地铁盾构管片制作的质量控制

盾构施工管片质量管理的几个环节问题与整改措施

摘要：地铁隧道混凝土管片是地铁盾构隧道采用管片作为永久性支护结构，混凝土管片是盾构机掘进开挖隧道完成后的主要装配构件，是隧道的最外层混凝土结构屏障，承担着支承土层压力、地下水压力等一系列特殊荷载的作用。盾构管片质量直接关系到盾构隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能和耐久性能。

关键词：盾构施工；管片质量管理问题；整改措施

前言

盾构管片是在管片厂经过混凝土搅拌、混凝土浇捣、蒸汽养护、脱模起吊、管片翻身、管片水养护、堆放、等工序制成。还需要经过装载、运输、卸车、吊运、电瓶车运输、管片安装机安装等一系列工序后最终在隧道被安装到位。

施工过程中发现在设计、制作、运输、安装等环节中还存在着许多的处理不当的问题、严重影响着最终形成的隧道质量，必须在施工过程中及时整改与改进，才能保证隧道的整体质量，下面就是具体的例子：

一、管片装载、运输、卸车过程管理缺失造成管片碰撞损坏：

在某工程盾构机始发阶段，发现有一定数量的现场对方待安装的管片边角被碰裂、吊角现象严重（见下图）：

经分析气泡多可能是由于以下原因引起：

1、人、设备、材料、方法的影响因素：

a.级配不合理、粗级料过多、细级料偏少；

b.水泥用量相对较少；

c.外加剂过多；

d.油性脱模剂（建议使用水性脱模剂）；

e.塌落度较大或较小；

f.用水量较大、水灰比较高；

g.混凝土搅拌不均；

h.振捣操作不充分、不均匀（应该在操作过程中注意快插慢拔操作要点、分层浇筑混凝土，加强振捣）；

经过监理专题会议、监理通知书的形式敦促承包商应经过对比性试验，找出导致气泡多的真正原因，采取有效整改措施。经过对现场施工全过程的排查中最终确定是由于混凝土坍落度控制不均（常温下依据冷热情况坍落度一般为30-50mm为宜）、振捣不均、不充分为主要原因引起，经过改进这两项工作之后，气泡数量和气泡大小都得到了良好的改善和提高。

盾构管片的生产质量控制及修补措施

摘要：在隧道工程是建设的过程中盾构技术的应用非常广泛，作为永久性的衬砌结构，预制管片的生产如果不达标，将直接对盾构隧道结构的稳定性和耐久性产生影响，因此就必须要对盾构管片的施工质量和修补措施进行重视。

关键词：盾构管片；生产质量；修补措施

引言

在城市不断发展，人们生活节奏不断加快的过程中，出行方式也在发生改变，地铁出行越来越受到人们的喜爱。盾构施技术被广泛的应用到了地铁施工的过程在，盾构管片作为主要的工程材料，是生产质量直接对隧道施工的安全性产生了影响，因此想要对隧道结构的建设要求进行满足，就需要严格盾构管片各个环节的生产管理工作。

1常见的盾构管片问题分析

1.1裂缝问题

首先，是混凝土材料质量不合格隐私的裂缝问题。水泥稳定性差、砂石含泥量超标等各类混凝土原材料的质量不合格的问题，都会造成混凝土浇筑后裂缝问题的出现。

其次，是混凝土施工造成的裂缝问题。在进行混凝土振捣的过程中，作业人员未按标准流程进行操作，振捣时间过长，造成盾构管片表面出现了浮浆厚度超表的问题，在浮浆的子收缩率过大时，就会出自收缩裂缝。另外，在混凝土初凝后没能及时进行抹面作业，造成管片外的湖面位置存在多余的浮浆层，出现了较大的收缩，造成了外弧面的开裂。

最后，是混凝土养护不到位造成的裂缝。在完成管片振捣后，没有进行及时的的养护，表面混凝土水分过快蒸发，出现了龟裂。另外，在混凝土养护工作结束后，过早与外界空气接触，管片表面的水分加速蒸发，表面收缩过大，造成了裂缝的出现。

1.2气泡问题

首先，是材料问题。混凝土配合比不合理，坍落度国道就会造成局部混凝土骨料出现离析情况，表现出蜂窝和麻面问题。由于水泥的减水剂使用不合理，引气剂超表，在进行混凝土搅拌的过程中，就会出现一些有害气泡，在振捣的过程也没有完全排出。

其次，是振捣问题。由于混凝土的浇筑厚度过大，因此下部的混凝土气泡就很难排出，再加上振捣的强度不足，时间果断，这难道密实性较差，就无法充分排出气泡，在混凝土硬化后气泡缺陷就显现出来。

