盾构隧道管片预制生产施工技术.doc

3-2-23盾构隧道管片预制生产施工技术
1 前言
1.1 概述
管片生产场地平面布置重要有混凝土搅拌系统、管片制作车间、钢筋成型车间、养护水池、管片堆场及其他辅助设施组合而成。各组成部分既有独立的使用功能，又是互相匹配有机组合的整体，从而形成了能满足管片制作、储存和发送规定的总体布局。
管片生产的质量最终决定了盾构隧道的施工质量，其生产控制重点在于钢筋混凝土管片尺寸精度和混凝土强度等级。一方面保证钢模型的制作精度；管片钢筋笼制作过程中关键要控制钢筋成型精度、钢筋骨架定位精度以及钢筋焊接质量；而在管片车间控制混凝土浇捣质量、蒸汽养护、脱模起吊、管片翻身、钢模合拢精度、收水质量等工序；其它环节如混凝土配合比的拟定、混凝土搅拌、管片水养护、堆放、自然养护等也是不可忽视的。
1.2 特点
(1)采用高精度钢模，低坍落度混凝土，风动振捣，蒸汽养护技术，快速生产高精度、高强度高质量的管片。
(2)施工作业规范化、程序化、标准化。
1.3 合用范围
合用于各种盾构隧道管片制作，对于制作精度规定比较高的高强度混凝土预制件也有的指导作用。
2 管片预制生产施工工艺流程
管片预制生产施工工艺流程如图2-1所示。

