盾构隧道管片预制生产施工技术(共20页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上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

2、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。生产厂准备调整校正钢筋下料模具准备骨架焊接no校正模具模具检查no钢筋成型检查yesyes清洁模具钢筋笼存放涂脱模剂砼拌合运输安放钢筋骨架砼坍落度检查进一步调整砼入模前检查noyesyes

3、浇筑砼，振捣抹面、蒸汽养护养护温度时间检验noyes脱 模另作处理管片尺寸检查noyes标识、养护存 放图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

4、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

5、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

6、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

7、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80。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

8、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

9、料砂宜采用中砂，细度模数2.53.0，含泥量不大于3%。石子宜采用525mm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

10、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。4.2钢筋笼制作4.2.1 钢筋断料、弯曲（1）钢筋制作应严格按钢筋大样图进行断料和弯曲成型；（2）钢

11、筋进入弯弧机时应保持平衡，防止平面翘曲，成型后表不得有裂痕；（3）往承台上放置钢材时，必须两人以上配合进行，缓慢地扶牢轻放，切断机的承台架上放置的钢筋重量不得大于3T；（4）经切断后的材料必须按规定整齐叠放在指定的位置，地上有垫木支承，并挂上标识牌。4.2.2 骨架焊接（1）钢筋骨架焊接成型时必须在符合设计要求的靠模上进行制作；（2）骨架首先必须先安装在模具上，经测量调整和检验各项尽寸都符合要求，才作为定型尺寸开料和弯曲成型；（3）钢筋与钢筋之间与邻近的金属预件之间净距不得小于25mm；（4）钢筋骨架焊接成型时焊接位置要准确，严格掌握好钢筋骨架的焊接质量；（5）钢筋焊接以使用CO2低温保护焊机

12、为主，不得烧伤钢筋；（6）焊口要牢固，焊缝表面不允许有气孔及夹渣；（7）焊接后气化玻及焊渣必须及时清除干净。（8）成型的钢筋笼必须进行检验状态标志。（9）骨架焊接方式为点焊，目的是焊牢骨架，焊条型号为焊CO2焊条及结422。4.2.3钢筋骨架安装（1）钢筋笼装上保护层垫块后由桥吊配合专用吊具把钢筋笼吊入模具，钢筋笼型号与模具型号要匹配；（2）对准位置轻吊，轻放，不得让钢筋笼与模具发生碰撞；（3）钢筋笼放入模具后要检查周侧，底部的保护层是否均匀，保护层大于规定公差和扭曲的钢筋笼都不得使用；（4）由专人负责放需绑扎的钢筋部件、预埋配件；（5）专人负责对模具、钢筋骨架、保护层、预埋件进行检验。管片钢

13、筋制作允许误差见下表4-1。表4-1 管片钢筋制作允许误差序号项目允 许 误 差（mm）1网片长、宽尺寸102网片间距103分布筋长度尺寸104分布筋间距55骨架长、宽、高尺寸5 106主筋保护层5 37箍筋间距104.3模具清理、喷涂脱模剂及组模4.3.1模具清理、喷涂脱模剂（1）用抹布清理模具表面；（2）用塑料刮刀清除砼积垢；（3）用压缩空气吹净模具；（4）用喷雾器均匀喷上脱模剂，不能流淌；（5）用干棉纱吸去多余的脱模剂；（6）模具外表面、调节螺栓孔应始终保持干净，不能有砼积垢的任何污迹。4.3.2 模具组合（1）模具调试和保养模具必须放在一个稳定的基面，水平误码差1mm以下；基底必须与模

14、底面紧密连接，且免受振动干扰；模具公差不符合要求时，在工程师的指导下按厂方提供的说明书的步骤进行调校；模具保养在机械工程师的带领下按厂方提供的说明书的步骤和规定进行；紧固端模、紧固边模民必须用活动扳手，禁止用套筒扳手，紧固扭矩200NM。（2）打开和关闭模具顺序打开：打开侧模打开端模关闭：关闭端模关闭侧模（3）打开和关闭顶盖顺序松开螺栓，打开顶盖；插上销钉，保护顶盖稳定；拨出销钉，关闭顶盖，拧紧螺栓。（4）找开和关闭侧模、端模红色螺栓是不可动，绿色螺栓是活动螺栓；松开侧模绿色固定螺栓，找开侧模，但不要完全拧出来；拧紧侧模绿色固定螺栓，关闭侧模；松开轴向绿色螺栓，找开端模；拧紧轴向绿色螺栓，关闭

