地铁盾构隧道预制管片施工研究

地铁盾构隧道预制管片施工研究

杨才官

上海市合流工程监理有限公司上海200120

摘要：对于城市来讲，交通无疑是制约其发展的关键因素，并且随着交通拥堵问题在城市中表现的日益严重，社会对此问题的关注也逐步提升。因此，为了解决这一关键问题，加大地铁工程的投入是很有必要的，而在地铁工程中，地铁盾构隧道预制管片的施工质量与整个地铁工程的质量有着密切关系，所以本文将对此予以详尽研究，以供参考。

关键词：地铁盾构隧道；预制管片；施工

引言：现阶段，为了解决民众出行以及交通拥堵等制约城市发展的问题，越来越多的大中型城市开始地铁工程的建设与施工。但是在地铁工程中，其中盾构隧道预制管片的施工质量将直接影响着整个地铁工程的质量，所以加大对地铁盾构隧道预制管片施工质量的研究，不断优化施工工艺，无疑对提升整个地铁工程的施工质量有着重要作用。

一、阐述地铁盾构施工技术

在地铁工程中，轨道工程是其中的关键的组成部分，而在现阶段地铁轨道施工过程中，普遍会对盾构施工技术予以运用，作为一种地面下挖掘地道的施工手段。盾构施工技术不仅可以提升施工效率，而且具有较强的适应性，可以满足复杂地质条件下的施工，所以使得盾构施工技术可以在地铁以及其它工程中得以运用。对于盾构施工技术来讲，管片是其中的施工主体，现阶段，管片主要分为预制管片、钢管片以及球墨铸铁管片等形式，同时管片的施工质量将直接影响地铁工程中隧道的建设质量以及隧道的使用年限，所以加强此方面的研究与关注是非常重要的。

二、地铁盾构隧道预制管片的运用以及质量控制措施

1、隧道管片的运用

在地铁隧道施工过程中，由于隧道形式的不同，所以施工方式则会有所区别。因此，在对隧道管片进行设计时，有必要将各类影响因素予以考虑，保证管片的设计与工程要求相一致。目前，鉴于轨道多为圆形构造，所以管片也会按照圆形来进行设计。通常来讲，每4至8片左右的管片会组成一个单元管片，如下图所示。

图1单元管片结构图

2、管片质量控制措施

具体为：（1）完善质量管理制度。按照国家颁布的法律以及标准等来建立质量管理体系，同时落实生产检验制度以及生产管理标准，以提升管片的生产质量。（2）加强管片生产流程监控。例如，监控原材料进场的复验以及管片的检验等，以保证各工序可以高质量的完成。

3、管片合格率的提高

起吊管片时，由于施工单位的疏忽，极容易完成管片出现一定程度的损坏。因此。在起吊管片时，应注意管片起吊的垂直度，降低碰撞情况出现的概率，同时注意对吊具予以优化，提升管片的转运效率。下图为专用吊具的示意图。

图2专用吊具图

三、地铁盾构隧道预制管片的施工案例分析

1、工程概况

在某地铁隧道工程中，盾构隧道施工总计约2000环，在管片生产企业中，设有混凝土浇筑区，钢筋加工区以及管片检测区等。

2、预制管片施工技术

2.1原材料选择

在选择原材料过程中，要根据地铁隧道工程的实际要求来选择原材料，切不可使用低质量的原材料，并禁止不符合要求的原材料进场，为提升管片的预制质量做好坚实的基础。

2.2钢模选型与安装检测

具体为：（1）钢模的选型。按照地铁工程要求来选择钢模，并合理选择钢模的振捣形式，以提升其工作年限以及成品的精度。（2）安装检测。管片在安装前，要对其实施精度测试，待合格后方可进入下道工序。此外，当管片脱模钢模时，为了提升钢模合拢的精度，要对钢模表面进行彻底的清理。其中，在使用脱模剂过程中，要对其予以均匀的涂抹，并在涂抹后进行复查，最后，指派专业人员对钢模予以定期检查，如有问题要及时进行处理，待复验无问题后方可执行接下来的工序。

