地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措

地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措

雷艳茹

身份证号码： 610524198608217***

摘要：受社会发展的影响，带动了个领域的进步。目前，预制管片作为盾构隧道的永久性衬砌结构，其生产质量是否达标极其关键，极大程度上影响着盾构隧道的结构性能及耐久性，因而务必对其内外部质量给予重点关注，切实规避各类常见质量问题、缺陷。文章就地铁盾构管片常见外观质量缺陷的诸多所致成因展开了全面分析，并探讨了相应的控制举措，以供相关人员借鉴与参考。

关键词：地铁管片；施工；外观质量；分析与控制

引言

目前，国内外地铁轨道交通工程属于人们日常生活中必不可少的交通工具。而地铁盾构管片是地铁里衬隧道施工过程中的主要结构，地铁盾构管片质量的好坏对地铁里衬隧道起着主要的作用，所以随着施工工艺日益完善，对于管片的外观质量要求也随之加强。

1地铁盾构管片常见外观质量缺陷的成因

1.1裂缝

（1）砼原材料质量不达标导致的裂缝。砼所采用的各类原材料质量不合格，如水泥安定性较差、砂石料含泥量超标等，都会导致砼浇筑后因各种不良反应而出现表面裂缝。另外，砼配比设计不当，如水灰比大、水泥用量超标或外加剂掺量不当等都会在一定程度上影响砼的抗拉强度而导致出现开裂现象。（2）砼施工质量控制不当导致的裂缝。首先，砼振捣施工中，作业人员操作不规范，振捣时间过久以致盾构管片表面浮浆厚度超标，浮浆自收缩率过大而引发自收缩裂缝；其次，砼初凝后未及时打开面板实施抹面作业，以致管片外弧面存在多余的浮浆层产生较大收缩而引发外弧面开裂；最后，砼硬化过程中，受水化热影响导致砼内部热量大，若未采取有效的外部保温措施，则会因较大的内外温差而形成温差裂缝。（3）砼完工后养护不到位导致的裂缝。首先，管片振捣后未及时养护，管片表面砼水分过快蒸发而导致出现龟裂；其次，蒸养结束后过早接触外界空气，以致管片外表面水分急剧蒸发，与砼内部相比外表面收缩过大而出现开裂现象。

1.2气泡成因分析
在生产过程中造成的管片表面气泡原因十分复杂，与模具、振捣、混凝土坍落度等有关，常见的气泡成因如下。
1.2.1模具的影响
地铁预制盾构管片对模具尺寸精度和表面平整度要求很高，模具尺寸精度误差一般限制在0.4mm以内。若模具表面粗糙程度大，会增加混凝土与模具壁的摩擦力，形成孔径较小的气泡孔。水泥水化反应释放的热量和混凝土内部水分和气泡在振捣过程中受挤压向外排出，聚集在管片与模具接触的凹榫处，占据混凝土原本的位置，难以再向外排出，因此通常该处气泡较多。
1.2.2振捣强度不足
混凝土骨料间不能密实接触，会在振捣过程中形成气泡，随振捣挤压作用气泡积聚变大，最终排到混凝土表面。若振捣强度不足导致气泡产生并积聚又未能排出，会在混凝土与模具接触的侧面形成气泡。
1.2.3坍落度过大
混凝土的坍落度越大，未发生反应的多余水分就越多，这些水分蒸发后会在原位置形成气泡。一般盾构管片的混凝土坍落度要求在70~110mm之间，若坍落度过小，混凝土在振捣过程中会很快凝结固化，形成蜂窝麻面；反之则会形成气泡。