15、端模；松开或拧紧侧模绿色固定螺栓的顺序。4.4管片混凝土浇注4.4.1混凝土搅拌（1）上料系统和搅拌系统必须按规定定期检验；（2）混凝土配合比必须经监理、业主审批确认后方可使用；（3）生产前必须清扫各计量槽内残留材料，并将计量器归零；（4）更改混凝土配合比必须经监理、业主的批准；（5）材料允许误差，水泥：2%；粗细骨料：3%；水和添加剂：2%；（6）搅拌时间为2分钟，坍落度为6020mm，经现场的施工经验控制在5070mm为最佳；（7）提供砂石含水率，进行减少水计量增加砂石计量；（8）如间隔搅拌时间过长，应先行清洗搅拌机，以免机内残料硬化而影响砼质量。4.4.2混凝土振动（1）空模时禁止启动振

16、动器，否则将会导致模具损坏；（2）采用分层下料方式以减少表面气泡，方法是打开顶盖均匀分布约所需的1/31/2量的混凝土，启动振动器，振动时间为24秒，然后合上顶盖从模具中部继续下混凝土，启动振动器直至模具内混凝土完全装满并且无汽泡冒出；（3）混凝土振动时间视混凝土的流动性而定，一般为56min，一般不超过10 min，不得过振；（4）混凝土的坍落度控制在5070mm；（5）在振动过程中应检查以下各项：紧固的螺栓和固定螺栓底座有无松动，联接螺栓底座有无松动，注浆孔螺栓底座有无松动。在振动过程中以上任何一项松动，都要停止振动重新紧固，然后重新振动。4.4.3表面光面在振动完成后，打开面板对混凝土面

17、板进行光面。（1）打开面板的时间应随气温及砼凝结情况而决定，一般以掀开中间的薄塑料布用手按微平凹痕为准； （2）粗抹面：使用铝合金压尺，刮去掉多余砼（或填补所凹陷处），并进行粗磨；（3）中抹面；待混凝土收水后使用灰匙进行光面，使管片面平整、光滑；（4）使用长匙进行精工抹平，力求使表面光亮无灰匙印。4.5管片脱模、养护4.5.1管片养护（1）模内养护1）混凝土初凝后盖上吸水性不强不易脱色的湿纤维物，并进行湿润养护；2）混凝土达到一定的强度后，应将PVC管螺孔杆拔除；3）在气温低于15时应采用温水养护，出口处水温控制在35左右；4）气温在低于8时，出口处水温应提高至45。（2）蒸汽养护1）养护方法

18、经监理工程师批准，养护效果从浇注混凝土时取的试块进行检验；2）管片浇筑完成后，光面静停一小时，可将PCC管定位螺栓孔杆拔除。3）用帆布将管模和管片覆盖好，引入饱和蒸气。4）为保证管片的强度和抗渗性，防止出现微裂纹，需要严格控制蒸养时间、升温及降温速率、恒温时间和湿度等。管片蒸养要满足如下规定控制：砼浇注后静置24小时，开始进行管片蒸汽养生，每小时温度增加不可超过20度。60恒温养生1小时，开始降温，至环境温度后继续养生1小时。管片蒸养须严格分静停、升温、恒温、降温等四个阶段进行，具体如下表4-2所示：表4-2 管片蒸养时间要求条 件时 间静停24小时（从浇捣结束后算起）升温15最高温度60恒温

19、时间24小时（根据季节定）降温进度10脱模温差20注：蒸养过程中每半小时查看温度计上的读数，发现问题用调整蒸汽通人量的大小来调节温度（3）养护池养护管片经脱模修补以后，吊入水池内进行养护，确保管片完全浸泡在水里管片人池时管片与池中水的温度差不得大于20，养护周期为7d，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。4.5.2管片脱模混凝土脱模强度由同条件养护的试件进行试压达到20Mpa以后方可进行脱模，管片起吊后立即拆下各为垫圈，注浆孔螺栓底座应清理干净后放回指定的位置。拆模的顺序为：（1）清除砼残积物，配上螺母，卸下系杆螺栓，放置在模具托架横梁上；（2）先拆卸灌浆管的回定螺栓及

20、定位盖，清抹干净，放在指定位置；（3）先拆卸旁模与度模固定螺栓，后拆卸侧模与端模连接螺栓，收集齐全，清理干净后放在专用的箱子内；（4）专用工具将侧模的定位螺栓及端模的推进螺栓拆松，退位至原位置后，两手均衡用力，顺着旁模滑落，分别把两侧模拉开至特设安全保险定位位置。（5）脱模起吊方式一般采用真空吸盘起吊设备，利用该设备起吊时与管片是柔性接触，受力均匀。而且大大加快了起吊速度，明显减少了螺栓孔部位局部开裂、混凝土脱落现象，并且减低了对管片起吊强度的要求。4.5.3管片修补模筑的管片会存在一定的气泡和崩缺，所以在脱模以后应立即对管片进行修补。（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