生产厂准备

调整校正
钢筋下料
模具准备

骨架焊接
no
校正模具
模具检查

no
钢筋成型检查
yes

yes
清洁模具

钢筋笼存放

涂脱模剂

砼拌合运送
安放钢筋骨架

砼坍落度检查
进一步调整
砼入模前检查
no

yes
yes

浇筑砼，振捣

抹面、蒸汽养护

养护温度时间检查
no

yes

脱 模

另作解决
管片尺寸检查
no

yes

标记、养护

存 放

图2-1 管片生产施工工艺流程图

3管片生产场地布置
3.1场地布置原则
（1）管片厂建设采用工业标准厂房，生产各工序施工车间布置采用流水作业形式以节约占地面积。还需冬季施工风向对管片生产质量控制的影响，车间宜为西东走向布置。
（2）管片生产车间分为五个区域：钢筋骨架成型区，管片浇捣成型和蒸养区，管片翻转整修区，管片水养护区，管片成品堆放区。
（3）设立独立的钢筋断料、弯折（弧）工段，采用进口弯弧机和弯折机，混凝土采用商品混凝土。
（4）配置钢筋混凝土管片拼装检查平台，其表面平整度达成0.25mm，并能承受三环管片的重量而不变形。
（5）配置相应数量的管片抗渗检漏架。
3.2 钢筋加车间
钢筋加工车间由加工制作一区、二区和焊接成型安装区组成。制作一区由钢筋切断机、弯弧机、弯曲机组成，用来加工主筋：制作二区由钢筋切断机、调直设备，弯箍机、弯曲机和螺旋机组成，重要用来加工箍筋和螺旋筋；焊接区由点焊架、CO2弧焊机组成，重要进行钢筋骨架的安装制作。
3.3 管片生产成型车间
管片生产成型车间与钢筋加工成型车间相连，车间面积按照管片生产量规定计算，在本区域内应可放置完整的若干套管片钢模并保证其布置间距同时满足拆、架模和厂内道路宽度规定。并能满足管片浇注成型后的蒸养规定。
3.4 砼搅拌站的布置
由于对管片砼坍落度的规定严格，应缩短砼运送距离减少对砼坍落度的影响，砼搅拌站与管片生产车间距离宜近不宜远，并根据管片生产量选择搅拌站型号，一般选用JS500双卧轴强制式混凝土搅拌机，并配置自动上料和称量系统，
砂、石大堆材料就近放置，采用装载机上料。水泥、粉煤灰采用散装水泥罐。
3.5 管片养护区域的布置
为减少中间各施工工艺运送距离和缩短各环节运营时间，管片养护区域应和管片生产车间顺序排列，其中蒸汽养护可与管片生产同时占用车间，经翻身修整后直接入池进行水养。
水养池大小根据管片生产量、场地情况综合考虑，一般采用单层堆砌，2m高（埋入地下1.5m、地上0.5m），管片水养时间为7天。
3.6 管片堆放场、场地内运送道路的布置
管片堆放区中一般应设立翻转架1台、三环拼装平台1只和抗渗检漏台2台，占地面积根据管片需求量拟定。管片堆放场地位置的选择应依据节约吊装运送设备和运送距离最短的原则进行，避免因运送距离过长导致管片碰损。
为施工和管片出厂方便，场地道路进行硬化解决。条件允许情况下可将管片运出道路和材料进场道路分开。
管片堆场地坪必须坚实平整。垫木厚度必须一致，放置位置对的。管片贮存时，必须充足注意，不要让管片产生有害的裂纹或永久性变形等，需要选择适当的贮存场合和贮存方法，以免因其自重导致的贮存场合不均匀下沉和垫木变形而产生异常应力和变形。贮存时，必须注意，不要让油类、泥等污损管片。
管片可侧立按型号堆放，堆放高度以三层为宜。为了方便运送，管片也可内弧面朝上堆放，堆放高度不得大于4层。
管片运送时采用专门车辆、专用垫衬，一车装二块以上的管片时，管片之间应附有垫木及柔性材料做衬料，运送中要保持平衡行驶。
管片场内短驳，车辆行驶速度以5公里/小时为宜，管片出厂运送、车辆行驶速度控制在35公里/小时为宜。
3.7给水、排水、供气系统的布置
管片生产用水量重要是管片养护，搅拌砼用水量以及施工现场生活用水量，消防用水量，为满足施工用水，根据场地内各个施工场合设立消防设施及施工用水点，采用埋地暗管铺设，主管路为φ80。
排水系统布置原则上采用暗沟排水，根据场地布置在每个施工区域周边挖设排水沟，排水沟根据排出口位置标高设立坡度，保证排水系统的顺畅。
供气系统重要保证管片蒸养需要，采用埋地暗管铺设，接至管片浇注区，分为支管，经各钢模底部供气阀门，向各钢模进行独立或组合供气。
4管片预制生产
4.1原材料规定
4.1.1水泥
高性能混凝土必须重视对水泥的选择。配制不易开裂的管片混凝土应重点考察以下几个方面：
