淺析盾構(gòu)管片型式檢驗(yàn)在合肥地鐵的應(yīng)用實(shí)踐

吳志德

（安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站 安徽合肥 230000）

0 引言

隨著安徽經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，2006年啟動全新的地鐵規(guī)劃。省會合肥是安徽省第1個(gè)，長三角第7個(gè)開通地鐵的城市。首條線路合肥地鐵1號線于2016年12月正式開通運(yùn)營，2號線于2017年12月正式開通運(yùn)營，3號線于2019年12月正式開通運(yùn)營。目前在建的有第4、5號線、1號延長線，采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)作為最主要的受力構(gòu)件，承擔(dān)著隧道內(nèi)外的全部荷載，其質(zhì)量的好壞直接影響到隧道的安全。因此，檢測盾構(gòu)管片的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)對施工的指導(dǎo)不可或缺。

1 概況

根據(jù)委托方的要求，對合肥市軌道交通4號線土建盾構(gòu)管片進(jìn)行型式檢驗(yàn)，包括對抗拔、檢漏、抗彎性能檢驗(yàn)。采用K塊（楔形塊）做抗拔性能試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行檢漏和抗彎試驗(yàn)，各類型塊的抗彎荷載如表1所示。預(yù)制鋼筋混凝土管片強(qiáng)度等級C50，管片內(nèi)徑5400mm，外徑6000mm，每環(huán)管片寬1500mm，每環(huán)管片分6塊（1塊楔形塊K塊、2塊鄰接塊、3塊標(biāo)準(zhǔn)塊），采用通用楔形環(huán)錯(cuò)縫拼裝，彎螺栓連接。

抗拔性能采用分級加載方式：先按設(shè)計(jì)荷載的20%極差加荷至設(shè)計(jì)荷載的80%，再按設(shè)計(jì)荷載的10%極差加荷至荷載的90%，繼續(xù)按設(shè)計(jì)荷載的5%極差加荷至設(shè)計(jì)荷載，每級保持加荷時(shí)間5min，加荷至設(shè)計(jì)荷載值時(shí)應(yīng)持荷30min。加荷過程每一級荷載結(jié)束后記錄每級荷載值下的灌漿孔螺栓的位移量。加荷至設(shè)計(jì)荷載結(jié)束后可卸載，終止試驗(yàn)。螺栓周圍混凝土無裂縫或破壞為合格。

管片抗?jié)B檢漏試驗(yàn)要求，加壓速度0.05MPa/min，按每級加壓0.2MPa，恒壓10min，并記錄滲漏情況，至設(shè)計(jì)荷載時(shí)，穩(wěn)壓2h，管片側(cè)面滲水高度不超過50mm，為合格。

管片抗彎性能要求，先按設(shè)計(jì)荷載的20%極差加荷至設(shè)計(jì)荷載的80%，再按設(shè)計(jì)荷載的10%極差加荷至荷載的90%，繼續(xù)按設(shè)計(jì)荷載的5%極差加荷至設(shè)計(jì)荷載，每級保持加荷時(shí)間5min，加荷至設(shè)計(jì)荷載值時(shí)應(yīng)持荷30min。加荷過程每一級荷載結(jié)束后記錄每級荷載值下的中心點(diǎn)和加荷點(diǎn)及水平點(diǎn)各點(diǎn)位移值，記錄裂縫開展情況和最大裂縫寬度。加荷至設(shè)計(jì)荷載結(jié)束后可卸載，終止試驗(yàn)。管片荷載加至設(shè)計(jì)荷載并保持30min后，管片無裂縫或者裂縫寬度不大于0.2mm為合格。

表1 管片抗彎試驗(yàn)荷載值

2 試驗(yàn)主要依據(jù)及設(shè)備

2.1 試驗(yàn)主要依據(jù)

