預(yù)制鋼筋混凝土管片生產(chǎn)質(zhì)量控制淺析

徐海江 陳斌 李永德

摘 要：鋼筋混凝土管片的預(yù)制是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)之一，本研究結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)管片的生產(chǎn)工藝做了簡(jiǎn)單介紹，重點(diǎn)介紹管片生產(chǎn)質(zhì)量控制，主要包括原材料質(zhì)量控制，模具的精度控制技術(shù)，鋼筋籠骨架質(zhì)量控制技術(shù)，混凝土質(zhì)量控制技術(shù)以及管片缺陷問題的處理辦法。

1 前 言

預(yù)制鋼筋混凝土管片的施工質(zhì)量工作由兩方面組成：一是在管片生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制；二是在盾構(gòu)掘進(jìn)的過程中管片的安裝質(zhì)量，其中管片質(zhì)量控制的基礎(chǔ)是保證管片的制作質(zhì)量。好的管片不僅要尺寸精度較高，外觀符合要求，而且要保證其擁有較高的結(jié)構(gòu)性能以及高耐久性。

2 管片生產(chǎn)

2.1 選擇正確的管片生產(chǎn)工藝

鋼筋混凝土管片是高精度的混凝土預(yù)制構(gòu)件，也是隧道結(jié)構(gòu)的主體，需承受外界土層壓力、地下水壓力以及隧道內(nèi)的各種動(dòng)荷載沖擊，其質(zhì)量直接關(guān)系隧道整體使用安全。因此，管片生產(chǎn)工藝方案的選擇就成為了確保管片質(zhì)量和加工進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施的關(guān)鍵。管片生產(chǎn)工藝按其流水特點(diǎn)，一般可分為固定臺(tái)座法、機(jī)組流水法及流水傳送法三種方式。在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，應(yīng)考慮產(chǎn)量、市場(chǎng)特點(diǎn)、投資規(guī)模、地區(qū)特色及現(xiàn)有設(shè)施的充分利用等因素，并結(jié)合各生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，慎重選用合適的生產(chǎn)工藝，保證能夠充分地提高管片的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

2.2 管片生產(chǎn)的具體要求

在選擇了正確的生產(chǎn)工藝之后，就要開始管片的具體生產(chǎn)。管片生產(chǎn)的主要步驟有：鋼筋籠制作加工、開模、吊運(yùn)管片、清理模具，噴脫模劑、吊裝鋼筋籠入模、混凝土人模振搗、蒸養(yǎng)室蒸養(yǎng)、室內(nèi)靜養(yǎng)、缺陷處理及止水條安裝。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，避免出現(xiàn)不必要的漏洞，保證管片生產(chǎn)能夠順利、高效、有序的進(jìn)行。

3 管片質(zhì)量缺陷分析

目前國內(nèi)的管片質(zhì)量與國外同類管片相比，無論在結(jié)構(gòu)上還是外觀上仍有一定差距，例如日本生產(chǎn)管片外觀色澤一致，線條清晰，棱角分明，無漏漿、蜂窩、麻面現(xiàn)象，氣泡更是少之又少，內(nèi)表面光潔度、光滑度如同鏡面，因此國內(nèi)水泥制品仍存在很大的追趕空間。

3.1 沒有保證原材料的質(zhì)量

高質(zhì)量的原材料是確保管片生產(chǎn)質(zhì)量的重要前提。管片生產(chǎn)的原材料主要包括水泥、外加劑、脫模劑等。如果在原料的進(jìn)口過程中，對(duì)各種原材料進(jìn)場(chǎng)沒有履行嚴(yán)格的材料報(bào)審制度，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的原材料施工單位也沒有按規(guī)定的頻次進(jìn)行材料檢驗(yàn)，而監(jiān)理試驗(yàn)室按相關(guān)要求對(duì)材料進(jìn)行平行檢查，那么就無法確保所使用的材料是否合格，也就不能保證管片的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2 制作過程存在缺陷