（1）水泥初期强度好，并适合蒸汽养护，规定在低温蒸养条件下（60℃以下）盾构管片10h脱模强度≥20MPa。根据经验,应选择强度等级不低于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
（2）为避免发生碱集料反映，水泥的碱含量应严格控制在0.6%以下。
（3）从经济性和耐久性两方面考虑，应选择与高效减水剂适应性好的水泥。
4.1.2砂 、石料
砂宜采用中砂，细度模数2.5～3.0，含泥量不大于3%。石子宜采用5～25mm连续级配的碎石，含泥量不大于1%。砂、石材料的采购应派人到采集场进行规格和清洁度质量监控并进行颗粒混合实验，使骨料粒径符合国家规范规定，到场后再次做筛分检查和含泥量检查，合格方允许投入生产使用，不符合国家规范规定和有碱骨料反映的砂石严禁使用。
4.1.3钢材
进场时钢筋必须按规格分类挂牌堆放，钢筋表面应洁净，不得有油漆、油垢、锈皮，钢筋必须顺直，调直后表面伤痕不应使钢筋截面积减少，当钢筋出现颗粒状或片状锈蚀现象时必须不准使用。
4.1.4外加剂
混凝土外加剂的规定是可以适应蒸气养护且具有早强的高效减水剂。根据分析，蜜胺树脂系、萘系适合我们生产实际。选用的外加剂规定坍落度经时损失小，引气量要小，凝固时间要快，这样才干满足收水时间的规定，且其初期增强性较强。但从经济上考虑，蜜胺树脂系使用成本较高，因此萘系减水剂在实际生产中较为广泛。
4.1.5水
采用清洁的不具有害物质的自来水，注意严格控制水灰比，水灰比不得超过0.45。
在进行管片生产或更新配合比以前，针对水、石、砂、外加剂等，须进行三组配合比实验，以选择最佳的配合比进行管片的试生产，待试制品完全检查合格得到业主、监理等单位批准后，再进行管片的正式生产或新配合比应用。
4.2钢筋笼制作
4.2.1 钢筋断料、弯曲
（1）钢筋制作应严格按钢筋大样图进行断料和弯曲成型；
（2）钢筋进入弯弧机时应保持平衡，防止平面翘曲，成型后表不得有裂痕；
（3）往承台上放置钢材时，必须两人以上配合进行，缓慢地扶牢轻放，切断机的承台架上放置的钢筋重量不得大于3T；
（4）经切断后的材料必须按规定整齐叠放在指定的位置，地上有垫木支承，并挂上标记牌。
4.2.2 骨架焊接
（1）钢筋骨架焊接成型时必须在符合设计规定的靠模上进行制作；
（2）骨架一方面必须先安装在模具上，经测量调整和检查各项尽寸都符合规定，才作为定型尺寸开料和弯曲成型；
（3）钢筋与钢筋之间与邻近的金属预件之间净距不得小于25mm；
（4）钢筋骨架焊接成型时焊接位置要准确，严格掌握好钢筋骨架的焊接质量；
（5）钢筋焊接以使用CO2低温保护焊机为主，不得烧伤钢筋；
（6）焊口要牢固，焊缝表面不允许有气孔及夹渣；
（7）焊接后气化玻及焊渣必须及时清除干净。
（8）成型的钢筋笼必须进行检查状态标志。
（9）骨架焊接方式为点焊，目的是焊牢骨架，焊条型号为焊CO2焊条及结422。
4.2.3钢筋骨架安装
（1）钢筋笼装上保护层垫块后由桥吊配合专用吊具把钢筋笼吊入模具，钢筋笼型号与模具型号要匹配；
（2）对准位置轻吊，轻放，不得让钢筋笼与模具发生碰撞；
（3）钢筋笼放入模具后要检查周侧，底部的保护层是否均匀，保护层大于规定公差和扭曲的钢筋笼都不得使用；
（4）由专人负责放需绑扎的钢筋部件、预埋配件；
（5）专人负责对模具、钢筋骨架、保护层、预埋件进行检查。
管片钢筋制作允许误差见下表4-1。
表4-1 管片钢筋制作允许误差
序号
项目
允 许 误 差（mm）
1
网片长、宽尺寸
±10
2
网片间距
±10
3
分布筋长度尺寸
±10
4
分布筋间距
±5
5
骨架长、宽、高尺寸
＋5 －10
6
主筋保护层
＋5 －3
7
箍筋间距
±10
4.3模具清理、喷涂脱模剂及组模
4.3.1模具清理、喷涂脱模剂
（1）用抹布清理模具表面；
（2）用塑料刮刀清除砼积垢；
（3）用压缩空气吹净模具；
（4）用喷雾器均匀喷上脱模剂，不能流淌；
（5）用干棉纱吸去多余的脱模剂；
（6）模具外表面、调节螺栓孔应始终保持干净，不能有砼积垢的任何污迹。
4.3.2 模具组合
（1）模具调试和保养
模具必须放在一个稳定的基面，水平误码差1mm以下；
基底必须与模底面紧密连接，且免受振动干扰；
