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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:

Shieldhasmaturedinourcountryatpresent.Segmentproductionisanessentialpartoftheshield.Inthisarticle,theauthorintroducesthesegmentproductionprocessandcontrolpointsbasedonthecityrailamongthecities:ChangshaZhuzhouandXiangtan.

Keywords:

segment、rawmaterial、productioncuring、placejoint、checkpenetration

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。

二、管片配合比:

管片配合比符合设计要求：隧道管片每环的体积较大、坍落度较小。浇筑后的管片凝固、硬化过程中会产生大量的水化热，分片浇筑时，如果外部环境温度较低，管片内外便会产生较大温差，管片的表面抗拉强度一旦达到极限，就会出现龟裂。所以，管片配合比在试配阶段应该考虑在满足设计强度及抗渗要求的前提下，尽量掺加粉煤灰或矿粉等掺和料，以减少水泥的用量，降低水化热量的产生。下表是长株潭城际铁路综合一标的盾构C50管片混凝土配合比（kg）：

水泥粉煤灰矿粉砂碎石水减水剂纤维

PO42.5一级S95中粗河砂5?25mm饮用水聚羧酸PPC

362 45467441117 1334.53 1.8

坍落度mm强度MpaR749.6 56d电通量：786C

65 R2868.3 2.5h初凝，水化热较高。管片抗裂性能符合设计要求

混凝土配合比抗裂试件

确定施工配比：管片的施工配合比不仅关系到成品的强度、抗渗等设计指标，同时对表观质量也起很大的决定作用，因此必须每次开盘前进行砂、石含水率测定，在管片基准配合比的基础上通过理论计算，折合成管片施工配合比的用水量，并由试验室提供管片施工配合比通知单。另外，天气突变或降雨时，也应随时测定，并即时更新管片施工配合比。

三、管片预制的生产设备：

管片生产都是预制生产工艺，采用的生产设备主要是搅拌机、模具、附着式振动器、吊装机等。下面是长株潭城际铁路综合一标的盾构管片生产的部分设备。

模具

盛料斗蒸养窑

三、管片的生产过程

1、混凝土筑、收光

混凝土浇筑：由于管片为C50混凝土，水泥用量较普通混凝土用量大，在管片内部会产生大量水化热，因此必须尽量缩小浇注时间，使得整片管片混凝土终凝前内外温差缩小到最小，减少温度应力造成的表面裂纹。另外大体积管片需要混凝土的方量较多，尽量保持同片管片混凝土塌落度的一致，也是裂纹减少的有力措施之一。

混凝土收光：混凝土在浇注完毕到终凝开始蒸养存在较长的时间，除了可能因为内外温差产生温度收缩裂纹以外，混凝土表面水分的流失也会造成千缩裂纹的出现，因此收光工艺按第一、二次抹压、第三、四次收水操作程序进行抹面收水，在每次抹压收水后用厚塑料膜覆盖以利混凝土保温保湿，可以最大程度的避免裂纹的出现。

抹面

蒸养：

蒸养是提高管片混凝土早期强度，加速管片脱模和管片模具周转的重要措施；同时，由于蒸养措施的使用，大大缩短了管片的生产工期，提高了工作的效率，是管片生产过程中最重要的一环。然而，蒸养也是裂纹出现几率最大的时段，过程控制的好坏直接关系到管片的最终质量。

一般情况下，蒸养温度越高，早期强度提升的便