浅谈盾构管片生产过程质量通病的防治

摘 要：管片是隧道盾构法施工的衬砌预制构件，肩负着隧道结构的支护、防水功能。管片的质量好坏直接影响到隧道主体结构的安全和耐久性，因此，在生产过程中如何控制管片的质量是重点环节。本文针对管片在生产过程中出现常见的质量通病，结合作者的一些经验，浅析了对管片质量通病预防和解决的方法。

关键词：盾构管片生产质量通病 防治

1 引言

目前，盾构管片通常采用工厂化生产，管片生产专业化、规范化，管片的质量普遍能得到保证。但在生产过程中也常常出现一些质量通病，例如钢筋骨架尺寸不准确、气泡问题、外表面裂纹、管片尺寸超差等。本文着重对钢筋骨架尺寸不准确、气泡问题、外表面裂纹这三个常见的质量通病进行成因分析，并提出预防和解决的方法。

2 成因分析

2.1钢筋骨架尺寸不准确

钢筋骨架尺寸不准确包括（1）钢筋骨架长、宽、高超差；（2）弧度不准确导致保护层超差；（3）钢筋间距超差。按《盾构法隧道施工与验收规范》GB 50446―2008中对钢筋笼的要求如下：

从《规范》中可以看出，管片钢筋骨架的允许偏差比一般建筑施工控制得较严。如果在钢筋骨架制作过程中掌握不好要领，很容易出现上述的质量通病。例如，箍筋制作尺寸不准确，直接影响钢筋骨架的长、宽、高尺寸。经过我们观察和分析，发现出现问题的主要原因是：（1）钢筋开料不准确；（2）钢筋骨架主筋定位不准确。

2.2 气泡问题

混凝土管片侧面出现少量的气泡属正常现象，修补后一般不影响管片的外观和使用功能。但如果气泡较多，按《规范》规定，密封槽部位在长度500mm的范围内存在直径大于5mm，深度大于5mm的气泡超过5个就属于严重缺陷。如果在生产中气泡不加以控制，不但影响管片外观质量，还有可能影响其结构，甚至会降低混凝土的抗渗性能。经过我们观察和分析，发现出现气泡的主要原因是：（1）工人下料和振捣不规范；（2）混凝土配合比不合理；（3）脱模剂不匹配。

2.3 外表面裂纹

盾构管片普遍使用C50~C55高强混凝土，抗渗等级一般为P12，因混凝土强度和抗渗等级要求较高，其使用的水泥量也增大，普遍每立方混凝土水泥的投放量在350kg~400kg之间。混凝土中随着水泥使用量的增加，水泥水化反应发出的热量也增加，混凝土凝结过程收缩也增加了。按《规范》规定，长度超过密封槽、宽度大于0.1mm，且深度大于1面膜的裂缝属于严重缺陷。经过我们观察和分析，发现出现裂纹的主要原因是：（1）蒸养阶段温度控制不当；（2）脱模后受外界环境影响大；（3）外弧面浮浆过厚。

3 质量通病防治

3.1钢筋骨架尺寸不准确防治

3.1.1钢筋开料不准确防治

（1）熟悉图纸，制定钢筋下料尺寸工艺卡；

（2）先按工艺卡小批量下料，制作钢筋骨架样板，样板验收合格后才进行大批量的下料；

（3）钢筋下料过程中加强检查工作，发现问题及时进行纠正。

3.1.2钢筋骨架主筋定位不准确防治

（1）按施工图要求制作可以准确定位主筋和箍筋的钢筋骨架靠模，如下图:

（2）先做钢筋骨架样板，样板验收合格后才进行大批量制作。

3.2 气泡问题防治

3.2.1工人下料和振捣不规范防治

（1）管片浇筑混凝土时应分两层下料，第一层振捣完成后混凝土面距止水条凹槽位约3cm为宜，避免气泡聚集在止水条凹槽处排不出来；

（2）振捣时振捣棒布点应合理，从中间向两边进行，管片侧边应加强振捣；

3.2.2混凝土配合比不合理防治

（1）水灰比设计要合理，一般在0.36左右为宜，混凝土坍落度控制在7cm左右，可使用2%高效减水剂降低用水量；

（2）混凝土用灰量不能过少，一般应控制在400kg左右，在保证混凝土强度的条件下可掺适量的粉煤灰改善混凝土和易性；

（3）混凝土集料大小应适中，使用5~25mm连续级配碎石，2.4~2.7细度的中砂，如果砂粒太大（超过3.0），则此时需浆量也增大，如果不增加用灰量，管片侧面易出现小气泡。

3.2.3脱模剂不匹配防治

（1）脱模剂使用时先进行试验，选择与减水剂匹配的品牌；

（2）脱模剂一般使用水剂（乳化液），油脂性脱模剂不适合在管片生产中使用，因油脂的憎水性，使用后侧模气泡难排出，会产生很多小气泡；

（3）脱模剂浓度应适中，如果浓度过大，侧模气泡难排出，也会产生很多小气泡。浓度过小则会出现粘模现象。

3.3外表面裂纹防治

3.3.1蒸养阶段温度控制不当的防治

（1）生产前制定《管片蒸养制度》，并严格执行；

（2）管片蒸养时应有升温和降温过程，升温和降温每小时温度变化不大于15℃；

（3）管片蒸养时恒温2~3小时，最高温度控制在50~60℃。

3.3.2脱模后受外界环境影响大的防治

（1）管片蒸养后应静置降温，脱模时管片表面温度与外界温差不大于20℃；

（2）管片脱模后应及时进行养护，夏天不准太阳暴晒，冬天不准大风吹袭；

（3）管片下水时表面温度与水温温差不大于20℃，养护时间不少于14天。

3.3.3外弧面浮浆过厚防治

（1）管片混凝土浇筑应分层下料，防止浮浆集中堆积在管片外弧面顶部；

（2）合理控制混凝土配合比，混凝土搅拌均匀，运输过程不发生离析；

（3）管片混凝土振捣一般控制在8~9分钟，不漏振，不超振。

4 结语

产生管片质量通病的原因往往是多方面的，在实际生产过程中应制定质量管理体系，全面按相关的操作规程指导管片生产。出现质量通病时，应仔细分析产生问题的原因，有针对性地制定预防和处理措施。