模具公差不符合规定期，在工程师的指导下按厂方提供的说明书的环节进行调校；
模具保养在机械工程师的带领下按厂方提供的说明书的环节和规定进行；
紧固端模、紧固边模民必须用活动扳手，严禁用套筒扳手，紧固扭矩200N·M。
（2）打开和关闭模具顺序
打开：打开侧模→打开端模
关闭：关闭端模→关闭侧模
（3）打开和关闭顶盖顺序
松开螺栓，打开顶盖；
插上销钉，保护顶盖稳定；
拨出销钉，关闭顶盖，拧紧螺栓。
（4）找开和关闭侧模、端模
红色螺栓是不可动，绿色螺栓是活动螺栓；
松开侧模绿色固定螺栓，找开侧模，但不要完全拧出来；
拧紧侧模绿色固定螺栓，关闭侧模；
松开轴向绿色螺栓，找开端模；
拧紧轴向绿色螺栓，关闭端模；
松开或拧紧侧模绿色固定螺栓的顺序。
4.4管片混凝土浇注
4.4.1混凝土搅拌
（1）上料系统和搅拌系统必须按规定定期检查；
（2）混凝土配合比必须经监理、业主审批确认后方可使用；
（3）生产前必须清扫各计量槽内残留材料，并将计量器归零；
（4）更改混凝土配合比必须经监理、业主的批准；
（5）材料允许误差，水泥：±2%；粗细骨料：±3%；水和添加剂：±2%；
（6）搅拌时间为2分钟，坍落度为60±20mm，经现场的施工经验控制在50～70mm为最佳；
（7）提供砂石含水率，进行减少水计量增长砂石计量；
（8）如间隔搅拌时间过长，应先行清洗搅拌机，以免机内残料硬化而影响砼质量。
4.4.2混凝土振动
（1）空模时严禁启动振动器，否则将会导致模具损坏；
（2）采用分层下料方式以减少表面气泡，方法是打开顶盖均匀分布约所需的1/3～1/2量的混凝土，启动振动器，振动时间为2～4秒，然后合上顶盖从模具中部继续下混凝土，启动振动器直至模具内混凝土完全装满并且无汽泡冒出；
（3）混凝土振动时间视混凝土的流动性而定，一般为5～6min，一般不超过10 min，不得过振；
（4）混凝土的坍落度控制在50～70mm；
（5）在振动过程中应检查以下各项：紧固的螺栓和固定螺栓底座有无松动，
联接螺栓底座有无松动，注浆孔螺栓底座有无松动。在振动过程中以上任何一项松动，都要停止振动重新紧固，然后重新振动。
4.4.3表面光面
在振动完毕后，打开面板对混凝土面板进行光面。
（1）打开面板的时间应随气温及砼凝结情况而决定，一般以掀开中间的薄塑料布用手按微平凹痕为准；
（2）粗抹面：使用铝合金压尺，刮去掉多余砼（或填补所凹陷处），并进行粗磨；
（3）中抹面；待混凝土收水后使用灰匙进行光面，使管片面平整、光滑；
（4）使用长匙进行精工抹平，力求使表面光亮无灰匙印。
4.5管片脱模、养护
4.5.1管片养护
（1）模内养护
1）混凝土初凝后盖上吸水性不强不易脱色的湿纤维物，并进行湿润养护；
2）混凝土达成一定的强度后，应将PVC管螺孔杆拔除；
3）在气温低于15℃时应采用温水养护，出口处水温控制在35℃左右；
4）气温在低于8℃时，出口处水温应提高至45℃。
（2）蒸汽养护
1）养护方法经监理工程师批准，养护效果从浇注混凝土时取的试块进行检查；
2）管片浇筑完毕后，光面静停一小时，可将PCC管定位螺栓孔杆拔除。
3）用帆布将管模和管片覆盖好，引入饱和蒸气。
4）为保证管片的强度和抗渗性，防止出现微裂纹，需要严格控制蒸养时间、升温及降温速率、恒温时间和湿度等。管片蒸养要满足如下规定控制：砼浇注后静置2～4小时，开始进行管片蒸汽养生，每小时温度增长不可超过20度。60℃恒温养生1小时，开始降温，至环境温度后继续养生1小时。管片蒸养须严格分静停、升温、恒温、降温等四个阶段进行，具体如下表4-2所示：
表4-2 管片蒸养时间规定
条 件
时 间
静停
2～4小时（从浇捣结束后算起）
升温
≯15℃
最高温度
≯60℃
恒温时间
2～4小时（根据季节定）
降温进度
≯10℃
脱模温差
≯20℃
注：蒸养过程中每半小时查看温度计上的读数，发现问题用调整蒸汽通人量的大小来调节温度
（3）养护池养护
管片经脱模修补以后，吊入水池内进行养护，保证管片完全浸泡在水里．管片人池时管片与池中水的温度差不得大于20℃，养护周期为7d，然后进行淋水养护，保持管片外面湿润，喷淋养护达成28天龄期。
4.5.2管片脱模
