预制钢筋混凝土管片生产工艺工法

预制钢筋混凝土管片生产工艺工法

1 前言

目前，隧道盾构钢筋混凝土管片施工方法从工艺流程上来讲分为两种，一种为固定台座式施工方法，一种为自动化流水线式施工方法，前者由于效率低、成本高，近年逐渐被后者取代，本工法主要介绍后者的施工工艺。

自动化流水线式生产是通过模具在流水线上运行来实现生产全过程，脱模、混混凝土输送浇筑、振捣、收面、养护等生产流程都在全自动控制下有序运行。

图1 自动化流水线示意图

2 工法特点

2.1采用高精度钢模、低坍落度混凝土、气动振捣和蒸汽养护技术，生产高质量的隧道盾构钢筋混凝土管片。

2.2实施工厂化自动流水线作业，管理相对集中，人为干扰因素少，生产更快捷安全，质量更稳定。

2.3节约人力，节约能源，提高工效。

2.4施工作业规范化、程序化、标准化。

3 适用范围

本工法适用于隧道盾构钢筋混凝土管片的生产，对于其他精度要求比较高的混凝土预制构件的生产也有一定指导

作用。

4 主要技术标准

4.1《预制混凝土构件质量检验评定标准》(GB J321)；

4.2《钢筋焊接及验收规程》(GB J18)；

4.3《普通混凝土配合比设计技术规定》(JGJ 55)；

4.4《地下工程防水技术规范》(GB 50108)；

4.5《盾构法隧道工程施工及验收规程》(DG J08-233)；

4.6《地下铁道工程施工及验收规范（2003年版）》(GB50299)；

4.7《盾构法隧道施工与验收规范》(GB 50446)；

4.8《预制混凝土衬砌管片》(GBT22082)。

5 施工方法

盾构钢筋混凝土管片生产工法是利用钢筋加工设备、混凝土搅拌振捣设备、高精度模具、蒸汽养护设备、吊运设备等按照设计要求（包括配筋设计、混凝土抗渗抗压设计要求等）制作成型钢筋混凝土管片的施工方法。

自动化流水线是以主控室为中心，通过液压推进和平移小车使模具在轨道上循环经过各工位，来完成整个盾构管片

的生产流程。以XX 公司混凝土构件公司流水线为例：流水线采用3+1的组合模式，即一条生产线+三条蒸养线，同时蒸养线分为静养区和蒸养区；混凝土通过自动输送平台运输到振动房进行浇筑，共配置10套模具，每个工位节拍为8分钟。 6 工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程 模具清理涂油 模具拼装 钢筋骨架加工安装

和预埋件安装 混凝土浇筑振捣 外弧面抹面收光 模具精度检测 静养 蒸汽养护 脱模 管片编号标记

保护层检测 管片检查修补

管片水养护

管片存放

管片出厂

下一循环

图2 钢筋混凝土管片自动化流水线生产工艺流程图

6.2 操作要点

6.2.1 生产准备

1生产线布置应符合工艺要求，并根据产能配置生产设备。

2将模具安装到生产线上后，进行质量验收，包括精度、强度等各方面指标。

3安装、调试混凝土搅拌设备，并检定各种计量器具、设

备。

4通过试配，确定混凝土设计配合比。

6.2.2 原材料性能要求

原材料进场必须附有质量证明，经复试合格后方可使用。所有原材性能应符合如下要求：

表1 材料性能要求

序号材料名

称

性能要求

1 混凝土强度等级不低于C50，抗渗等级不小于P10。

2 钢筋采用HPB235、HRB335级钢筋，焊条采用E43和E50。

3 水泥普通硅酸盐水泥P.O 42.5，碱含量不大于0.6%，并符合GB175规定。

4 砂子采用级配良好的Ⅱ区中砂，细度模数2.3～3.0，含泥量不大于1.5%，泥块含量不大于1%，严禁采用海砂，并符合JGJ52规定。

5 石子粒径在5～25mm之间的连续级配的碎石，含泥量不大于1%，针片状含量不大于15%，并符合JGJ52规定。

6 拌合用

水

符合JGJ63中钢筋混凝土用水规定。

7 粉煤灰采用符合GB/T1596不低于Ⅱ级技术要求的粉

煤灰，并符合GBJ146规定。

8 矿粉采用符合GB/T18046的不低于S95级技术要求的矿粉。

9 减水剂采用聚羧酸高效减水剂，应符合GB8076和GB50119规定。

6.2.3 混凝土配合比设计

配合比采用粉煤灰和矿粉双掺技术，并采用低塌落度和低水胶比，管片高性能混凝土配合比设计主要指标如下：1混凝土强度等级C50，抗渗等级P10，塌落度控制在60～100mm；

2控制水胶比不超过0.46，最大氯离子含量不超过0.06%；

3使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，最大碱含量不超过3kg/m3。

4在满足以上条件的情况下，还应考虑和易性、气泡的控制、初凝时间以及蒸汽养护等因素与生产工艺的适应性，下表是XX公司盾构管片的生产配比：

表2 混凝土设计配合比（千克/立方米）

材料名

称水泥

细骨

料

粗骨

料

水

减水

剂

矿粉

粉煤

灰

掺量345 675 1150 150 4.70 80 45

6.2.4 盾构管片模具

盾构管片模具材质为Q345钢材，主体由底模、两侧侧

模、两端端模经附件连接组成。侧模开模方式为平移开合，端模采用翻转式开合。为保证精度在使用过程中应注意以下几点：

图3 盾构管片模具示意图

1模具精度控制

模具在进场和每周转100次时要进行精度检验，允许偏差和检验方法应符合下表规定：

表3 模具质量控制标准

序号项目允许误差

（mm）

检验工

具

检查数量

1 宽度±0.4 内径千

分尺

6点/个

2 弧、弦长±0.4 样板、塞

尺

2点/个，每点2

次

3 内腔高度-1～+2 高度尺4点/个

2 每次打开钢模吊出管片后和闭合钢模准备浇筑管片