盾构隧道管片预制生产施工技术

3-2-23盾构隧道管片预制生产施工技术

1 前言

1.1 概述

管片生产场地平面布置主要有混凝土搅拌系统、管片制作车间、钢筋成型车间、养护水池、管片堆场及其他辅助设施组合而成。各组成部分既有独立的使用功能，又是互相匹配有机组合的整体，从而形成了能满足管片制作、储存和发送要求的总体布局。

管片生产的质量最终决定了盾构隧道的施工质量，其生产控制重点在于钢筋混凝土管片尺寸精度和混凝土强度等级。首先保证钢模型的制作精度；管片钢筋笼制作过程中关键要控制钢筋成型精度、钢筋骨架定位精度以及钢筋焊接质量；而在管片车间控制混凝土浇捣质量、蒸汽养护、脱模起吊、管片翻身、钢模合拢精度、收水质量等工序；其它环节如混凝土配合比的确定、混凝土搅拌、管片水养护、堆放、自然养护等也是不可忽视的。

1.2 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。

1.3 适用范围

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的指导作用。

2 管片预制生产施工工艺流程

管片预制生产施工工艺流程如图2-1所示。

图2-1 管片生产施工工艺流程图

3管片生产场地布置

3.1场地布置原则

（1）管片厂建设采用工业标准厂房，生产各工序施工车间布置采用流水作业形式以节约占地面积。还需冬季施工风向对管片生产质量控制的影响，车间宜为西东走向布置。

（2）管片生产车间分为五个区域：钢筋骨架成型区，管片浇捣成型和蒸养区，管片翻转整修区，管片水养护区，管片成品堆放区。

（3）设置独立的钢筋断料、弯折（弧）工段，采用进口弯弧机和弯折机，混凝土采用商品混凝

土。

（4）配置钢筋混凝土管片拼装检验平台，其表面平整度达到0.25mm，并能承受三环管片的重量而不变形。

（5）配置相应数量的管片抗渗检漏架。

3.2 钢筋加车间

钢筋加工车间由加工制作一区、二区和焊接成型安装区组成。制作一区由钢筋切断机、弯弧机、弯曲机组成，用来加工主筋：制作二区由钢筋切断机、调直设备，弯箍机、弯曲机和螺旋机组成，主要用来加工箍筋和螺旋筋；焊接区由点焊架、CO2弧焊机组成，主要进行钢筋骨架的安装制作。3.3 管片生产成型车间

管片生产成型车间与钢筋加工成型车间相连，车间面积按照管片生产量要求计算，在本区域内应可放置完整的若干套管片钢模并保证其布置间距同时满足拆、架模和厂内道路宽度要求。并能满足管片浇注成型后的蒸养要求。

3.4 砼搅拌站的布置

由于对管片砼坍落度的要求严格，应缩短砼运输距离减少对砼坍落度的影响，砼搅拌站与管片生产车间距离宜近不宜远，并根据管片生产量选择搅拌站型号，一般选用JS500双卧轴强制式混凝土搅拌机，并配置自动上料和称量系统，

砂、石大堆材料就近放置，采用装载机上料。水泥、粉煤灰采用散装水泥罐。

3.5 管片养护区域的布置

为减少中间各施工工艺运输距离和缩短各环节运行时间，管片养护区域应和管片生产车间顺序排列，其中蒸汽养护可与管片生产同时占用车间，经翻身修整后直接入池进行水养。

水养池大小根据管片生产量、场地情况综合考虑，一般采用单层堆砌，2m高（埋入地下1.5m、地上0.5m），管片水养时间为7天。

3.6 管片堆放场、场地内运输道路的布置

管片堆放区中一般应设置翻转架1台、三环拼装平台1只和抗渗检漏台2台，占地面积根据管片需求量确定。管片堆放场地位置的选择应依据节约吊装运输设备和运输距离最短的原则进行，避免因运输距离过长造成管片碰损。

为施工和管片出厂方便，场地道路进行硬化处理。条件允许情况下可将管片运出道路和材料进场道路分开。

管片堆场地坪必须坚实平整。垫木厚度必须一致，放置位置正确。管片贮存时，必须充分注意，不要让管片产生有害的裂纹或永久性变形等，需要选择适当的贮存场所和贮存方法，以免因其自重造成的贮存场所不均匀下沉和垫木变形而产生异常应力和变形。贮存时，必须注意，不要让油类、泥等污损管片。

管片可侧立按型号堆放，堆放高度以三层为宜。为了方便运输，管片也可内弧面朝上堆放，堆放高度不得大于4层。

管片运输时采用专门车辆、专用垫衬，一车装二块以上的管片时，管片之间应附有垫木及柔性材料做衬料，运输中要保持平衡行驶。

管片场内短驳，车辆行驶速度以5公里/小时为宜，管片出厂运输、车辆行驶速度控制在35公里/

小时为宜。

3.7给水、排水、供气系统的布置

管片生产用水量主要是管片养护，搅拌砼用水量以及施工现场生活用水量，消防用水量，为满足施工用水，根据场地内各个施工场所设置消防设施及施工用水点，采用埋地暗管铺设，主管路为φ80。

排水系统布置原则上采用暗沟排水，根据场地布置在每个施工区域周边挖设排水沟，排水沟根据排出口位置标高设置坡度，保证排水系统的顺畅。

供气系统主要保证管片蒸养需要，采用埋地暗管铺设，接至管片浇注区，分为支管，经各钢模底部供气阀门，向各钢模进行独立或组合供气。

4管片预制生产

4.1原材料要求

4.1.1水泥

高性能混凝土必须重视对水泥的选择。配制不易开裂的管片混凝土应重点考察以下几个方面：（1）水泥早期强度好，并适合蒸汽养护，要求在低温蒸养条件下（60℃以下）盾构管片10h脱模强度≥20MPa。根据经验,应选择强度等级不低于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

（2）为避免发生碱集料反应，水泥的碱含量应严格控制在0.6%以下。

（3）从经济性和耐久性两方面考虑，应选择与高效减水剂适应性好的水泥。

4.1.2砂、石料

砂宜采用中砂，细度模数2.5～3.0，含泥量不大于3%。石子宜采用5～25mm连续级配的碎石，含泥量不大于1%。砂、石材料的采购应派人到采集场进行规格和清洁度质量监控并进行颗粒混合试验，使骨料粒径符合国家规范要求，到场后再次做筛分检验和含泥量检验，合格方允许投入生产使用，不符合国家规范要求和有碱骨料反应的砂石严禁使用。

4.1.3钢材

进场时钢筋必须按规格分类挂牌堆放，钢筋表面应洁净，不得有油漆、油垢、锈皮，钢筋必须顺直，调直后表面伤痕不应使钢筋截面积减少，当钢筋出现颗粒状或片状锈蚀现象时必须不准使用。

4.1.4外加剂

混凝土外加剂的要求是能够适应蒸气养护且具有早强的高效减水剂。根据分析，蜜胺树脂系、萘系适合我们生产实际。选用的外加剂要求坍落度经时损失小，引气量要小，凝固时间要快，这样才能满足收水时间的要求，且其早期增强性较强。但从经济上考虑，蜜胺树脂系使用成本较高，因此萘系减水剂在实际生产中较为广泛。

4.1.5水

采用清洁的不含有害物质的自来水，注意严格控制水灰比，水灰比不得超过0.45。

在进行管片生产或更新配合比以前，针对水、石、砂、外加剂等，须进行三组配合比试验，以选择最佳的配合比进行管片的试生产，待试制品完全检验合格得到业主、监理等单位批准后，再进行管片的正式生产或新配合比应用。