混凝土脱模强度由同条件养护的试件进行试压达成20Mpa以后方可进行脱模，管片起吊后立即拆下各为垫圈，注浆孔螺栓底座应清理干净后放回指定的位置。
拆模的顺序为：
（1）清除砼残积物，配上螺母，卸下系杆螺栓，放置在模具托架横梁上；
（2）先拆卸灌浆管的回定螺栓及定位盖，清抹干净，放在指定位置；
（3）先拆卸旁模与度模固定螺栓，后拆卸侧模与端模连接螺栓，收集齐全，清理干净后放在专用的箱子内；
（4）专用工具将侧模的定位螺栓及端模的推动螺栓拆松，退位至原位置后，两手均衡用力，顺着旁模滑落，分别把两侧模拉开至特设安全保险定位位置。
（5）脱模起吊方式一般采用真空吸盘起吊设备，运用该设备起吊时与管片是柔性接触，受力均匀。并且大大加快了起吊速度，明显减少了螺栓孔部位局部开裂、混凝土脱落现象，并且减低了对管片起吊强度的规定。
4.5.3管片修补
模筑的管片会存在一定的气泡和崩缺，所以在脱模以后应立即对管片进行修补。
（1）在管片脱模和搬运过程中不可避免的会发生管片掉角、崩块现象，需要进行修补；
（2）管片外表面的气泡，蜂窝或漏浆：深度＜5mm时，用西卡胶皇拌和水泥逐个填平；深度﹥5mm时，先用锤子或凿子刮去表面微细裂痕，用水清洗基层，清除所有的浮浆，油迹，粉尘等杂物，然后装上木模板，用西卡胶皇修补拌和水泥进行曲修补填平，干后再涂一层混合浆液，干透后(24／小时)再打磨；
（3）管片露筋：基层解决，用刀刮去钢筋表面的污垢，再用高纯度酒精清洗钢筋。待干透后，使用小灰铲进行修补，修补分二次进行。第一，初步修补，管片周边装好木模后，涂底层浆液，再用修补剂混合水泥将修补部位填平，第二，表面涂一层混合浆液待干透后，用砂纸进行磨平修整；
（4）边角崩块：基层解决，用锤子或凿子刮去表面微裂痕，去除油迹和灰尘，修补解决分二步进行，第一，装好木模，填平该修补的部位。第二，表面涂一层混合浆液，干后用砂纸磨平修整。
4.5.4管片标记
管片标示分为永久标示和临时标示。永久标示在钢模制造时就镜像铸于钢模上的，重要反映管片环类型（标准环、左转弯环、右转弯环）、块类型（标准块、邻接块、封顶块）、管片端面对接标志及螺栓孔对接标志。临时标示为管片脱模后喷涂的，重要标示管片流水号码、生产日期。
对于联络通道处特殊管片需要喷涂相应的标示，避免与普通管片混淆。
4.6管片堆放和运送
4.6.1管片堆放
管片在水池里的堆放：管片水浸养护时，池水必须漫过管片顶部，单层放置，不同规格的管片严格分区养护。
管片在喷淋场的堆放：管片在喷淋场成侧立放置，以保证自动喷淋的水能湿润管片的每一部份，两层放置。喷淋头放置在顶层的上部。
管片在堆场的放置：可以选择侧放或者元宝型放置。侧放堆放占地小，但是管片叠放稳定性比较差，出厂不方便，要翻身至元宝型才干吊上车。元宝型堆放管片叠放稳定，出厂方便，可直接吊上车，但占地面积相称较大，并且注浆孔内容易积水，在冬季注浆孔内积水结冰会破坏注浆孔封头混凝土。所以，堆放时间较长的管片宜采用侧放堆放，堆放时间较短的管片宜采用元宝型堆放，而在冬季不宜采用元宝型堆放。
4.6.2管片的交付运送
管片完毕最终检查等待出货时盖上”生产厂家;合格”章。
管片的交付运送使用长平板车等装运，按施工顺序整环运送；
每叠管片不超过3层，叠与叠之间纵横方向留有不少于300mm间距。
管片吊运时片与片间亦以垫木间隔，每叠底部以两根150×150×1200mm木枋沿宽度方向在弯曲螺栓孔外侧，以防碰撞；
管片与绳索间为专门的管片吊装带，以防勒伤，绳索用纹盘收紧，使管片得以紧固；
管片厂装车采用叉车，运送至现场后采用龙门吊卸车。
5管片实验与检查
5.1管片精度与外观质量
5.1.1外观质量规定
管片外观质量检查规定：管片表面应光洁平整、无蜂窝、露筋、无裂纹、无气泡水泡；止水带附近不允许有缺陷；注浆孔应完整、PVC管内无水泥浆等杂物。
（1）检查方法：
测量检查：用于管片外形尺寸公差检查；
目视检查：用于外观质量缺陷检查。
（2）检查工具：
游标卡尺：0～2023mm精度0.05mm、0～500mm精度0.05mm；
样规：用于外观质量抽检弧弦吻合度；
尼龙线：用粗1mm长4m用于检查曲率变形或扭曲变形。
（3）尺寸检查
用游标卡尺对管片的宽度、厚度进行测量检查，各测3个点。
用两根尼龙线对角拉紧成弦线，测量两根弦长交汇点的距离，不大于2mm时，曲率弯形符合规定。
5.1.2管片精度检查
