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      盾構機管片質量對模具的要求與施工技術

      放大字體  縮小字體 發布日期:2020-03-19 13:34:53    瀏覽次數:30    評論:0
      導讀

      管片生產是盾構施工中一項復雜且對質量和工藝要求較高的分部工程,管片質量的好壞直接影響盾構隧道的質量。管片外部幾何尺寸偏差影響管片拼裝甚至造成破損、錯臺、滲透水,管片內在質量,如硬度、強度則影響管片的使用壽命等[1]。1 管片的尺寸規格及選型要求1.1 管片規格與組成(1)管片規格:管片內徑5500mm,環寬為1.5m

      管片生產是盾構施工中一項復雜且對質量和工藝要求較高的分部工程,管片質量的好壞直接影響盾構隧道的質量。管片外部幾何尺寸偏差影響管片拼裝甚至造成破損、錯臺、滲透水,管片內在質量,如硬度、強度則影響管片的使用壽命等[1]。

      1 管片的尺寸規格及選型要求

      1.1 管片規格與組成

      (1)管片規格:管片內徑5500mm,環寬為1.5m和1.2m(在R<350m半徑區間的管片環寬采用1.2m)兩種,厚度350mm。

      (2)管片組成:每環管片分6塊,1塊封頂塊,2塊相鄰塊,3塊標準塊。

      1.2 管片規格選擇與優缺點

      與環寬1.2m的管片相比,采用環寬1.5m的管片有以下優點:一方面,減少了20%的環向接縫數量,降低了接縫漏水的概率,提高了隧道防水質量;另一方面,降低了接縫止水材料和連接螺栓的使用量,減少了20%的拼裝時間,提高了施工速度[2]。

      但選擇環寬更寬的管片也有其缺點:拼裝形成的管片軸線較難調整,如果與盾構軸線形成夾角,也不容易調整。

      1.3 管片選型要求

      首先,管片選型要符合設計線路的要求。根據隧道中線的平曲線和豎曲線的走向,管片又分為標準環、左轉環、右轉環3類。直線上選標準環,左轉曲線上選左轉環,右轉曲線上選右轉環。其次,管片選型還要適應盾構機的姿態,以便利于盾構機糾偏。最后,管片的選擇要考慮到管片之前的接縫數量、防水性能、工期、連接螺栓數量、管片制做的費用、所處的地質條件、所需要的工期及所用的盾構機類型等。

      2 管片生產與自動化流水線

      2.1 管片生產

      目前天津地區正式生產管片的廠家有6家,中鐵十八局集團第四工程有限公司管片制作項目經理部作為央企,從2004年開始給天津地鐵供應管片。初期使用意大利生產的管片模具,采用固定模具生產方式,方法陳舊落后。經過幾年的技術革新,于2009年成為天津第一家采用流水線方式生產管片的企業,投入管片模具14套(1.5m環寬模具11套,1.2m環寬模具3套),優化了生產工藝,提高了管片質量,至今已為天津地鐵生產供應合格管片42363環。

      2.2 自動化流水線

      自動化流水線生產采用HSL66GP生產線,1+4式全自動地鐵管片生產線,由控制系統、生產線、養護線、澆筑室、平移小車、澆注系統和養護系統組成。1條生產線有68個工位,其中66個工位布置11套模具,2個空位可補單塊管片。整個流水線由控制系統調節,通過電腦軟件PLC控制各個驅動電機,由驅動電機或者驅動電機帶動液壓泵站來完成相應的工作。包括:平移小車前后行走、模具移動、養護室門的開關、振動馬達的啟動和停止、混凝土料斗的移動和下料等。當各個動作到位后,都有相應的傳感器或控制開關把動作情況反饋給PLC,在PLC做出判定后做出下一個動作。通過以上控制,模具在生產線上有規律的按一定節拍行走,操作工人在固定的工位上完成各道工序的 操作。

      3 影響管片質量的因素

      影響管片質量的因素很多,主要有:原材料選擇、混凝土配合比、工人操作水平、管片模具精度、鋼筋籠制作是否規范、混凝土振搗、收水、養護(蒸養和水養)、起吊、存放等,任何一個環節的錯誤都有可能影響管片的質量。其中管片模具在管片的生產過程中對管片的內外部質量及幾何尺寸起關鍵性作用。下面重點論述管片模具的選擇、構造、施工技術要求和保養注意事項等。

      3.1 選擇管片模具的注意事項

      (1)管片模具選擇生產廠家時,需要經過招投標手續,要考慮生產廠家的生產能力、產品質量、市場占有率、售后服務、技術保障、報價等因素,確保管片模具符合設計要求。如果廠家提供的模具出現缺陷,將增加后期的生產成本,帶來安全隱患,進而降低生產效益。

