地铁盾构管片质量缺陷分析与控制

地铁盾构管片质量缺陷分析与控制

作者：毕文东

来源：《中国新技术新产品》2018年第06期

摘 要：随着我国城市轨道交通的迅猛发展，盾构法施工技术被广泛应用，而标志隧道质量水平的管片质量得到关注。本文主要研究管片生产过程中可能出现的管片钢筋保护层超限、管片尺寸偏差超限、管片裂纹、管片蜂窝麻面、气泡及管片表面色差过大质量缺陷，分析了质量缺陷出现的原因，旨在探讨可行的管片质量缺陷控制措施。 关键词：盾构管片；缺陷原因分析；缺陷控制措施 中图分类号：C35 文献标志码：A 0 前言

盾构法隧道施工技术是目前世界上先进的隧道施工技术，盾构管片是高质量的钢筋混凝土构件，其质量的好坏直接关系到整个盾构隧道施工的成败，以下就哈尔滨地铁2号线为例讲述如何做好管片生产过程中的质量控制。 1 管片钢筋保护层超限 1.1 缺陷原因分析

造成管片钢筋保护层存在质量缺陷的原因主要有：（1）钢筋弯弧过程控制不严格，半成品钢筋弧度超出允许范围导致保护层超出允许偏差。（2）钢筋下料过程中，尺寸控制不严格，导致钢筋半成品下料尺寸过长导致钢筋笼骨架长、宽、高超出允许偏差。（3）钢筋笼焊接过程中主筋定位不准确，钢筋之间间距超出允许偏差，个别骨架缺少钢筋。 1.2 缺陷控制措施

为提高管片钢筋保护层的使用质量需要注意以下几点：（1）按照下料图纸进行小批量下料，标注好刻度样板，样板经验收合格后方可进行大批量下料。（2）钢筋下料过程中加强检查工作，发现问题及时进行纠正。（3）按照图纸要求制作可以准确定位主筋和箍筋的“钢筋笼靠模架”。（4）焊接过程中加强检查，发现漏焊等应及时进行纠正，避免钢筋笼因焊接质量引起变形。（5）钢筋笼均应采用CO2气体保护焊接工艺，焊接过程中注意控制焊接质量，避免出现“咬肉”缺陷的產生。焊接应当集中在节点处。（6）做好钢筋骨架焊接前钢筋的除锈工作，提高钢筋的使用寿命。 2 管片尺寸偏差超限

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2.1 缺陷原因分析

造成管片尺寸偏差超限缺陷的原因有以下几点：（1）钢模两侧板下部定位销清理不彻底留有混凝土残渣。（2）端板下部接触面留有残留物。（3）钢模连接螺杆紧固不牢固，衔接处有缝隙。（4）钢筋笼安放过程中钢筋骨架与钢模边缘碰撞影响管片外弧面边缘美观。（5）模具未按时、按要求进行保养。 2.2 缺陷控制措施

做好管片尺寸偏差超限缺陷的控制可以采用以下的措施：（1）模板的起吊，运输，均采用专用的起重工具及设备进行，以免导致模具变形。（2）严格工序控制，应在不损伤模具的前提下进行彻底清理，避免混凝土残积物黏附在模具表面而影响钢模的合拢精度。（3）隔离剂能够有效地避免混凝土黏附在模具上，为确保隔离剂喷涂均匀在喷涂之前需要对模具表面进行清理，去除模具表面的杂物。而后私用拖布均匀的将隔离剂涂抹在模具表面，对于两端流淌的隔离剂需要使用纱布清理干净。（4）在模板的安装过程中需要均匀用力，并注意确保吻合标线完全对正，并拧紧螺栓。把侧模板与底模板由中间位置向两端顺序拧紧，以免导致模具变形。（5）加强连接螺杆保养，定期用黄油进行润滑保养。损坏的螺杆应及时进行维修，使其与该钢模型号匹配。（6）定期对管片模具运行维护保养，使各机械性能满足尺寸要求。（7）钢筋骨架、钢模组合好后，应对模具进行宽度和预埋件检查。（8）严格按照规范对生产的管片进行三环试拼装，以此检验模具精度。 3 管片裂纹 3.1 缺陷原因分析

管片产生裂纹缺陷的原因有：（1）混凝土配合比选定不合理。（2）水泥水化热及混凝土凝结收缩造成表面干缩裂纹。（3）蒸汽养护阶段温度控制不当。（4）脱模后受外界环境影响大。