管片管片外形尺寸允许偏精度检测：管片的几何尺寸在拼装成型及隧道的防水等方面具有非常重要的作用，其精度规定如下表5-1所示。
表5-1 管片外形尺寸允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
备注
1
管片宽度
±0.5
每块测点
2
弧长、弦长
±1.0
每块测点
3
内半径
-0.3～＋3.0
设计规定
4
厚度
-0.3～＋3.0
每块测点
5
环、纵向螺栓孔
±0.5
每块检查
6
环缝间隙
2.0
三环整环水平拼装
7
纵缝间隙
2.0
三环整环水平拼装
5.2管片实验
5.2.1管片抗弯实验
（1）实验工具：
50KN千斤顶，7个示值为0～100Mpa精度1.5 级工作压力表，一个百分表，实验台架。压力表、百分表均须成都市计量检测所检定合格。
（2）量值依据：
加荷时依照检定的（荷载—压力表达值示值）线性回归方程得出每一级荷重下压力表达值。
（3）实验方法：
1）加荷方法：采用千斤顶分派梁系统加荷，加荷点距900mm。受压后支承管片的活动小车可沿轨道向两端运动。
2）荷载分级和连续时间
采用分级加荷法：由50KN开始加荷，然后每次加荷10KN并静停1分钟，注意记录裂缝产生和裂缝宽度为0.2mm时的荷载值，加荷完毕后，静止1mm 记录压力表读数及中心加荷点及水平位置变量。
3）当加荷到压力表读数不能再上升，百分表读数忽然增大时，说明此时管片钢筋已达成屈服强度，此时加荷值即为破坏荷载。
5.2.2管片灌浆孔螺栓抗拔实验
（1）量值依据：
在500KN千斤顶上装置一个0—100Mpa的工作压力表，精度1.5级（成都市计量检测所检定合格）；加荷时依照检定报告线性回归方程得出每一级荷重的压力表达值，设计抗拔力＞18t。
（2）实验方法：
1）将拉力螺杆旋入管片灌浆孔螺栓中，再将管片置于拉力架里，并使螺杆与拉力架用螺丝连接后，整体放置在支承架上，支承架承托着管片两侧。
2）在拉力架下方安放两个行程50mm的百分表。
3）当千斤顶轴心升起时，拉力架带动螺杆向下拉，灌浆螺杆受力，百分表的读数显示螺标的位移量。
4）压力不能再上升，百分表读数忽然增大时，说明灌浆螺栓管承受的拉力已超过极限被破坏，以此值为灌浆螺栓管的破坏值。
5.2.3抗渗实验
当管片达成龄期以后，对管片的抗渗能力进行检查，检查设计混凝土配比能否满足抗渗的规定。抗渗实验的水压施加在实际工程的迎水面一侧或高水压一侧，水压力按P 水=Wi +0.2MPa (稳压两小时计算)，Wi按设计抗渗标号取1.2MPa 。做抗渗实验后，目测判断管片的抗渗指标是否满足。若管片侧向厚度的方向的渗水高度h水≤h/5，（h为管片厚度），则说明抗渗合格，反之则不合格。每10环做一组抗渗实验，每5环做1组抗压强度实验。
5.2.4三环拼装实验
管片生产前及生产中需进行水平拼装检查。按照规范每100环需做一次三环拼装实验。水平检查标准如表5-2所示，重要检查管片组装后成圆度以及构件之间的嵌接是否紧密。
表5-2 水平拼装的检查标准
序号
项 目
允许偏差
检测频率
检测方法
1
环缝间隙
≤1.0mm
每条缝测三点
插片
2
纵缝间隙
2+(+2,-0)mm
每条缝测三点
插片
3
螺栓与空隙
2≥D孔-D螺
螺栓杆与孔的空隙
插钢丝
4
成环后内径
≤2.0mm
测4条
钢卷尺
5
成环后外径
≤2.0mm
测4条
钢卷尺
6 劳动力组织
劳动力组织如表6-1 所示。
表6-1 劳动力组织配置表
序号
工序名称
数量（人）
序号
工序名称
数量（人）
1
钢筋弯弧
3
11
修饰
4
2
钢筋弯曲
2
12
检查
4
3
钢筋焊接
6
13
桥吊（包地面）
12
4
钢筋开料
4
14
保全
2
5
脱模
3
15
机动
2
6
组模
4
16
铲车、平水
2
7
模具检测
2
17
车间办公室
2
8
混凝土浇筑
4
18
混凝土监控
2
9
混凝土光面
4
19
混凝土拌和站
6
10
拔螺栓、水养护
2
20
运送班
4
注：本表以6套管模组织生产为基础。
7机具设备配置
7.1机具设备配置
机具设备配置如表7-1所示。
表7-1 机具设备配置表
序号
机具设备名称
型号规格
数量(台)
备注
1
管片模具
根据管片图
若干