2地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措

2.1裂缝控制举措

（1）加强原材质量管控。首先，加强对水泥、骨料等质量的控制，对于管片砼应选择低收缩性、低C3A含量的早强水泥，对于砼用砂石骨料应严格控制含泥量（小于0.2%）及酸性硅化物，防止因含泥量超标而导致的裂缝问题，同时做好各类原材料进场时的质量检测，进而从源头上规避砼管片裂缝的出现。其次，严格控制砼配比质量，尤其是对于管片的干缩裂缝而言，拌制砼时的单位用水量是影响干缩裂缝的关键因素。因此，在进行砼的配比设计时，必须充分考虑单位用水量对干缩裂缝的影响，并通过掺加适当比例的减水剂，减少砼单位体积的用水量，从而最大限度地减少由此产生的干缩裂缝。（2）加强砼施工管控。首先，严格把控砼拌制施工质量，适当延长砼搅拌时间，促使砼骨料与胶结料充分搅拌均匀，防止搅拌不充分而导致的浮浆问题，并控制砼坍落度保持在50～70㎜。其次，加强预制管片砼浇捣施工质量控制，对砼的浇筑方式、振捣频率、振捣时间等进行严格控制，防止振捣过程中欠振、漏振造成砼振捣不密实而影响砼的整体轻度，同时合理选择砼振捣器具，严格控制砼振捣时间，以免过振导致砼骨料离析、浆液上浮而形成收缩裂缝。（3）加强砼养护管控。完成预制管片浇筑作业后，必须严格按照管片养护的相关标准要求进行蒸汽养护，使管片砼内部与外部保持均匀的温度，尽快形成早期强度，以此提升管片砼的抗拉能力，进而最大限度地减少裂缝的出现。蒸汽养护过程中，应严格依照养护要求的时间及温度，严禁私自调整。预制管片蒸养结束后，管片应在湿度大于50%、温度约20℃且无风的环境下搁置一段时间，直至管片自身温度逐渐趋于环境温度后方可从养护车间运输至外界环境中，防止管片过早运出而导致砼出现自收缩裂缝和温差裂缝。

2.2气泡问题控制措施

2.2.1精细处理模具

设计模具时，管片凹槽处应尽量减小深度，增大坡度，使气泡顺利逸出，避免气泡在凹槽处聚集。模具打磨应光滑平整，杜绝出现焊痕等突起，以免气泡逸出受阻。生产过程中，应严格遵守操作规程。模具清理应干净彻底，避免混凝土残留。

2.2.2选用高性能外加剂

选用优质的聚羧酸高性能减水剂，可在保证水灰比不变的前提下改善混凝土的工作性，防止坍落度损失；终凝时还可加速混凝土固化，提高早期强度。若采用劣质外加剂，则可能因其中不合理的成分造成更多的气泡。

2.2.3正确选择脱模剂

目前市场上的脱模剂种类繁多，有矿物油类、乳化油类、水质类、聚合物类和溶剂类等。应选择优质且有助于破泡的管片脱模剂。优质的乳化油类脱模剂呈水乳型，含油少，不污染混凝土管片表面，后期也容易清理。

2.3外弧面裂缝主要控制措施

①细致进行抹面、光面工序操作。混凝土达到初凝时，可打开面板作业，使用铝合金压尺进行粗抹面，刮平去掉多余混凝土（或填补凹陷处），并进行粗磨，减少混凝土接触面表面积，即减少蒸发面积；待混凝土收水后使用灰匙进行光面，应重点寻找裂纹，用木抹子在裂纹处拍打，使混凝土液化，愈合裂纹，使管片外弧面整体平整、光滑；最后使用长匙精工抹平精光面，力求使表面光亮无灰匙印。②混凝土浇筑后避免把混凝土表面暴露在干燥空气之中，及时覆盖上吸水性强不易脱色的纤维织物，进行湿润养护，保持混凝土表面湿润状态。气温低于15℃时应考虑进行温水养护，减少干冷空气的影响。③严格控制蒸养制度，延长降温时间。

结语

盾构管片属于薄壳结构，配筋特殊，质量要求高，外观质量问题缺陷极易出现。对此，相关工作人员必须对裂缝、气泡、崩边等常见外观质量缺陷的所致成因予以分析，并严加控制，采取具有针对性的防范措施，从而为提高盾构隧道建设质量夯实基础。

参考文献

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