21、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

22、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。4.5.4管片标识管片标示分为永久标示和临时标示。永久标示在钢模制造时就镜像铸于钢模上的，主要反映管片环类型（标准环、左转弯环、右转弯环）、块类型（标准块、邻接块、封顶块）、管片端面对接标志及螺栓孔对接标志。临时标示为管片脱模后喷涂的，主要标示管片流水号码、生产日期。对于联络通道处特殊管片需要喷涂相应的标示，避免与普通管片混淆。4.6管片堆放和运输4.6.1管片堆放管片在水池里的堆放：管片水浸养护时，池水必须漫过管片顶部，单层放置，不同规格的管片严格分区养护。管片在喷淋场的

23、堆放：管片在喷淋场成侧立放置，以保证自动喷淋的水能湿润管片的每一部份，两层放置。喷淋头放置在顶层的上部。管片在堆场的放置：可以选择侧放或者元宝型放置。侧放堆放占地小，但是管片叠放稳定性比较差，出厂不方便，要翻身至元宝型才能吊上车。元宝型堆放管片叠放稳定，出厂方便，可直接吊上车，但占地面积相当较大，而且注浆孔内容易积水，在冬季注浆孔内积水结冰会破坏注浆孔封头混凝土。所以，堆放时间较长的管片宜采用侧放堆放，堆放时间较短的管片宜采用元宝型堆放，而在冬季不宜采用元宝型堆放。4.6.2管片的交付运输管片完成最终检验等待出货时盖上”生产厂家;合格”章。管片的交付运输使用长平板车等装运，按施工顺序整环运送；

24、每叠管片不超过3层，叠与叠之间纵横方向留有不少于300mm间距。管片吊运时片与片间亦以垫木间隔，每叠底部以两根1501501200mm木枋沿宽度方向在弯曲螺栓孔外侧，以防碰撞；管片与绳索间为专门的管片吊装带，以防勒伤，绳索用纹盘收紧，使管片得以紧固；管片厂装车采用叉车，运输至现场后采用龙门吊卸车。5管片试验与检验5.1管片精度与外观质量5.1.1外观质量要求管片外观质量检验要求：管片表面应光洁平整、无蜂窝、露筋、无裂纹、无气泡水泡；止水带附近不允许有缺陷；注浆孔应完整、PVC管内无水泥浆等杂物。（1）检验方法：测量检验：用于管片外形尺寸公差检验；目视检验：用于外观质量缺陷检验。（2）检验工具：

25、游标卡尺：02000mm精度0.05mm、0500mm精度0.05mm；样规：用于外观质量抽检弧弦吻合度；尼龙线：用粗1mm长4m用于检验曲率变形或扭曲变形。（3）尺寸检验用游标卡尺对管片的宽度、厚度进行测量检验，各测3个点。用两根尼龙线对角拉紧成弦线，测量两根弦长交汇点的距离，不大于2mm时，曲率弯形符合要求。5.1.2管片精度检查管片管片外形尺寸允许偏精度检测：管片的几何尺寸在拼装成型及隧道的防水等方面具有非常重要的作用，其精度要求如下表5-1所示。表5-1 管片外形尺寸允许偏差序号项目允许偏差（mm）备注1管片宽度0.5每块测点2弧长、弦长1.0每块测点3内半径-0.33.0设计要求4厚

26、度-0.33.0每块测点5环、纵向螺栓孔0.5每块检验6环缝间隙2.0三环整环水平拼装7纵缝间隙2.0三环整环水平拼装5.2管片试验5.2.1管片抗弯试验（1）试验工具： 50KN千斤顶，7个示值为0100Mpa精度1.5 级工作压力表，一个百分表，试验台架。压力表、百分表均须成都市计量检测所检定合格。（2）量值依据：加荷时依照检定的（荷载压力表示值示值）线性回归方程得出每一级荷重下压力表示值。（3）试验方法： 1）加荷方法：采用千斤顶分配梁系统加荷，加荷点距900mm。受压后支承管片的活动小车可沿轨道向两端运动。2）荷载分级和持续时间采用分级加荷法：由50KN开始加荷，然后每次加荷10KN并

27、静停1分钟，注意记录裂缝产生和裂缝宽度为0.2mm时的荷载值，加荷完毕后，静止1mm 记录压力表读数及中心加荷点及水平位置变量。3）当加荷到压力表读数不能再上升，百分表读数突然增大时，说明此时管片钢筋已达到屈服强度，此时加荷值即为破坏荷载。5.2.2管片灌浆孔螺栓抗拔试验（1）量值依据：在500KN千斤顶上装置一个0100Mpa的工作压力表，精度1.5级（成都市计量检测所检定合格）；加荷时依照检定报告线性回归方程得出每一级荷重的压力表示值，设计抗拔力18t。（2）试验方法：1）将拉力螺杆旋入管片灌浆孔螺栓中，再将管片置于拉力架里，并使螺杆与拉力架用螺丝连接后，整体放置在支承架上，支承架承托着管