2
双梁桥式起重机
10t×22.5m×9m
2
管片制作、养护
3
双梁桥式起重机
15t×22.5m×9m
1
管片制作、养护
4
单梁桥式起重机
5t×22.5m×9m
1
管片制作、养护
5
单梁桥式起重机
5t×16.5m×9m
1
骨架焊接
6
单梁桥式起重机
10t×16.5m×9m
1
骨架焊接
7
门式起重机
12.5t×16m
1
管片堆场
8
钢筋调直切断机
GT4-8mm
1
切断长度300～6000mm
9
钢筋调直切断机
GT4-14mm
2
切断长度300～7000mm
10
钢筋弯曲机
GW40-1
4

11
钢筋弯弧机

2

12
CO2弧焊机
NB350
12

13
普通焊机

5

14
钢筋切断机
GQ40-1
1

15
钢筋切断机
大型
1

16
翻片机

3

17
弧形托架

12

18
靠模架

12

19
管片支架

1

20
管片吊架

3

21
三环试拼装架

1

22
真空吸盘机
SWL15
2

23
管片养护架
含篷布
10

24
抗渗实验机

1
单级旋涡泵1w2.4-10.5
25
燃料锅炉
WNS2-1-25Y
1
含管路
26
平板车

若干

注：起重机跨度需结合厂房布置情况调整。
7.2重要设备的选型说明
7.2.1钢筋加工及安装成型设备的选型
（1）切割机
钢筋切割机根据使用功能可分为钢筋调直切断机和钢筋切断机两种，校直切断机是用于将建筑钢筋校直并切断成设定长度的加工设备。根据生产量可配置各两台不同型号的为钢筋调直切断机和钢筋切断机。
（2）靠模选择
靠模根据管片型号自制，规定严格按照设计钢筋笼形状进行加工，并经检查合格后方可使用。
7.2.2 管片钢模的选型
根据相应管片形式选择适合的管片钢模，管片模具可委托有经验的钢模制造商进行设计与制造，并提供相应的技术保证。
（1）模具加工标准
模具制造精度执行GB 50157-2023及GB50299-1999（2023版）标准。钢模加工的精度规定见下表7-2所示：
表7-2 钢模允许偏差表
序号
项目
单位
允许偏差
检查频率
检查方法
范围
点数
1
宽度
mm
+0.2
-0.4
每只
6
左、中、右三个断面各测一点
2
弦长
mm
±0.5
每只
2
两侧各测一点
3
底座夹角
s
±0.6
每只
4
四角各测一点
4
纵环向芯棒中心距
mm
±0.5
每只
2
抽查
5
内腔高度
mm
±1.0
每只
2
抽查
（2）模具配置
根据生产量规定配置钢模，可以根据隧道管片类型分别配置标准环模具、左转弯环模具、右转弯环模具。
根据我国盾构施工情况，一般为宽度1.2m和1.5m管片模具，对于特殊小曲线半径采用宽度1.0m管片模具。模具数量应完全能满足其供应的管片预制的施工进度安排。
管片模具精度和耐久性是管片精度的保证基础，也是隧道质量的保证基础，模具精度、制造工艺及防漏浆设计符合相关技术规定，且在使用中应良好的维护，从而提高使用寿命。
7.2.3吊装系统的配置
吊装设备根据钢筋加工成型区、管片生产区、水养区、管片堆放区分别配置，
（1）钢筋加工成型区
钢筋加工成型车间为钢筋原料卸货及堆放及加工成型钢筋笼的运送，重量较轻，可采用2台5吨单梁桥式吊车，
（2）管片生产区与水养区
管片生产区进行混凝土浇注、管片拆模等，而水养区进行管片翻转、入池和出池，一般从施工衔接和经济性考虑，两者的吊装系统可联用，可选用2台双梁式吊车，辅助配置1台单梁桥式吊车。
（3）管片堆放区
管片堆放区用于管片存放、运送出场吊装，可选用1～2台门式起重机。
7.2.4其他辅助设备的配置
（1）混凝土搅拌站选型与配置
采用搅拌台集中搅拌，宜选用JS500双卧轴强制式混凝土搅拌机，该机具有搅拌质量好、生产效益高、操作简朴、维修方便、能耗低、噪音小，易损件寿命长等优点，台数根据生产量而定。
（2）混凝土运送系统的配置
混凝土料运送根据场地而定，可采用平板车解决水平运送，吊车垂直提高灌注入模。
（3）管片养护系统配置
管片养护涉及蒸养及水养。
蒸汽养护的方式有很多，一般采用蒸养罩、轨道式蒸养棚和蒸养窑。蒸养罩优点是一个钢模一个罩，可以独立控制每块管片的蒸养过程，随浇随蒸，不用等其他管片浇捣完毕后一起蒸养，缺陷是蒸养罩体积大，笨重，需要起重设备吊运，并且在管片车间要留一块较大的地方堆放蒸养罩；轨道式蒸养棚是一种可以通过在轨道上滑动折叠或者释放的棚，滑动折叠本来类似于折叠大门，优点是占地小，使用方便，两个人就可以推动，缺陷是必须一行或者一列钢模一起蒸养；蒸养窑是在钢模旁边砌四周墙，收水结束后加顶封门形成封闭空间蒸养，优点是操作简朴，缺陷是必须成片蒸养或者所有钢模一起蒸养，温度不均匀，难以控制。从经济、节约场地及方便角度出发，目前普遍使用的是蒸养罩方式蒸养。
水养一般采用池养法，水池深度以略微盖过管片为宜，为管片出池方便一般水养池只排列一层管片，管片间距50cm～100cm。水池面积根据管片生产量和管片水养期拟定。
8 质量控制要点
8.1 钢筋笼制作质量控制要点
8.1.1钢筋断料和弯曲成型
（1）进入断料和弯曲成型阶段的钢筋必须是标记可用状态的钢筋。
（2）断料、弯曲成型之前必须要有通过具体翻样确认的尺寸、形状明细表，并准备好准确的样棒和校核基模，以保证在断料、弯曲成型过程中快速检测。
（3）切断和弯曲工序的操作和公差控制应遵从规范和标准中有关条款的规定。切断和弯曲成型后的钢筋制件应分类存放在支架上，并标记状态。
8.1.2钢筋骨架总装
（1）根据管片钢筋骨架制作的精度特殊性，规定各单体部件制作成型精度必须满足总装精度规定。为此根据各单体部件和总装工艺的精度，专门加工相应的制作靠模，来达成各自的精度规定和总装的精度规定。