管片生產(chǎn)是一個(gè)多環(huán)節(jié)的過程，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，都會(huì)直接影響到管片的質(zhì)量。如沒有做好原材料的配合比設(shè)計(jì)；鋼筋骨架成型沒有從斷料、部件彎曲安放、焊接、測(cè)量等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制；沒有對(duì)模具進(jìn)行認(rèn)真檢查；沒有嚴(yán)格按要求進(jìn)行振搗等，另外還有很多細(xì)節(jié)也要加以注意，比如管片的生產(chǎn)制造過程本身就存在缺陷，那么這不光會(huì)影響到生產(chǎn)進(jìn)度，更無法保障模具及工作人員的安全。

3.3 成品未能良好保護(hù)

管片養(yǎng)護(hù)主要包括生產(chǎn)過程的蒸汽養(yǎng)護(hù)和脫模后的后期養(yǎng)護(hù)兩部分。其中后期養(yǎng)護(hù)是保證管片質(zhì)量的關(guān)鍵措施，由于管片的脫模強(qiáng)度較低，只有設(shè)計(jì)要求的50%左右，因此，管片的后期養(yǎng)護(hù)顯得非常重要。做好成品的養(yǎng)護(hù)，不但可以提高混凝土的密實(shí)性、抗氯離子滲透性和抗硫酸鹽侵蝕，同時(shí)還可抑制堿骨料反應(yīng)，降低混凝土收縮變形，還可以有效地降低成本。

4 管片質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

4.1 原材料的有效管理

在選取原材料時(shí)，要保證制作管片用的所有原材料在經(jīng)批準(zhǔn)后的合格供應(yīng)商范圍內(nèi)選擇采購，材料進(jìn)場(chǎng)必須附有質(zhì)量保證書，并且進(jìn)場(chǎng)時(shí)材料按規(guī)格分類堆放并有明顯的標(biāo)識(shí)。另外，作為管片混凝土用的原材料，除滿足保證國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)滿足以下條件：水泥必須適合蒸養(yǎng)工藝強(qiáng)度穩(wěn)定、偏差??；外加劑必須與水泥相適應(yīng)，且要適應(yīng)蒸養(yǎng)工藝，外加劑的質(zhì)量要穩(wěn)定；選用質(zhì)量穩(wěn)定的水溶性脫模劑，因?yàn)橛托悦撃┌l(fā)散性不好，容易使管片表面產(chǎn)生小麻點(diǎn)，所以脫模劑一旦選定不宜更換，否則將影響管片的表觀質(zhì)量。

4.2 管片制作過程控制

在管片的生產(chǎn)過程當(dāng)中，混凝土配合比是保證混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)的目標(biāo)經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，安全可靠。在做混凝土配合比試驗(yàn)時(shí)，要求混凝土強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求，且有一定的富余度，所選水泥的混凝土拌和物不粘稠，利于混凝土在模具中振搗下落。鋼筋骨架的制作也是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)時(shí)應(yīng)保證鋼筋表面無銹斑灰塵油脂及其它有害物質(zhì)，鋼筋平直無局部彎折現(xiàn)象。同時(shí)，嚴(yán)格按要求進(jìn)行振搗，振搗棒應(yīng)均勻插入混凝土，防止振搗棒碰到模具和鋼筋，各插入點(diǎn)振搗時(shí)間控制在15～20s以內(nèi)，既不能漏振，也不能過振，避免產(chǎn)生浮漿和氣泡。凝土拌和站也要定期對(duì)各類衡器進(jìn)行檢驗(yàn)，使用過程中加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，使稱量系統(tǒng)始終保持良好的工作狀態(tài)。管片混凝土澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，如無故中止且超過允許間歇時(shí)間，所澆搗的管片作報(bào)廢處理，并應(yīng)及時(shí)清理模具。最后，做好成品檢驗(yàn)，每塊管片都應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，管片表面應(yīng)光潔平整，無蜂窩、露筋、裂紋、缺角、氣泡等外觀缺陷。當(dāng)管片出現(xiàn)輕微缺陷時(shí)應(yīng)及時(shí)修飾，如有不合格的產(chǎn)品應(yīng)及時(shí)標(biāo)識(shí)和隔離。止水帶附近不允許有缺陷，灌漿孔應(yīng)完整、無水泥漿等雜物。