2.3管片钢筋骨架制作与安装

（1）钢筋断料成型。钢筋材料在进场前要进行复验，合格后方可投入使用。其中，在开始此项工序前，施工人员要对管片的具体参数信息有着清楚了解，同时做好成品的检测工作，最后将其按照编号予以妥善的放置。（2）组装钢筋骨架。为了保证可以顺利完成组装，要对钢筋骨架的各部件精度予以保证，并以此来开展钢筋骨架的组装工作，同时也有助于提升组装质量。（3）钢筋骨架的入模。用专门的塑料支架将钢筋骨架隔离，如钢筋骨架检验合格，则其形状与钢模一致。另外，待完成入模工序后，便可开始混凝土的浇筑作业。

2.4混凝土浇筑成型

（1）混凝土的拌合与运输。按照管片制作的要求来完成混凝土的搅拌与生产，并在批量生产混凝土前进行模拟试验，以此来完成混凝土的制备，并有助于保证混凝土的各项性能满足管片的制备要求。（2）混凝土的布料、振捣与成型。在布料时，混凝土应均匀的敷设在钢模两侧，并注意控制布料的速度。振捣时，注意按照快插慢入的原则来执行，以提升管片的质量以及外观完好程度。待混凝土管片成型后，按照实际外部环境条件来进行混凝土收水，同时按照混凝土的凝结情况来进行面板的拆卸。

2.5蒸汽养护、脱模、养护

（1）蒸汽养护。蒸汽养护能够有效改善混凝土强度，进而提高生产效率；在浇捣完成，经过一段时间吸水后（一般低于1h），开始蒸汽养护；升温速度应当控制在15℃/h以内，降温速度不超过10℃/h，恒温温度控制在60℃内；在蒸汽养护过程中，工作人员应当准确了解各个温度点温度变化，保障温度的一致性，保障温度升降的均匀性。（2）脱模。使用采用真空吸盘作业时的强度应不低于30%，使用专用吊具的强度则应高于40%；脱模起吊应当保障其垂直性，严禁超速，避免造成不平衡；脱模后对其进行降温，其温度与环境温度差异不大时可以使用水喷淋进行降温。（3）养护。养护包括水分养护与自然养护，养护时间均为两周，需要指出的是，利用水养时，工作人员应当首先检测水温，温差较小可以入池工作，避免温差引起的裂缝；而自然养护即2周水养护结束后将其运输至管片存放场进行养护，以此改善混凝土的强度。

2.6管片检验

（1）水平拼装。在地铁盾构隧道预制管片生产过程中，应当进行三环试拼装，保证强度、尺寸、外观等检验合格后，采用错缝拼接进行三环试拼装。（2）检漏试验。在预制管片生产完成后，应当进行抽样检查，每50环检查一次，连续三次合格才可投入正式使用。在管片检漏过程中，应当不断改变压力大小，仔细检查管片的渗漏情况，确保产品性能合格后进行使用。（3）抗弯性能试验。在管片生产期间，工作人员应当进行抗弯实验，通过管片抗弯实验检验其承载力，在测试其最大承载力后判断其设计合理性。一般来说，管片破坏荷载应不低于232kN，而开裂荷载不低于176kN。（4）抗拔性能试验。在管片生产期间，工作人员也应对管片抗拔性能进行检测，一般为每1000环进行一次试验，注浆孔抗拔试验主要是检测管片所能承受的最大抗拔力，以此保障管片施工的安全性；向其加载物体至设计规定的抗拔力值，连续坚持2min，确保注孔周边不存在破边、开裂等情况出现，同时保障承载力荷载检验值不低于280kN。

四、结语

由此可见，随着地铁工程的增多，民众对地铁工程的质量有着格外的关注。因此，关注地铁盾构隧道管片施工技术的研究，对提升地铁隧道施工质量有着极为重要的意义。

参考文献：

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[2]禹海涛，李龙津，曹春艳，段科萍，张帆.考虑内部预制结构的盾构隧道抗震性能分析[J].地下空间与工程学报.2016（S2）

[3]胡翾.地铁盾构双线隧道施工过程地表变形监测分析[J].工程技术研究.2016（07）