28、片两侧。2）在拉力架下方安放两个行程50mm的百分表。3）当千斤顶轴心升起时，拉力架带动螺杆向下拉，灌浆螺杆受力，百分表的读数显示螺标的位移量。4）压力不能再上升，百分表读数突然增大时，说明灌浆螺栓管承受的拉力已超出极限被破坏，以此值为灌浆螺栓管的破坏值。5.2.3抗渗试验当管片达到龄期以后，对管片的抗渗能力进行检验，检验设计混凝土配比能否满足抗渗的要求。抗渗试验的水压施加在实际工程的迎水面一侧或高水压一侧，水压力按P 水=Wi +0.2MPa (稳压两小时计算)，Wi按设计抗渗标号取1.2MPa 。做抗渗试验后，目测判断管片的抗渗指标是否满足。若管片侧向厚度的方向的渗水高度h水h/5，（h为

29、管片厚度），则说明抗渗合格，反之则不合格。每10环做一组抗渗试验，每5环做1组抗压强度试验。5.2.4三环拼装试验管片生产前及生产中需进行水平拼装检验。按照规范每100环需做一次三环拼装试验。水平检验标准如表5-2所示，主要检验管片组装后成圆度以及构件之间的嵌接是否紧密。表5-2 水平拼装的检验标准序号项 目允许偏差检测频率检测方法1环缝间隙1.0mm每条缝测三点插片2纵缝间隙2+(+2,-0)mm每条缝测三点插片3螺栓与空隙2D孔-D螺螺栓杆与孔的空隙插钢丝4成环后内径2.0mm测4条钢卷尺5成环后外径2.0mm测4条钢卷尺6 劳动力组织劳动力组织如表6-1 所示。 表6-1 劳动力组织配置

30、表序号工序名称数量（人）序号工序名称数量（人）1钢筋弯弧311修饰42钢筋弯曲212检查43钢筋焊接613桥吊（包地面）124钢筋开料414保全25脱模315机动26组模416铲车、平水27模具检测217车间办公室28混凝土浇筑418混凝土监控29混凝土光面419混凝土拌和站610拔螺栓、水养护220运输班4注：本表以6套管模组织生产为基础。7机具设备配置7.1机具设备配置机具设备配置如表7-1所示。表7-1 机具设备配置表 序号机具设备名称型号规格数量(台)备注1管片模具根据管片图若干2双梁桥式起重机10t22.5m9m2管片制作、养护3双梁桥式起重机15t22.5m9m1管片制作、养护4单

31、梁桥式起重机5t22.5m9m1管片制作、养护5单梁桥式起重机5t16.5m9m1骨架焊接6单梁桥式起重机10t16.5m9m1骨架焊接7门式起重机12.5t16m1管片堆场8钢筋调直切断机GT4-8mm1切断长度3006000mm9钢筋调直切断机GT4-14mm2切断长度3007000mm10钢筋弯曲机GW40-1411钢筋弯弧机212CO2弧焊机NB3501213普通焊机514钢筋切断机GQ40-1115钢筋切断机大型116翻片机317弧形托架1218靠模架1219管片支架120管片吊架321三环试拼装架122真空吸盘机SWL15223管片养护架含篷布1024抗渗试验机1单级旋涡泵1w2.

32、4-10.525燃料锅炉WNS2-1-25Y1含管路26平板车若干注：起重机跨度需结合厂房布置情况调整。7.2主要设备的选型说明7.2.1钢筋加工及安装成型设备的选型（1）切割机钢筋切割机根据使用功能可分为钢筋调直切断机和钢筋切断机两种，校直切断机是用于将建筑钢筋校直并切断成设定长度的加工设备。根据生产量可配置各两台不同型号的为钢筋调直切断机和钢筋切断机。（2）靠模选择靠模根据管片型号自制，要求严格按照设计钢筋笼形状进行加工，并经检查合格后方可使用。7.2.2 管片钢模的选型根据相应管片形式选择适合的管片钢模，管片模具可委托有经验的钢模制造商进行设计与制造，并提供相应的技术保证。（1）模具加工

33、标准模具制造精度执行GB 50157-2003及GB50299-1999（2003版）标准。钢模加工的精度要求见下表7-2所示：表7-2 钢模允许偏差表序号项目单位允许偏差检验频率检验方法范围点数1宽度mm+0.2-0.4每只6左、中、右三个断面各测一点2弦长mm0.5每只2两侧各测一点3底座夹角s0.6每只4四角各测一点4纵环向芯棒中心距mm0.5每只2抽查5内腔高度mm1.0每只2抽查（2）模具配置根据生产量要求配置钢模，可以根据隧道管片类型分别配置标准环模具、左转弯环模具、右转弯环模具。根据我国盾构施工情况，一般为宽度1.2m和1.5m管片模具，对于特殊小曲线半径采用宽度1.0m管片模具