      (2)保持管片模具的精度強度長期不變。模具壽命要求重復使用成千上萬次,要求保持精度強度不變。提高模具的生產標準,把校正工作減少到最低限度。

      (3)提高管片模具的表面光潔度。光潔度低會導致清洗困難,延長清洗時間,加重工人的勞動強度,甚至造成脫模困難。

      (4)保障操作工人的人身安全。管片生產操作的對象是數噸重的混凝土,勞動強度大,重復性高,生產周期長。模具生產廠家應簡化模具操作流程,提高現場工作安全度。

      3.2 模具構造及特點

      模具主要構造如圖1所示。模具特點:結構穩定、精度高、操作簡便、模具使用壽命長。

      圖1 盾構管片模具示意圖

      3.3 模具各部分的組合方式

      (1)平移開合的側模開合方式;(2)翻轉式的端模開合方式;(3)圓錐定位的定位方式;(4)采用梯形螺紋的緊固螺栓;(5)模具在側板與底板、側板與端板、端板與底板間均裝有橡膠密封條。

      4 管片生產操作程序及施工技術

      4.1 開模、合模

      (1)開模:作業人員按照操作順序將模具側模、端模固定螺栓拆開。

      (2)合模:模具在合模前全部鏟除混凝土殘渣,并用壓縮空氣沖凈模具表面。清理模具時,嚴禁用錘敲擊模具內腔的任何部位,嚴防模具表面損壞。檢查模具上邊緣是否被磕碰,如磕碰要進行整修。模具合模時,螺絲緊固要按先后順序,先合端頭板再合側板。

      (3)模具檢驗:模具在每次使用前必須進行寬度、弧、弦長和內腔高度的檢驗。寬度采用內徑千分尺檢查,允許±0.4mm偏差;弧、弦長采用樣板、塞尺,允許±0.4mm偏差;內腔高度采用高度尺檢驗,允許-1~+2mm偏差。

      4.2 模具清理、涂脫模劑

      (1)模具清理:作業人員徹底清理殘留混凝土殘渣,并用壓縮空氣吹干凈。

      (2)涂脫模劑:脫模劑采用水質脫模劑,涂脫模劑由專人負責。涂脫模劑前,先檢查模具內表面是否留有混凝土殘積物,如有應返工清潔。涂抹時,使模具內表面全部均布薄層脫模劑,特別注意模具拐角處不得漏涂;如果有流淌的脫模劑積聚,應用海綿清理干凈。

      4.3 鋼筋籠骨架入模及預埋件安裝

      (1)根據槽道預留的固定孔洞位置在底模面板對應位置鉆孔,在底模上焊固定螺栓,螺桿(絲)凸出底模。待槽道安裝后,用塑料螺母固定槽道,保證槽道固定牢靠,以免在混凝土澆筑振搗過程中發生位置偏移。當采用真空吸盤起吊管片時,塑料螺母能與螺桿分離。

      (2)鋼筋籠應置于模具平面中間,其骨架底面和側面按規定位置和數量安置高強度工程塑料支架,支架高度必須符合設計要求的保護層厚度。

      (3)安裝注漿管時,其底面必須平整密貼于底模上。安裝注漿管、預埋槽道必須緊固,不得有松動現象,以防在振搗時移位。

      (4)鋼筋籠上不得有黃油、脫模劑等。

      (5)檢查鋼筋籠骨架保護層厚度、芯棒螺旋筋的位置。

      4.4 混凝土澆搗

      澆筑管片采用高強度高抗滲混凝土,塌落度控制在30~70mm。振搗至混凝土表面不再冒出氣泡、不再顯著下沉、表面泛漿、模板拼縫出現漿水時混凝土振搗密實,可以停止振搗。不能使用含雜物的落地灰,確保管片整體質量。澆筑混凝土時要隨時檢查彎芯棒,防止彎芯棒滑脫,造成堵孔現象。震動過程中目視檢查各連接螺栓、螺栓底座及注漿孔,發現任何一部分松動都立即停止,緊固后再啟動。構件成型后,應將灑落在模板上的混凝土殘渣和漿皮清理干凈。

      4.5 收水

      (1)混凝土澆搗完成后,打開蓋板,用拉扛來回進行壓磨外弧面,將多余混凝土去掉,并保證外弧面平整。

      (2)用塑料薄膜覆蓋,防止水分散失。

      (3)根據氣溫再間隔一段時間,用拉扛做管片與外弧面第二次收水。

      (4)待混凝土開始初凝時用鐵抹刀抹光面,使其表面平整、光滑。使用鐵抹精工抹平,力求表面無抹刀痕跡。

      (5)用塑料薄膜覆蓋保濕,然后推進蒸養房蒸養。

      4.6 管片起吊

      蒸養結束后,按照操作規程用真空吸盤將管片從模具中吊起,放到翻轉架上翻轉90°(立放),然后進入水養階段。

      5 結束語

      隨著我國城市建設突飛猛進,對企業技術和質量的要求也變得越來越高。地鐵建設除了要有高質量的管片模具外,施工人員的敬業精神對管片質量的影響也非常重要。沒有員工的精心操作,再好的設備也只是冰冷的機器,只有人才、施工技術和設備的有機結合,才能為管片質量和企業的發展奠定堅實的基礎。

      [參考文獻]

      [1] 張金鐫,劉增喜,逄晨. 預制混凝土襯砌管片模具的改進研究[J]. 混凝土與水泥制品,2018(10):87-91.

      [2] 王波. 成都地鐵盾構管片預制生產線設計及質量保證措施[J]. 國防交通工程與技術,2016,14(S1):34-36+12.


       
      (文/小編)
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