市政工程 Construction & Decoration

124 建筑与装饰2021年6月上 浅议盾构隧道施工管片质量存在的问题与对策

王永辉

中铁一局城轨公司 江苏 无锡 214105

摘 要 以某工程隧道施工为例，针对成型隧道管片渗漏水、管片错台、管片色差及隧道内标准化提升等问题进行

分析研究，从隧道管片错台、渗漏水、气压辅助掘进模式、刀具配制及更换方案、防喷涌措施等方面，提出了相应

的解决方案，有效地解决了工程问题，如有类似的盾构隧道工程可以作为参考。

关键词 盾构隧道；盾构施工；管片质量；问题

引言

在隧道施工工程中，盾构法具有许多优点，所以常常被使

用。比如，该方法环境友好、施工速度快、适应性强。管片是

隧道施工中的重要部件，要帮助隧道成形、阻挡渗水、承担负

载。但是在施工过程中，很容易发生管片质量问题，比如管片

渗漏水、管片错台、管片破裂等。下面以某工程为例，分析产

生管片质量问题的原因，并提出相应的解决方案。

1 工程概况

广州地铁某盾构区间，左线长844.920m，右线长为860.940m。区间为单向28‰的下坡，隧道覆土层厚度约为

17.8～29.8m，线路设计最小转弯半径400m，下穿建构筑物较多。

盾构区间隧道主要穿越地层有：<8C-1>中风化炭质灰岩、<8C-2>中风化灰岩、<9C-1>微风化炭质灰岩、<9C-2>微风化

灰岩、<10-1>断层角砾岩、<0-2>溶洞等地层，岩石强度为60～117MPa，地下水较为丰富。

2 成型隧道质量缺陷情况

截至目前，区间左线已掘进至289环，渗漏水52处，其中K

块27处，占渗漏水52%；右线已掘进至212环，渗漏水41处，其

中K块24处，占渗漏水59%。2.1 管片选型与安装

根据线路参数、盾构机的姿态和油缸行程、盾尾间隙，通

过管片型号和拼装位置的选择，以达到符合隧道线路的管片组

合。将已选好的管片按照指定的点位组装，形成整体的管环，

这个过程主要由盾构机管片拼装机实施。管片选型正确与否、

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0前言

随着城市的现代化、地下轨道交通的高速发展，盾构法因其先进的施工工艺、较高的施工效率和安全环保性，日益成为我国地下工程和隧道施工的主要方法。

管片作为盾构隧道最主要和最关键的结构构件，其性能的优劣对工程质量和隧道服役寿命具有决定性的影响。然而，目前国内外缺乏成熟的管片设计和生产规范与标准，管片寿命存在不确定性，特别是我国在管片的研究上与国外有着很大的差距，国内现有的管片材料、生产工艺、设备生产的管片耐久性差，难以满足高抗渗、长寿命要求。

1管片概述

管片又称盾构隧道的一次衬砌，有钢筋混凝土管片(RC管片)、复合管片和铸铁管片(DC管片)。常用的钢筋混凝土管片有箱型和平板型二种；钢筋混凝土管片采用工厂化流水作业生产，主要分为钢筋笼加工和管片成品的生产以及相关的试验组成。

管片属技术含量高，工艺和品质要求都特别高的钢筋混凝土构件，被称为混凝土预制构件中的“工艺品”，其强度、抗渗性、几何尺寸、表观质量等方面的要求都非常严格。

2管片质量控制

生产管片采用的混凝土强度要求高、抗渗性能、耐久性要求严格，其设计、生产与其它普通混凝土预制构件有很大差异，对材料和成型方法敏感性大。本文就以管片生产的原材料选择为基础，从管片的生产工艺过程详细探讨管片质量控制，以指导管片生产，控制管片质量。

2．1原材料的选择

普通的钢筋混凝土管片主要原材料为：

水泥、集料、掺合料、外加剂、水和钢筋。

2．1．1水泥

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根据ASTM C917规定，为符合Blaine标准性能上的差异，对水泥各组分含量规定：

C，A≤4％，烧失量≤

0．5％，硫含量≤

0．2％，细度为375cm2／g左右。

在满足强度要求的前提下，限制水泥用量；使用的水泥首选硅酸盐水泥，用量一般控制在360～450kg／m3；碱含量<

0．6％。

2．1．2集料

高强混凝土要求集料具有良好的物理和力学性能。随着混凝土强度的提高，集料强度要相应的提高，颗粒形状也应尽可能接近球形或者立方体，并兼顾耐久性。