34、。模具数量应完全能满足其供应的管片预制的施工进度安排。管片模具精度和耐久性是管片精度的保证基础，也是隧道质量的保证基础，模具精度、制造工艺及防漏浆设计符合相关技术要求，且在使用中应良好的维护，从而提高使用寿命。7.2.3吊装系统的配置吊装设备根据钢筋加工成型区、管片生产区、水养区、管片堆放区分别配置，（1）钢筋加工成型区钢筋加工成型车间为钢筋原料卸货及堆放及加工成型钢筋笼的运输，重量较轻，可采用2台5吨单梁桥式吊车，（2）管片生产区与水养区管片生产区进行混凝土浇注、管片拆模等，而水养区进行管片翻转、入池和出池，一般从施工衔接和经济性考虑，两者的吊装系统可联用，可选用2台双梁式吊车，辅助配置1台

35、单梁桥式吊车。（3）管片堆放区管片堆放区用于管片存放、运输出场吊装，可选用12台门式起重机。7.2.4其他辅助设备的配置（1）混凝土搅拌站选型与配置采用搅拌台集中搅拌，宜选用JS500双卧轴强制式混凝土搅拌机，该机具有搅拌质量好、生产效益高、操作简单、维修方便、能耗低、噪音小，易损件寿命长等优点，台数根据生产量而定。（2）混凝土运输系统的配置混凝土料运输根据场地而定，可采用平板车解决水平运输，吊车垂直提升灌注入模。（3）管片养护系统配置管片养护包括蒸养及水养。蒸汽养护的方式有很多，一般采用蒸养罩、轨道式蒸养棚和蒸养窑。蒸养罩优点是一个钢模一个罩，可以独立控制每块管片的蒸养过程，随浇随蒸，不用等

36、其他管片浇捣完成后一起蒸养，缺点是蒸养罩体积大，笨重，需要起重设备吊运，并且在管片车间要留一块较大的地方堆放蒸养罩；轨道式蒸养棚是一种可以通过在轨道上滑动折叠或者释放的棚，滑动折叠原来类似于折叠大门，优点是占地小，使用方便，两个人就可以推动，缺点是必须一行或者一列钢模一起蒸养；蒸养窑是在钢模旁边砌四面墙，收水结束后加顶封门形成封闭空间蒸养，优点是操作简单，缺点是必须成片蒸养或者所有钢模一起蒸养，温度不均匀，难以控制。从经济、节约场地及方便角度出发，目前普遍使用的是蒸养罩方式蒸养。水养一般采用池养法，水池深度以略微盖过管片为宜，为管片出池方便一般水养池只排列一层管片，管片间距50cm100cm。

37、水池面积根据管片生产量和管片水养期确定。8 质量控制要点8.1 钢筋笼制作质量控制要点8.1.1钢筋断料和弯曲成型（1）进入断料和弯曲成型阶段的钢筋必须是标识可用状态的钢筋。（2）断料、弯曲成型之前必须要有经过详细翻样确认的尺寸、形状明细表，并准备好准确的样棒和校核基模，以保证在断料、弯曲成型过程中快速检测。（3）切断和弯曲工序的操作和公差控制应遵从规范和标准中有关条款的规定。切断和弯曲成型后的钢筋制件应分类存放在支架上，并标识状态。8.1.2钢筋骨架总装（1）根据管片钢筋骨架制作的精度特殊性，要求各单体部件制作成型精度必须满足总装精度要求。为此根据各单体部件和总装工艺的精度，专门加工相应的制

38、作靠模，来达到各自的精度要求和总装的精度要求。（2）各单体部件和总装工序中钢筋连接均采用低温焊接工艺（即CO2低温保护焊）。焊接操作工应经过培训、考核合格后上岗。（3）按照设计和规定的要求对总装完成的钢筋骨架进行严格的质量检查，主要内容包括：外观、焊接和精度（公差）三个方面，检查合格后可挂牌标识进入成品堆放区待用。8.1.3成品堆放和运输（1）钢筋骨架成品堆放应按照经批准平面布置图分类整齐堆放，并呈拱形堆放在指定区域内。堆放高度不允许超过规定的高度。（2）钢筋骨架吊装采用横担式专用工具，确保骨架在吊装过程中不产生变形。（3）钢筋骨架运输采用台车水平运输的方案。以保证钢筋骨架运输的速度能满足管片

39、制作的需要。8.1.4钢筋骨架入模（1）钢筋骨架的隔离器采用专用塑料支架。选用标准：应符合厚度、承受力和稳定性要求，支架颜色同管片混凝土保持基本一致。（2）隔离器根据不同部位分别选用齿轮形和支架形两种。其中支架形用于内弧底部；齿轮形用于侧面和端面。隔离器设垫位置正确、布设均匀。（3）钢筋骨架入模条件：应该是经检验合格认可的骨架，形状同钢模相符合的，钢筋骨架表面是符合要求的（一直要保持到混凝土浇捣前）。若钢筋骨架表面有恶化，不符合使用标准，则应采用工程师无异议的方法处理，处理后经工程师认可，方能进行下道工序作业。（4）所有预埋件按照设计要求准确就位，并固定牢靠，防止振捣时移位；（5）钢筋骨架入模