（2）各单体部件和总装工序中钢筋连接均采用低温焊接工艺（即CO2低温保护焊）。焊接操作工应通过培训、考核合格后上岗。
（3）按照设计和规定的规定对总装完毕的钢筋骨架进行严格的质量检查，重要内容涉及：外观、焊接和精度（公差）三个方面，检查合格后可挂牌标记进入成品堆放区待用。
8.1.3成品堆放和运送
（1）钢筋骨架成品堆放应按照经批准平面布置图分类整齐堆放，并呈拱形堆放在指定区域内。堆放高度不允许超过规定的高度。
（2）钢筋骨架吊装采用横担式专用工具，保证骨架在吊装过程中不产生变形。
（3）钢筋骨架运送采用台车水平运送的方案。以保证钢筋骨架运送的速度能满足管片制作的需要。
8.1.4钢筋骨架入模
（1）钢筋骨架的隔离器采用专用塑料支架。选用标准：应符合厚度、承受力和稳定性规定，支架颜色同管片混凝土保持基本一致。
（2）隔离器根据不同部位分别选用齿轮形和支架形两种。其中支架形用于内弧底部；齿轮形用于侧面和端面。隔离器设垫位置对的、布设均匀。
（3）钢筋骨架入模条件：应当是经检查合格认可的骨架，形状同钢模相符合的，钢筋骨架表面是符合规定的（一直要保持到混凝土浇捣前）。若钢筋骨架表面有恶化，不符合使用标准，则应采用工程师无异议的方法解决，解决后经工程师认可，方能进行下道工序作业。
（4）所有预埋件按照设计规定准确就位，并固定牢固，防止振捣时移位；
（5）钢筋骨架入模位置应保持对的，骨架任何部份不得同钢模、模芯等相接触，并应有规定的间隙。入模工序所有完毕后，必须经质检员检查认可，并具体记录于自检表中，由专人进行隐蔽工程验收，检查钢筋品种、规格、尺寸、长度、钢筋的位置和数量、保护层等项目，验收合格后方能进行混凝土浇筑工序。
8.2 管片制作工艺质量控制要点
8.2.1管片混凝土浇筑
钢模合拢精度和钢筋骨架入模均符合规定并已认可；混凝土搅拌系统处在正常状态和振捣器能正常运作等条件。
8.2.2混凝土供料和运送
（1）管片混凝土由搅拌系统供应。搅拌上料系统和搅拌系统及实验室等辅助设施均应经工程师确认能满足本标段管片制作的规定。
（2）管片混凝土搅拌配合比经模拟对比实验后，由工程师审批的配合比作为管片混凝土的基本配合比。天天混凝土开拌前根据气候、气温和骨料的含水量变化，出具当天搅拌的混凝土配合比。
（3）根据当天混凝土配比单，调整好称量、计量系统。称量、计量系统应定期校核，把称量、计量公差控制在允许公差之内，以保证上料计量系统始终在受控状态下工作。
（4）混凝土搅拌要充足、均匀，现场测试混凝土坍落度公差满足设计规定。
（5）混凝土试块留置每次浇捣不少于3组。其中2组进标养室标养，作28天强度实验（其中有1组作备用）；另1组同管片同条件养护，测得起吊时的抗压强度。
（6）混凝土倒入专用1m3（或1.5m3）贮料斗内，由电机车运送到管片车间内，经龙门吊作垂直提高运到浇筑位置，下料入模。
8.2.3混凝土布料、振捣和成型
（1）开始阶段混凝土由贮料斗向钢模内均匀进行布料。当盖板封上后，混凝土从钢模中间下料。下料速度应同振动效果相匹配，特别是在每块钢模即将充满时，更要控制布料速度，防止混凝土溢出钢模外。
（2）振捣是管片成型质量的关键工序。振动时间、混凝土坍落度、布料速度和振动器的效率等是构成振捣效果的四大要素。因此在管片正式生产前，必须通过实验和试生产来拟定有关制作参数。
（3）成型后的管片外弧面的混凝土收水应根据气温间隔一定期间后进行。间隔时间一般以管片外弧面混凝土表面已达初凝来控制。收水的目的是使之表面压实抹光和保证外弧面的平整和顺，因此该工序应由纯熟的抹面工来操作。
（4）钢模内侧面和端面螺孔芯棒既要便于脱模又要防止坍孔，因此在管片混凝土初凝前先松动钢模芯棒，严禁向外抽动。当混凝土初凝后，对芯棒再次松动，直到混凝土达成自立强度后方可拆下螺孔芯棒（混凝土自立强度一般根据气温凭经验控制拆芯棒间隔时间）。
8.3 蒸汽养护、脱模、养生质量控制要点
（1）在浇捣结束后静养2小时后开始蒸养。
（2）升温速度：每小时不得超过15℃，最高温度为60℃。恒温时间2小时，在恒温时相对湿度不小于90％。降温速度每小时不超过20℃。在整个蒸养过程中应有专人负责检查，并做好记录。
（3）整个蒸养过程中，蒸养控制室值班人员加强责任心，如实记录各温度测点的温度变化什，保证各蒸养罩内的温度的同一性，使管片均匀升温或降温。
（4）管片蒸养后达成规定的强度便可脱模，严格按照钢模操作规程将钢模打开，在脱模时严禁硬橇硬敲，以免损坏管片和钢模；
（5）管片脱模要用专门吊具，平稳起吊，不允许单侧或强行起吊，起吊时吊具和钢丝绳必须垂直；
（6）起吊的管片应在专用翻身架上进行翻身，成侧立状态；
（7）管片在翻身架上拆除螺栓手孔活络模芯及其他附件，拆除时应按规定进行，不得硬撬硬敲，以防止损坏活络模芯、附件及管片；
（8）翻身架与管片接触部位必须有柔性材料予以保护；
（9）管片在内弧面醒目处应注明管片型号、生产日期和钢模编号；
（10）在脱模过程中遇有管片混凝土剥落、缺损，大缺角应用SC－1混凝土粘结剂（或指定修补方案）进行修补，密封垫沟槽两侧、底面的大麻点应用胶结剂加水泥腻子填平。
（11）管片脱模后吊运至养护水池进行7天水养护，注意管片与水的温度差不得大于20℃。
8.4 管片表面气泡、裂纹防治控制要点
8.4.1气泡的防治
由于钢模自身的结构是无法改变的，所以只有从坍落度和人工操作两方面考虑。
（1）严格控制坍落度
混凝土的成分重要有水、水泥、砂子、石子和一定量的外加剂。由于坍落度对混凝土凝固后的强度和气泡的产