矿中的毒性气体和粉尘等有害物质，以免对施工场地和周围环境造成污染。
步骤四：成型壁件安装在地面开挖后，需要对隧道进行支护，避免隧道失稳和坍塌。
成型壁件是支护隧道的主要设备之一，它可以在盾构机前面成型，支撑隧道的开挖面。
在进行成型壁件安装时，需要注意壁面的质量和厚度，以及安装位置和角度，避免产生变形和裂缝。
步骤五：管片组装管片是盾构法隧道的主要建筑材料之一，可以将成型壁件组成完整的隧道结构。
管片通常由钢筋混凝土制成，具有较强的耐久性和承载能力。
在进行管片组装时，需要注意选料、质量、尺寸和连接方式等方面的问题，以确保管片结构的强度和稳定性。
步骤六：支架回收随着盾构机不断前进，成型壁件和管片仍需要进行支撑，避免隧道失稳。
支架是支撑隧道的主要设备之一，可以通过液压系统进行伸缩和旋转，适应不同的地形和环境。
在支架过程中，需要配合盾构机前进的速度，进行合理的操作和调节，避免支架崩塌和损坏。
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盾构隧道混凝土管片制作施工工法中铁十六局集团盾构工程项目经理部一、前言目前国内城市地铁建设开始高速发展，而在城市内进行地铁施工，对文明施工、地面沉降控制、建筑物保护等要求都比较高，因此明挖法和传统的矿山法隧道施工已逐渐被造价低、机械化程度高、施工安全系数高的盾构法隧道施工所取代。
而管片衬砌的质量最终决定了盾构隧道的施工质量，我局于2001年3月首次承担了深圳地铁盾构隧道的施工，为争创优质工程，首先在管片生产上入手，大力开展科技攻关，不断完善施工工艺，通过采用风动振捣和蒸气养护工艺，在短短的7个月时间里顺利圆满完成了2900环、17400块管片的生产任务，解决了管片外侧浮浆较厚、容易出现大面积气泡、脱模过程中崩角、掉块等一系列难题，在总结这些施工经验的基础上形成本工法。
二、工法特点（1）采用高精度钢模，低坍落度混凝土，风动振捣，蒸汽养护技术，快速生产高精度、高强度、高质量的管片。
（2）施工作业规范化、程序化、标准化。
三、适用范围本工法适用于各种盾构隧道管片制作，对于制作精度要求比较高的高强度混凝土预制件也有一定的指导作用。
四、施工工艺（1）工艺流程见图（一）（2）操作要点a.浇注混凝土前的准备工作：①清洗模具：组模前要对钢模进行彻底清洗，混凝土残渣必须全部铲除，内表面使用胶片配合清理，并用高压水冲洗干净。
②喷涂脱模油：使用雾状喷雾器喷涂，然后抹布均匀抹，使模具内表面均布薄层脱模油，如出现脱模油流淌，用棉纱清理干净。
③组模：模具的质量，特别是尺寸精度，对生产出合格的管片，拼装成尺寸准确的衬砌环是极其重要的，因此要严格控制组模质量。
④模具检查：模具组装完毕后，由专职质检员用内径千分尺在模具指定位置进行宽度检测，同时对模具的内弧面平整无翘曲。
⑤钢筋笼骨架入模：钢筋笼在靠模上制作完毕，用龙门吊配合专用吊具按各种规格将钢筋笼放入模具内，钢筋笼型号与模具型号要匹配，保护垫块位置准确。
模具准备b.混凝土浇注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。
并符合如下要求：混凝土立方体强度及抗渗试验；检验混凝土配合比能否满足抗渗和设计强度的要求；管片吊装孔抗拔试验，检验吊装孔最大抗拔能力以确保管片安装时的安全。
②混凝土浇注前的准备工作完成后开始混凝土浇注，用龙门吊将装满坍落度70±10mm、强度C50、抗渗S10的防水混凝土的混凝土斗吊至模具上方，然后先模具两端后中间进行放料。