40、位置应保持正确，骨架任何部份不得同钢模、模芯等相接触，并应有规定的间隙。入模工序全部完成后，必须经质检员检查认可，并详细记录于自检表中，由专人进行隐蔽工程验收，检查钢筋品种、规格、尺寸、长度、钢筋的位置和数量、保护层等项目，验收合格后方能进行混凝土浇筑工序。8.2 管片制作工艺质量控制要点8.2.1管片混凝土浇筑钢模合拢精度和钢筋骨架入模均符合要求并已认可；混凝土搅拌系统处于正常状态和振捣器能正常运作等条件。8.2.2混凝土供料和运输（1）管片混凝土由搅拌系统供应。搅拌上料系统和搅拌系统及试验室等辅助设施均应经工程师确认能满足本标段管片制作的要求。（2）管片混凝土搅拌配合比经模拟对比试验后，由

41、工程师审批的配合比作为管片混凝土的基本配合比。每天混凝土开拌前根据气候、气温和骨料的含水量变化，出具当日搅拌的混凝土配合比。（3）根据当日混凝土配比单，调整好称量、计量系统。称量、计量系统应定期校核，把称量、计量公差控制在允许公差之内，以保证上料计量系统始终在受控状态下工作。（4）混凝土搅拌要充分、均匀，现场测试混凝土坍落度公差满足设计要求。（5）混凝土试块留置每次浇捣不少于3组。其中2组进标养室标养，作28天强度试验（其中有1组作备用）；另1组同管片同条件养护，测得起吊时的抗压强度。（6）混凝土倒入专用1m3（或1.5m3）贮料斗内，由电机车运输到管片车间内，经龙门吊作垂直提升运到浇筑位置，

42、下料入模。8.2.3混凝土布料、振捣和成型（1）开始阶段混凝土由贮料斗向钢模内均匀进行布料。当盖板封上后，混凝土从钢模中间下料。下料速度应同振动效果相匹配，尤其是在每块钢模即将布满时，更要控制布料速度，防止混凝土溢出钢模外。（2）振捣是管片成型质量的关键工序。振动时间、混凝土坍落度、布料速度和振动器的效率等是构成振捣效果的四大要素。因此在管片正式生产前，必须经过试验和试生产来确定有关制作参数。（3）成型后的管片外弧面的混凝土收水应根据气温间隔一定时间后进行。间隔时间一般以管片外弧面混凝土表面已达初凝来控制。收水的目的是使之表面压实抹光和保证外弧面的平整和顺，因此该工序应由熟练的抹面工来操作。（

43、4）钢模内侧面和端面螺孔芯棒既要便于脱模又要防止坍孔，因此在管片混凝土初凝前先松动钢模芯棒，严禁向外抽动。当混凝土初凝后，对芯棒再次松动，直到混凝土达到自立强度后方可拆下螺孔芯棒（混凝土自立强度一般根据气温凭经验控制拆芯棒间隔时间）。8.3 蒸汽养护、脱模、养生质量控制要点（1）在浇捣结束后静养2小时后开始蒸养。（2）升温速度：每小时不得超过15，最高温度为60。恒温时间2小时，在恒温时相对湿度不小于90。降温速度每小时不超过20。在整个蒸养过程中应有专人负责检查，并做好记录。（3）整个蒸养过程中，蒸养控制室值班人员加强责任心，如实记录各温度测点的温度变化什，确保各蒸养罩内的温度的同一性，使管

44、片均匀升温或降温。（4）管片蒸养后达到规定的强度便可脱模，严格按照钢模操作规程将钢模打开，在脱模时严禁硬橇硬敲，以免损坏管片和钢模；（5）管片脱模要用专门吊具，平稳起吊，不允许单侧或强行起吊，起吊时吊具和钢丝绳必须垂直；（6）起吊的管片应在专用翻身架上进行翻身，成侧立状态；（7）管片在翻身架上拆除螺栓手孔活络模芯及其他附件，拆除时应按规定进行，不得硬撬硬敲，以防止损坏活络模芯、附件及管片；（8）翻身架与管片接触部位必须有柔性材料予以保护；（9）管片在内弧面醒目处应注明管片型号、生产日期和钢模编号；（10）在脱模过程中遇有管片混凝土剥落、缺损，大缺角应用SC1混凝土粘结剂（或指定修补方案）进行修

45、补，密封垫沟槽两侧、底面的大麻点应用胶结剂加水泥腻子填平。（11）管片脱模后吊运至养护水池进行7天水养护，注意管片与水的温度差不得大于20。8.4 管片表面气泡、裂纹防治控制要点8.4.1气泡的防治由于钢模自身的结构是无法改变的，所以只有从坍落度和人工操作两方面考虑。（1）严格控制坍落度混凝土的成分主要有水、水泥、砂子、石子和一定量的外加剂。由于坍落度对混凝土凝固后的强度和气泡的产生都有影响，所以在配制混凝土时要严格控制坍落度。尤其在夏天时，混凝土从搅拌站运输到管片生产场地要花费一定的时间，而在此过程中，会造成坍落度的损失。因此需加入一定数量的缓凝剂。（2）加强人工操作混凝土在钢模内的振捣有振