本次試驗(yàn)主要依據(jù)《預(yù)制混凝凝土襯砌管片》（GB/T 22082—2017）、設(shè)計(jì)文件、圖紙等。

2.2 試驗(yàn)所需設(shè)備

所需設(shè)備及性能指標(biāo)如表2所示。

表2 所需設(shè)備及性能要求

3 試驗(yàn)方法及結(jié)果

3.1 管片抗拔性能檢測

將管片平穩(wěn)放在試驗(yàn)場地，將拉力螺栓桿旋入灌漿孔預(yù)埋膠管內(nèi)，檢測螺栓的垂直度和深度。拉力螺栓桿與管片接觸部位填上細(xì)沙墊上橡膠墊和鋼板，厚度不小于10mm，再將千斤頂穿入拉力螺栓桿，擰上螺帽，安裝百分表，開始測試。試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。分級加荷50kN、100kN、150kN、200kN、225kN、237.5kN、250kN進(jìn)行測試。每級持荷5min，并記錄螺栓的位移量。試驗(yàn)荷載加至250kN時(shí)，持荷30min，并記錄螺栓位移量和螺栓周圍混凝土破壞情況。

圖1 管片抗拔試驗(yàn)裝置

圖2 管片抗彎示試驗(yàn)裝置

3.2 管片檢漏

將管片平穩(wěn)放在試驗(yàn)架上，檢查密封橡膠墊是否緊貼管片外弧面，密封橡膠墊距管片邊緣距離50mm，緊固件與管片內(nèi)弧面墊上橡膠墊，緊固橫桿，從中間向兩邊收緊。打開排氣閥，接通進(jìn)水閥，注入自來水，當(dāng)自來水從排氣孔中流出后，關(guān)閉排氣閥，啟動加壓泵，按0.05MPa/min的速度加壓，加壓到0.2MPa時(shí)恒壓10min，檢查管片是否有滲漏水現(xiàn)象，觀測管片側(cè)面滲透高度并做好記錄。一切正常后繼續(xù)加壓到0.4MPa、0.6MPa……，每級恒壓10min，直到加壓至設(shè)計(jì)抗?jié)B壓力1.2MPa時(shí)，恒壓2h，檢查管片側(cè)面是否有滲漏水現(xiàn)象，并做好記錄。試驗(yàn)裝置如圖3所示。

圖3 管片檢漏試驗(yàn)裝置

圖4 中心點(diǎn)位移曲線

3.3 管片抗彎性能檢測

將管片安放在試驗(yàn)架上，加載點(diǎn)墊上厚度不小于20mm的橡膠墊。采用千斤頂分配橫梁的方式加荷，試驗(yàn)裝置如圖2所示，加載點(diǎn)間距按設(shè)計(jì)要求確定。本文選取C型管片設(shè)計(jì)荷載318kN做抗彎性能試驗(yàn)。記錄各級位移量并計(jì)算繪制中心點(diǎn)、荷載點(diǎn)、水平點(diǎn)變量與荷載關(guān)系曲線圖。中心點(diǎn)位移=D1-（D5+D7）/2，荷載點(diǎn)位移=（D2+D3）/2-（D5+D7）/2，水平點(diǎn)位移=（D4+D6）/2。位移量曲線出現(xiàn)異常突變或管片加載點(diǎn)出出現(xiàn)局部破壞則檢驗(yàn)失效，應(yīng)重新檢驗(yàn)，以重新檢測結(jié)果為準(zhǔn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表3所示，中心點(diǎn)位移曲線如圖4所示，荷載點(diǎn)位移曲線如圖5所示，水平點(diǎn)位移曲線如圖6所示。

4 結(jié)束語

本次試驗(yàn)的受檢管片的抗拔性能、抗?jié)B性能、抗彎性能均符合《預(yù)制混凝凝土襯砌管片》（GB/T 22082—2017）、設(shè)計(jì)文件、圖紙等的要求，判定該批次管片質(zhì)量合格，可以在合肥市地鐵4線工程中運(yùn)用。對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的管片嚴(yán)禁在工程中運(yùn)用，為地鐵后期的安全運(yùn)營提供關(guān)鍵性技術(shù)支持。

表3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果

圖5 荷載點(diǎn)位移曲線

圖6 水平點(diǎn)位移曲線