4.3 管片的養(yǎng)護(hù)及修補(bǔ)

在管片表面蜂窩、凹陷、掉角時(shí)，應(yīng)采用比原混凝土強(qiáng)度高一級(jí)的砂漿填補(bǔ)缺陷處，并予抹平；對(duì)于管片表面裂縫的缺陷，則可用環(huán)氧樹脂封堵，或采用比原混凝土高一等級(jí)的砂漿填補(bǔ)缺陷處?；炷翝仓駬v成型后經(jīng)過一定時(shí)間的靜止開始蒸養(yǎng)。蒸養(yǎng)的溫度和時(shí)間必須嚴(yán)格控制，每片模具配備一個(gè)蒸養(yǎng)罩，在蒸汽打開之前罩在管上，蒸養(yǎng)完畢后應(yīng)對(duì)蒸養(yǎng)罩進(jìn)行清理并由專人負(fù)責(zé)保管。脫模后養(yǎng)護(hù)對(duì)管片最終質(zhì)量至關(guān)重要，常溫季節(jié)應(yīng)優(yōu)先考慮利用水池浸水養(yǎng)護(hù)以確保管片的結(jié)構(gòu)性能和外觀質(zhì)量的穩(wěn)定性。冬季則應(yīng)在室內(nèi)或養(yǎng)護(hù)池中采取保溫加濕養(yǎng)護(hù)措施，確?；炷翉?qiáng)度的增長達(dá)到設(shè)計(jì)要求。脫模后管片在車間內(nèi)靜放3～4h進(jìn)行缺陷檢查，如必要?jiǎng)t進(jìn)行局部修復(fù)。在管片表面蜂窩、凹陷、掉角時(shí)，應(yīng)采用比原混凝土強(qiáng)度高一級(jí)的砂漿填補(bǔ)缺陷處，并予抹平；對(duì)于管片表面裂縫的缺陷，則可用環(huán)氧樹脂封堵，或采用比原混凝土高一等級(jí)的砂漿填補(bǔ)缺陷處。

5 工程實(shí)例

固定臺(tái)座法具有省投資，工藝簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)，易控制施工質(zhì)量，穩(wěn)定性好，施工作業(yè)規(guī)范化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)周期短，靜態(tài)生產(chǎn)線有利于質(zhì)量控制。管片采用進(jìn)口鋼模具澆筑，并采用高頻低振幅風(fēng)動(dòng)振搗，模具精度高，對(duì)模具損傷小，振搗影響范圍深、廣，生產(chǎn)速度快。

（1）生產(chǎn)設(shè)備：鋼筋加工設(shè)備，包括鋼筋切斷機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)、鋼筋彎弧機(jī)；混凝土攪拌機(jī)；養(yǎng)護(hù)站、養(yǎng)護(hù)罩；模具、橋吊等。

（2）生產(chǎn)流程：模具拼接→鋼模檢測(cè)→鋼筋籠安裝檢測(cè)→混凝土攪合澆筑→蒸汽養(yǎng)護(hù)→管片檢查及修補(bǔ)→后期養(yǎng)護(hù)→貯存→投入使用。

該種生產(chǎn)工藝的使用，充分發(fā)揮了工廠化流水線作業(yè)管理優(yōu)勢(shì)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，成品精度高、品質(zhì)高。

6 結(jié) 語

預(yù)制盾構(gòu)管片是盾構(gòu)法施工至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，預(yù)制工藝控制的好壞直接關(guān)系著管片質(zhì)量?jī)?yōu)劣，從而影響盾構(gòu)施工的進(jìn)度與隧道的質(zhì)量。通過對(duì)原材料的質(zhì)量控制、模具精度控制、鋼筋籠骨架質(zhì)量控制、混凝土質(zhì)量控制以及對(duì)管片缺陷的修復(fù)，管片合格率達(dá)到99%以上，生產(chǎn)質(zhì)量得到了有效提高，在保證管片成品的結(jié)構(gòu)性能和耐久性要求的同時(shí)，確保了施工得以順利高效的進(jìn)行。