46、动台振捣和人工振捣两种。振动台振捣的效果要好些，可以使混凝土更均匀，但振动台的成本高。人工振捣时振动棒容易碰到钢模具和钢筋笼，而且靠近管片外弧的地方不容易振到，所以工人的操作熟练程度是一个很重要的因素。这就只能靠加强工人的操作培训，提高他们的技术熟练程度来改善振动效果。8.4.2裂缝的防治（1）严格控制坍落度，可适当添加一些外加剂。每方混凝土须保持均匀的坍落度，可使混凝土分布均匀，则混凝土就可以均匀地凝固，相应地就减少了裂缝的产生。（2）尽量地减少大气温度的影响：尤其是在夏天。为了消除气温所带来的不良影响，可以采取如下措施： 1)在混凝土中加冰； 2)在一天中气温较低的时间内浇注，如上午10：

47、30以前或下午3：00以后； 3)加强管片的初期养护。（3）蒸汽养护：蒸汽养护能够加快混凝土硬化，确保水泥充分水化，使管片的强度能尽早达到脱模时的设计要求强度，防止管片出现收缩裂纹。混凝土振动成型2小时后，将用于蒸汽养护的帆布套在模具上，下部同地面接触的地方用力木压实，在帆布套上预留的小孔中插入温度计。通入蒸汽，因布置于模具底部的蒸汽管路布满小孔，蒸汽会从每个小孔中均匀地喷出来，使整个模具均匀地升高温度，升温时升温速度在每小时15度20度，最高养护温度50度60度，恒温34小时。经过以上的措施处理后，管片上的裂缝和气泡得到了较大的控制。9 安全注意事项（1）做好特殊工种人员培训工作，确保其持证

48、上岗。（2）对管片生产的全体操作人员必须进行安全、技术交底，划分岗位责任制和组织各项规章学习。（3）车间人员进场后必须戴好安全帽，不得在起吊物下站立及行车。（4）吊车司机必须经培训考试合格后才能进行单独操作，行车启动前须打警铃，检查各方向动态。在工作时必须集中注意力，听从起重工的指挥。（5）车间一切机械设备严格按有关操作规程进行操作，做好经常性的检查保养工作。非操作人员一律不得擅自使用，电器设备维修保养一律由电工进行，机械停止使用时应切断电源。（6）各种吊运钢丝绳、夹具、吊具及销轴等工具使用之前必须检查，及时修复或调换。（7）电焊气割时应注意周围有否易燃物品，不安全的情况下不得进行操作。（8）

49、上料系统中砂石料斗上下运动要注意周围人员动态，搅拌机设备需要定期检查，对易损件应经常检查及更换。（9）管片堆放时严禁超高，规范堆放，避免倾覆。（10）合理布局、规范标识、划区包干、责任到人、安全作业、文明生产。10 工程实例10.1 工程简介上海轨道交通9号线R413标盾构隧道，区间单线全长约6.485公里。设计采用F6200（外径）钢筋混凝土预制衬砌，每环衬砌由6块管片组成，管片厚度350mm，宽度1200mm。为满足曲线模拟及施工纠编的需要，曲线地段采用左、右转弯楔形环，通过与标准环的各种组合来拟合不同的曲线，楔形环单面楔形，楔形量为38mm。管片混凝土强度等级：C50，抗渗级别：S12。

50、10.2 施工情况由于管片属于技术含量高，生产工艺和品质要求严的钢筋混凝土预制构件，需按严格的技术参数组织生产。因此我公司通过对有资质的三家预制构件生产厂家进行认真比较，最终选择中铁二十三局养马河桥梁厂承担本区间管片生产任务。在管片生产过程中,项目经理部派驻一名人员作为甲方代表驻在生产现场，对整个管片生产过程进行检查和监督。为满足盾构掘进进度需要，本区间共配置管片模具6套，其中标准环4套，左、右弯环各1套。管片生产分两阶段进行，第一阶段是在管模到位并进行验收后，首先进行试生产，通过对试生产的管片进行外观、强度、抗渗、吊装孔抗拔、三环拼装等试验和检测，其结果均满足设计及规范要求后再进入第二阶段生