3.2 缺陷控制措施

做好管片裂纹缺陷的控制可以采用以下措施：（1）在管片正式生产前，应完成混凝土配合比验证试验，并确定施工配合比，保证混凝土基本性能满足要求。（2）搅拌站计量器具按规定校核，严控混凝土的配合比，并在浇筑之前对浇筑混凝土的配合比进行检查，确保配比准确。（3）尽量控制水灰比，缩短外弧表面的收水时间，确保抹面光洁，防止出现收缩裂缝。（4）在混凝土搅拌的过程中注意做好搅拌时间的控制，每台班至少进行3次坍落度检测，严控混凝土质量。（5）严格控制收面程序，分粗、中、精光面三光面记性。在粗光面施工时使用刮杠刮平去掉浇筑的多余混凝土或是用混凝土填补不足之处。中光面：在混凝土终凝前，使用沙板进行提浆收平整；精光面：使用钢抹进行抹平，力求使表面平整无抹子印。（6）管片

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完成收面时用塑料薄膜进行覆盖防治管片表面水分散失过快，刮风时关闭靠近浇注区的门窗。（7）专人进行温度控制，并在蒸养房外侧升温区、恒温区、降温区分别配置自动温控装置。收光完成后静养1h，升温速度不大于15℃/h，恒温为50℃～55℃内保持1h～2h，降温速度不超过20℃/h，控制混凝土产生温度裂缝。 4 管片蜂窝麻面 4.1 缺陷原因分析

管片产生蜂窝麻面病害的原因有：（1）管片模具磨损、尺寸偏差大，不定期检测、清理不干净、隔离剂不匹配或涂抹不均匀。（2）水泥、沙、石子、水、外加剂等管片原材规格、性能不满足规范及设计要求，管片采用的配比不合理、实际配比与理论配比不符。（3）混凝土坍落度控制不严，灌注过程中振捣不密实。（4）管片成型后养护时间、养护条件、养护方法不当。

4.2 缺陷控制措施

做好管片蜂窝麻面缺陷的控制措施有：（1）定期对模具尺寸进行检测调试，加强管片翻转、搬运过程中成品保护，及时对存在的质量缺陷进行处理。（2）加强对管片原材检验、检测、检查，确保各种规格及各项性能满足规范及技术要求，严格按照配合比下料。（3）振捣时间根据混凝土坍落度情况而定，确保混凝土振捣密实。严格执行先两边后中间分层由低向高的浇注顺序，采用振动台振捣，每块管片振捣时间宜控制在4min～6min，不大于8min，避免气泡聚集在止水带凹槽处排不出来。（4）选择黏度小且不含引气剂的脱模剂。（5）收面结束混凝土达到初凝时覆盖一层塑料布，以防止蒸汽水滴，滴落其表面影响外观质量。 5 气泡

混凝土固化后产生气泡病害的原因主要有：（1）水泥水化热，混凝土水灰比偏大。（2）脱模剂黏度较大，造成空气滞留。（3）灌注混凝土分层过厚。（4）振捣方法不当，漏振或振捣不足。（5）外加剂的副作用，一般外加剂都有一定的黏度，增大了排气的难度。 为减少气泡病害可以采用以下控制措施：（1）根据气泡的特征调整混凝土的水灰比和坍落度。（2）使用水溶性高效脱模剂。 6 管片表面色差过大

在管片施工中还应当注意做好颜色的控制保持一致性。 6.1 缺陷原因分析

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造成管片表面色差过大的原因主要有：（1）养护方法不当。（2）模具不定期检测、清理不干净。（3）隔离剂不匹配或涂抹不均匀。（4）混凝土过振离析。（5）钢模封密不严，漏浆、漏水。（6）含水率检测不及时。 6.2 缺陷控制措施

管片表面色差过大缺陷控制：（1）加强养护控制，优化养护工艺。管片在混凝土施工中应当注意气候变化对施工所造成的影响，注意做好防暑保温工作。通过做好温度控制以使得Ca（OH）2能够均匀析出，控制好粗细集料的粒径和杂物含量避免杂色的产生。在混凝土养护过程中注意做好浇水。（2）振捣时间根据混凝土坍落度情况而定，确保混凝土振捣密实，避免混凝土的过振离析。（3）做好钢模密封避免漏浆。严格按技术交底进行混凝土浇筑，并通过电子计量和增加检测含水率的频次，控制混凝土的均匀性，避免色差。 结语

以上是本工程在管片制作过程中分析、总结的经验，其中可能存在不足与纰漏，恳请各位同行批评指正，希望本文能给业内同行提供参考。 参考文献

[1]啜志强，李大为，曹长柱，等.地铁盾构管片质量通病控制[J].科技创新导报，2009（4）：47-48.

[2]徐臻策.深圳地铁机机区间盾构管片质量问题与控制[J].四川建筑，2014，34（1）：146-147.