浅谈地铁隧道盾构管片生产质量控制

摘要：结合南京地铁10号线凤凰大街站至龙华路站盾构隧道施工中管片生产的工程实践，剖析了影响地铁盾构管片成品质量的主要因素，并介绍如何做好盾构管片生产质量控制和监理控制要点。

Abstract: combined with Nanjing subway line No. 10 Phoenix Street station to Longhua Road Station in shield tunneling segment production engineering practice, analyzes the impact of shield segment product quality are the main factors, and describes how to do a good job of shield tunnel segment manufacturing quality control and supervision control points.

关键词：地铁 盾构管片生产工艺质量控制

Key words: metro shield tunnel segment manufacturing process quality control

中图分类号：O213.1  文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、前言

随着各大城市地铁交通的迅猛发展，造价低、机械化程度高的盾构法施工技术应用得越来越广泛，而标志隧道总体质量水平的管片使用数量也越来越多。管片是隧道预制衬砌环的基本单元，管片的类型主要有钢筋混凝土管片、钢纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。管片按拼装成环后的隧道线形分为：直线段管片、曲线段管片及既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片，其中曲线段管片又分为左转弯管片和右转弯管片。

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片的质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能，对控制地铁隧道的质量，保持地铁隧道的线形和保证地铁隧道使用寿命起着关键作用。

2010年5月28日南京地铁2号线、2号线东延线、1号线南延线3条新线路正式通车后，南京地铁通车里程已突破85km，极大地缓和了南京市内交通拥堵。而现在，南京市的3号线，4号线及10号线正在同时进行建设。笔者就南京地铁10号线区间盾构管片生产的质量控制作一些经验介绍。

二、工程概况

南京地铁十号线一期工程D10-TA06标项目工程，包含两个盾构区间：龙华路站～凤凰大街站区间（19+098.950～20+084.000）、凤凰大街站～城西路站区间（20+282.000～20+685.200）。盾构主体线形图如下：

本标段共需生产管片1782环，其中直线环计1046环，左转弯环计363环，右转弯环计373环。

盾构区间管片采用环宽1.2m的标准环及左转弯楔形环和右转弯楔形环三种管片，楔形环的楔形量为37.20mm,管片混凝土强度等级为C50；抗渗等级P10,钢筋为Ⅰ（HPB235）、Ⅱ级(HRB335)。管环外径6.2m，内径5.5m，宽1.2m，每环由6片管片组成，混凝土量7.719m3。由南京城市地铁实业集团有限公司管片厂按以上要求进行管片生产。

管片结构型式：衬砌环管片分成6块，由1个封顶块（K型，中心角21.5o）、2个相邻块（B型，中心角68o）、3个标准块（A型，中心角67.5o）组成。管片主要采用高精度的钢模具制作。为满足直线段和曲线段施工及纠偏的需要，设计了标准补砌环和左、右转弯楔形环，通过标准环与楔形环的各种组合来拟合不同的线路。楔形环为双面楔形，楔形量为37.2mm。示意如下图：

管片加工精度要求（单位mm）：

管片生产工艺流程大概如下图：

三、管片生产准备阶段的质量控制

1、按照隧道施工的进度要求制定管片生产计划，合理安排各种型号管片的生产方案，并做好管片存放的场地准备。

2、要确保制作后管片有统一尺寸、误差在一定精度的范围内，关键是钢模的刚度、强度及精度，所以要设计加工高精度、拆装方便、刚度大、变形量极小的钢模，来满足管片精度要求所需。钢模具的质量直接影响着管片的尺寸精度、表面裂缝、气泡等问题。

3、管片生产中使用自拌混凝土，使用的水泥、砂子、石子、钢材、外加剂等原材料按有关规范和标准进行采购、保存、检验，并得到业主同意和监理工程师认可和批准后方可使用，且必须附有生产厂家的产品质量证明书。

四、管片施工过程中的质量控制

1、模具组装与清理：

模具的组装关系到管片成型尺寸是否标准及浇筑时的安全，而模具的清理和脱模剂的喷涂，则是保持管片外观质量的重要手段，监理工程师在现场每日检查一次并填报“管片模具检测记录表”，本工程使用的是麦斯特脱模剂，型号为frise-902。

1）组模前必须认真清理模具，把模具上的混凝土残积物全部清除，清洁后的模具内表面的任何部位不得积有混凝土残积物。

2）模具内表面使用海绵块及胶片配合清理，严禁使用铁器清刮。

3）清理模具外表面时，特别要注意清除测量水平的所有位置的混凝土残积物。

4）混凝土残积物全部被剥落后，应由专人把全部杂物从模具内表面清走，不得有任何残留杂物。

5）喷涂脱模剂由专人负责，喷涂脱模剂前先检查模具内表面是否留有混凝土残积物，如有应通知清模人员返工清洁；务必使模具内表面全部均布薄层脱模剂，如两端底部有淌流的脱模剂积聚，应用海绵清理干净。

2、钢筋笼加工

钢筋笼的尺寸关系到管片的强度，钢筋笼内部钢筋的位置关系到管片内预埋螺栓孔、吊装孔（注浆孔）的位置是否准确，在钢筋笼加工完成后，按监理工程师按规范进行验收，验收合格并填写“管片钢筋骨架制作检查记录”后才能作为合格的钢筋笼备用。

控制要点：

1）控制钢筋加工尺寸精度。

2）在钢筋笼制作完成后，对钢筋笼进行检查并填写记录，在钢筋笼检验合格后将钢筋笼放置在存放区，并设置合格标识牌。

3）钢筋骨架采用CO2弧焊机焊接成型时，焊缝不得出现咬肉、气孔、夹杂现象。钢筋的弯曲按设计施工和现行国家标准，焊缝、高度必须符合规范要求，焊接后氧化皮及焊渣必须清除干净。

4）安防预埋管时，现将其套上螺旋钢筋，安放在预定位置。

3、入模及预埋件安装

管片中的各种预埋件位置非常重要。螺栓孔的位置关系到管片间环向缝及纵向缝能否紧密结合，如果缝隙过大就会使隧道存在漏水的隐患；管片中心位置的预埋管是管片吊装时的起吊孔同时也是注浆孔。一旦管片预埋管在预埋时发生偏移、倾斜，或者在浇筑混凝土时被振斜，则造成吊装孔不垂直。当管片在隧道内拼装的时候，不垂直的吊装孔会给吊装带来困难，影响管片的拼装质量；同时极易破坏吊装螺纹，给后续注浆作业带来不便，影响后期注浆质量。

因此，我们监理工程师在施工中建议是公司单位在加工钢筋笼时，在预埋管上端增加“井”字型加强钢筋，并焊接在管片的钢筋骨架上，用以固定预埋管的位置，减少发生倾斜的概率，保证吊装孔的成型质量。