③开动模具上的附着式风动振动器振捣，振动时间长短的判别是观察混凝土与侧板接触处，如不再有喷射状气、水泡并能均匀起伏为适当时间，一般控制在4～6分钟，不得超过8分钟，振捣采用混凝土分批放料，从而实现分层振捣。
④为减少管片成型后的气泡、水眼，待风动式振动器振捣完以后，加以振动棒振捣密实，振捣时不准碰撞钢模和预埋件，做到先中间，后两边，每个振动点振动时间控制在10～20秒内，振动完成后缓慢拔出振动棒。
⑤全部振捣成型后，视气温及混凝土凝结情况，大约10分钟后拆除压板，进行光面。
光面分粗、中、细三个工序，粗光面：使用铝合金压尺，刮平去掉多余混凝土，并进行粗磨。
中光面：待混凝土收水后用灰匙进行光面，使管片平整、光滑。
精光面：使用长匙精工抹平，力求表面光亮无灰匙印，管片外弧面平整度的误差差值不大于±5mm。
检查钢筋笼浇注混凝土c.养护①蒸汽养护：混凝土振动成型并光面2小时后，混凝土表面用手压有轻微的压痕时，在管片外弧面上盖上湿润的养护布，将用于蒸汽的帆布套在模具上，下部同地面接触的地方用木方压实，在帆布套上预留的小孔中插入温度计，检查无误后通入蒸汽，布置于模具底部的蒸汽管布满小孔，蒸养时蒸汽会从每个小孔中均匀的喷出来，使整个模具均匀的升温，升温时速度在每小时15～20℃，防止升温太快管片出现收缩裂纹，最高养护温度50～60℃，恒温3～4小时，降温速度在每小时15～20℃，并保证蒸养后的管片温度与外界温度差不大于20℃。
在整个过程中要每半小时查看温度计上的读数，发现问题用调整蒸汽通入量的大小来调节温度。
蒸汽养护水养护②脱模后的养护：管片脱模后吊入水池内进行养护，确保管片完全浸泡在水里，管片入池时管片与池中水的温度差不得大于20℃，养护周期为7天，然后进行淋水养护，保持管片外面湿润，喷淋养护达到28天龄期。
d.脱模①管片通过蒸汽养护足够时间后，测试混凝土试块强度，当强度达到15Mpa以上时，开始组织脱模。
②拆模顺序：叠齐养护布；拆卸手杆螺栓，清除混凝土残积物；拆卸旁模与底模固定螺栓；拆卸侧模与端模连接螺栓，两侧和端模拆开后，使用专用水平起吊吊具，用龙门吊将管片吊出到管片翻身机上。
③拆模中严禁锤打，敲击模具等野蛮操作，管片起吊时，地面操作要由多人配合进行，确保管片垂直出模，以免损坏管片。
管片脱模e.三环试拼装①管片正式生产前和每生产100环管片后，由于管模可能尺寸不够精确或生产过程中震动变形，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要求。
②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2mm以内。
③制作12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。
④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，再邻接块，最后放入封顶块；一环拼装完后，错缝拼装另两环。
⑤检测：管片拼装完后利用不同型号的插片对管片之间的纵缝、环缝进行测量，以检测各管片之间的缝隙是否符合要求；再用水准仪分别测量各接缝的几个点，然后计算这几个点是否在同一水平面上。
三环试拼装检验f.管片修补①在管片脱模和搬运过程中不可避免的会发生管片掉角、崩块现象，需要进行修补。
②管片外表面的气泡,蜂窝或漏浆:深度＜5mm时,用西卡胶皇拌和水泥逐个填平; 深度＞5mm时,先用锤子或凿子刮去表面微细裂痕,用水清洗基层,清除所有的浮浆,油迹,粉尘等杂物,然后装上木模板,用西卡胶皇修补拌和水泥进行曲修补填平,干后再涂一层混合浆液,干透后(24小时)再打磨。