51、产。第二阶段正式生产就是要满足整个盾构机掘进进度的需求，达到平均每天生产812环。10.3 工程经验10.3.1静停时间砼在浇注完成后需要静停一段时间，待其开始初凝用铁抹子压光，而后通过蒸汽进行养护，这段时间习惯上称作静停时间。做配合比设计时测得静停时间为2h，但是在试生产时发现静停时间达到6h以上。静停时间延长严重影响钢模周转速度，使生产进度不能满足要求。（1）如果砼配合比设计时在夏季，由于气温较高，砼初凝快，而试生产是初冬，气温很低。普通水泥凝结时间和拌合物温度成正方次比例，提升拌合物温度和环境温度是解决这个问题的根本办法，基于此可以给车间通了暖气并预热砂料，控制车间环境温度在15以上，拌

52、合物温度在20以上。 （2）配合比设计时如果要求减水剂为单一组分减水剂，但是目前市场上的减水剂都是针对建筑工地开发的，其中主要有效成分为氨基黄酸盐，这种成分有保塑的效果而不利于砼早凝，但是其价格便宜、减水效率高且性能稳定，因此变更减水剂品种并非解决这个问题的首选方案。所以可以选择减少减水剂掺量、相应增加水泥的方法，小范围调整配合比使其适应冬季生产的需要。 （3）通过试验得知粉煤灰掺量超过10%会影响砼的凝结时间并降低强度。因此在配合比调整时可以减少粉煤灰掺量。通过这一措施降低静停时间，可以满足模板的周转要求。 10.3.2管片表面气泡 气泡是影响砼外观质量的重要因素，也是是否认可管片质量的重要

53、条件。气泡太多将直接影响砼的抗渗和防水性能，因此采用适当的工艺措施减少砼表面的气泡是制定管片生产工艺的重要环节。试生产时发现砼表面气泡较多，尤其在管片止水槽处气泡有集中的现象。 经过认真分析并咨询相关专家达成如下共识：（1）砼表面气泡是正常现象，没有气泡的砼是不存在的。（2）不能采用增加振动时间的方法以减少气泡，因为这样会使砼的粗细骨料分离，影响砼的内在结构质量；（3）进口复合消泡剂、磷酸三盯酯、有机硅胶等削泡材料应用在消除砼的气泡上，目前技术上还不成熟，对砼的耐久性等的影响还不清楚，故不宜应用在地铁这样的重要项目上；（4）骨料和粉料同时搅拌，拌合物的含气量大于粉料先搅拌的情况；坍落度不同，砼

54、振捣时排气的效率也不相同。针对如上认识，在原有工艺的基础上采取如下措施，经过实践取得了良好的效果。 （1）控制振动时间不超过3min，以保证砼的内在质量。 （2）砼搅拌时先搅拌砂浆，后放入粗骨料以减少掺气量。 （3）严格控制拌合物坍落度在2060mm之间。 （4）管片脱模后立即使用水泥胶泥进行修补，在止水槽位置，修补前应用钢刷子刷一遍，以使所有的气泡暴露，而后用水泥胶泥填补所有气泡，并将表面修饰平整。这样既保证了防水的质量要求，又满足了外观要求。 10.3.3裂缝 试生产时发现砼外弧面的边沿产生微小裂纹，向外弧面纵深方向和侧立面两个方向发展，长度30150mm不等，在外弧面两个环向边缘对称分布

55、，条数28条不等。裂缝很小，但是在强光处肉眼可见。外弧面边缘紧邻止水槽，任何延伸和贯穿止水槽的裂缝都是不允许的，因为这将影响管片拼装后的抗渗性能。任何问题总是由内因和外因共同作用引起，因此分析其成因当从砼配合比（内因）和生产工艺及环境条件做起，直到找到原因并解决问题。粉煤灰在砼的硬化过程中能有效减少砼的内部温升和硬化初期的收缩，从而有利于砼内部结构的密实，有效限制裂纹的开展，这也正是为什么在冬季配合比的调整中没有取消粉煤灰而仅仅降低了其掺量。砼蒸汽养护记录显示养护结束时养护室温度40，间隔2h后掀养护罩时养护室温度35，掀养护罩后钢模环境温度10；测得管片内部温度45、边沿表面温度15、管片内

56、外温差达30，由此推断出现裂缝的主要原因为管片内外温差过大，管片工艺设计之初要求温差小于20，针对这种分析结果采取如下措施。 （1）降低蒸汽养护恒温温度，将恒温温度控制在45。调整配合比，增加水泥掺量，以提高早期强度。（2）在蒸汽养护的降温时间段里提前1h将蒸汽养护池盖掀开一条缝，以协助降温。 （3）在管片外弧面上盖一层塑料布，在塑料布上盖一层草帘子，在养护罩掀开之后静停1h之后再拆模起吊管片，以使砼表面脱水和降温趋于均匀。（4）车间内通气采暖，以提高环境温度。采取以上措施后完全消除了裂缝的产生。10.4 关键图片图10-1 钢筋制作 图10-2 钢筋安装 图10-3 砼浇注 图10-4管片收面管片脱模图10-5 管片脱模 图10-6 管片蒸养图10-7 管片起吊图10-8 管片水养专心-专注-专业