地铁盾构管片质量成因分析及防止措施

地铁盾构管片质量成因分析及防止措施

发表时间：2016-12-14T10:18:06.390Z 来源：《基层建设》2016年22期作者：梁伟[导读] 本文将就地铁盾构管片质量成因分析及防止措施进行深入的分析与探究。

山东电力管道工程公司山东新泰 271222 摘要：众所周知，盾构法施工之后的隧道结构主体便是地铁盾构管片，管片质量的好坏对于隧道的结构性能、耐久性能以及防水性能等等有着非常直接的影响，现阶段，地铁盾构技术发展速度非常之快，要求也不断升高，对于地铁盾构管片，无论是从管片裂缝、气泡、漏浆、色差、掉角等等众多方面都作出了非常严格的限制。本文将就地铁盾构管片质量成因分析及防止措施进行深入的分析与探究。

关键字：地铁盾构管片质量问题成因分析防治措施引言

近些年来，在我国各大城市，地铁成为了人们出行的首选方式，是现代社会中必不可少的交通工具。地铁盾构管片作为地铁衬隧道施工过程中的主要结构，占据着至关重要的地位，发挥着至关重要的作用。以下是笔者结合自己多年的实践工作经验，就其质量成因进行深入的分析，并且提出科学合理的防止措施。

一、气泡问题

管片在拼装之后只能看见弧面，因此，在弧面上做好不要出现气泡，其实，不论采用哪一种振动方式，在内弧上面出现的气泡都非常少，气泡出现最多的地方是在管片的两侧，尤其是止水条粘贴槽的内部，气泡在形状、深度、大小等等方面都是不尽相同的，产生气泡的原因主要可以归结为以下几点：

1、原材料如水泥中的助磨剂，减少水剂中的引气剂，砂石料的形状不佳；含泥量大会出现过多气泡。

2、混凝土配合的不合理，减水剂过量、砂率太大，水灰比过小生产出的混凝土粘度太大也会出现过多气泡。

3、混凝土搅拌时间不够，合易性差、触变性差；振动时混凝土流动性差、气泡不易排出。

4、振动工艺选择欠佳，管片是否密实，气泡能否排除与振动有密切关系。从各地生产情况看生产线振动台的方式最为理想，风动附着式的次之。人工捣固棒式最不易控制，留下的气泡最多。

5、模具的形状是否利于气泡排出。如有些城市设计的管片端侧面带榫槽，形状太复杂或止水槽太深等。

6、对管片表面影响最大的就是脱模剂。同样的是界面上的气泡，好的脱模剂由于表面张力大对气泡的排斥性强，利于气泡析出或减小与模具的接触面（图示并说明）出来的管片表面即使有气泡也是表面小、里面大。脱模剂的选择尽量要多作试验，使模具表面张力越大越好，脱模剂的使用也必须正确，注意一定要干燥成膜后使用。

7、搅拌方式不对也会让混凝土含气率增加。投料次序影响搅拌效果，使用双卧轴搅拌机搅拌小直径骨料剪切强度低，且搅拌叶片易把空气打到混凝土内部，也是使混凝土含气率增加的因素。

二、裂缝问题

1、塑性裂缝

一般情况下，塑性裂缝产生的时间都是在混凝土固化上强度之前，在混凝土的搅拌到固化的过程中，必然会产生各种各样的化学反应和物理反应，在其过程中，由于胶凝物分子链的交联反应和水分的散失迁移，导致盾构管片的深层水分很难向表屋发生迁移，如果形成有规律的走向，便会出现裂缝，但是裂纹随着人工收面过程会被消除，往往管片外弧面出现的这种裂纹是最后一次收面时间结束太早，而覆盖时间又太晚造成的，另外，当最后一次收面收得太晚，管片表层失水，硬化速度大于深处时会造成更多的龟裂现象，这在当时是看不出来的，有些厂家（监理）过于追求外弧面光滑，最易出现这种龟裂。

防止措施：要想减少或者直接杜绝掉塑性裂缝现象的发生，就必须要在选择合理的混凝土配合比的基础之上，适当增加搅拌的时间，切忌过多地掺用减水剂和过低的水胶比，严格控制收面工艺，在完成最后的一次收面之后一定要及时地进行覆盖。

2、温差裂缝

在地体盾构管片的生产和存放的过程中，温差是普遍存在的，主要集中在蒸养前后、脱模前后以及管片入出水养池的过程中，存储中的暴冷暴热，极易产生温差裂缝的是前三种，大家知道大多数物体具有热涨冷缩性并且还不一样，由于管片的形状原因加之配筋限制，在冷却时会发生不规则的收缩，使管片产生裂纹，特别是外弧面上和止水槽外几厘米的位置更严重，所以只有尽可能的克服和减少温差现象，就可杜绝或减少管片的温差裂纹。

防止措施：第一，只要条件允许，绝对不要使用过热的水泥；第二，在冬天或者气温较低的时候，一定要提高混凝土的入模温度，一般控制在30-32度之间；第三，蒸养时一定要提前设定好预养和降温的区间；第四，在脱模时一定要避免出现受到风吹，及时做好覆盖的工作；第五，在北方，冬天最好要用涂养护剂的方式来做好养护工作，在南方，可以在室内设置养护水池；第六，在曝晒的状况下，不得用洒水的方式来养护管片，在夏季，最好用塑料布的方式来覆盖和养护。

3、干缩裂缝

混凝土不仅仅在塑性的时候有干缩产生，在其固化后甚至在成品之后都会产生干缩，这是失水之后所产生的必然后果。一般情况狭隘，混凝土在塑性的过程中，水胶比会在0.3以上，能够参加水化反应的水只在0.25～0.26之间多余的水分子在满足了工艺流动性需要外，会成为居无交所的游离水，一旦形成毛细孔表面张力起作用就会淅出蒸发，水份蒸发时混凝土体积就会收缩，这个收缩也属于限制性收缩，当能量骤集到一定程度，受拉力过大部位就会出现裂纹，而附近未解限的游离水会趁机而出，进一步加大其扩展也使裂缝更明显。

防止措施：要想避免干缩裂缝现象的发生，除了可以通过上述减少温差开裂的方式，还可以关注砂中含泥量和含水量两个重要的指标，在对盾构管片进行水养护时，最好在养护水中加入适量的生石灰来使之达到饱和的状态。

结束语：

综上所述，我国各大城市在近些年中大规模地修建地铁，改善城市交通状况，盾构法施工之所以被普遍采用，主要是因为其安全、快速等等优势特征，因此，要想保证地铁修建工程的整体质量，就必须要保障好地铁盾构管片的质量，找到合适的处理措施。参考文献：

[1]地铁盾构隧道衬砌管片质量检测方法的研究吕青山 - 沈阳建筑大学 - 2011

[2]TBM盾构法预制管片质量缺陷成因分析及防治措施王俊武 - 《混凝土世界》 - 2013

[3]常规盾构隧道质量问题原因分析及防治措施冯敬辉，任飞，焦倓然，... - 《价值工程》 - 2015

[4]浅谈地铁盾构管片生产过程中原材料质量控制的措施黄伟俊 - 《广东建材》 - 2013