③管片露筋:基层处理,用刀刮去钢筋表面的污垢,再用高纯度酒精清洗钢筋。
待干透后，使用小灰铲进行修补，修补分二次进行。
第一，初步修补，管片周边装好木模后，涂底层浆液，再用修补剂混合水泥将修补部位填平，第二，表面涂一层混合浆液待干透后，用砂纸进行磨平修整。
④边角崩块：基层处理，用锤子或凿子刮去表面微裂痕，去除油迹和灰尘，修补处理分二步进行，第一，装好木模，填平该修补的部位。
第二，表面涂一层混合浆液，干后用砂纸磨平修整。
（3）注意事项a.严禁使用铁器进行内表面清模。
b.放入钢筋笼之前必须对钢模内弧面宽度进行检测，装配好模具后必须对钢模外弧面进行检测。
c.拆模中严禁捶打，敲击模具等野蛮操作，管片起吊时,地面操作由四人配合进行，确保管片垂直出模,以免损坏管片。
d.拆除垫圈时不能硬撬，硬敲，以免损坏垫圈和管片。
五、机具设备（主要机具设备见表1）六、劳动组织（见表2）七、质量控制1、质量标准（1）管模检测标准（2）管片成品标准（3）三环试拼装标准（4）抗渗标准应有10%的管片进行检漏测试，其检测抗渗压力为0.8Mpa，恒压时间为2小时，以渗透深度＜1/5管片高度为合格。
2、质量保证措施（1）建立质量保证体系，开展全面质量管理活动，各工序指派专人负责，技术人员跟班作业。
（2）加强对原材料质量检验，材料质量必须符合国家现行标准。
做好台帐登记，同时通知试验部门取样试验。
（3）管片必须按设计要求及质量标准进行验收，验收合格的钢模方能投入生产。
在生产过程中，质检人员每天对钢模的主要技术指标进行实测实量，不断矫正管模尺寸。
（4）钢筋笼入模后，按标准要求对每个钢筋笼进行校正。
对环、纵向螺栓孔位置、保护层厚度进行校正实测，合格后方可进行混凝土浇注。
（5）混凝土搅拌站要经常对各类衡器进行检验，使用过程中加强维护保养，使称量系统始终保持良好的工作状态。
（6）混凝土振捣时要严格控制风动频率和时间，避免过振和漏振产生气泡或浮浆。
（7）管片达到16Mpa强度后方可脱模，并在管片上印刷生产日期、型号、编号。
八、安全措施1、对管片生产的全体操作人员进行安全、技术交底，并进行岗位责任制和各项操作规程学习。
2、车间人员进厂后必须带好安全帽，不得在起吊物下站立或行走。
3、门吊司机必须经培训考核后才能进行单独操作，工作时必须集中注意力，听从起重工的指挥。
4、车间内一切机械设备严格按有关操作规程操作，做好经常性的检查保养工作，非操作人员一定不得擅自使用。
5、各种吊运钢丝绳、夹具、销轴等物件使用之前必须检查，并及时修复更新。
6、管片堆放不得超高，要堆放平整，避免倾覆。
九、效益分析1、与矿山法隧道衬砌相比，管片衬砌属工厂预制，质量有保证，而且生产速度快、精度高。
2、在盾构法隧道施工开始在我国大面积普及的今天，管片的制造生产有着广阔的发展前景。
十、工程实例我局承担的深圳地铁一期工程华强路～岗厦区间采用盾构法施工，隧道全长3471.6m。
管片衬砌外径6000mm，内径5400mm，每环平均宽1.2m，厚300mm，为楔形量51mm的单层通用管片，钢筋混凝土管片强度等级C50，抗渗等级S10。
为国内首次采用“3+2+1”模式单层通用装配式管片衬砌，所谓“3+2+1”模式，即每环管片为6块分成三部分，一部分标准块3块，一部分邻接块2块，插入式封顶块1块。
采用该管片，通过不同的拼装组合可以实现一定半径的隧道曲线。
管片生产模具是从德国进口8套钢制模具，运用本工法采用风动振捣和蒸汽养护工艺，日生产能力达到2环/套，每天16环。
法国索菲图佐罗总监全程监理了整个2900环管片的生产过程，认为我们生产的管片达到了欧洲一流水平，并得到了建设单位的高度评价。