tbm 全断面掘进隧洞预制管片的施工及质量控制

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1、TBM全断面掘进隧洞预制管片的施工及质量控制贾建宇（山西省水利建筑工程局太原030006）【摘要】介绍了正在用全断面隧洞掘进机（TBM）施工的隧洞衬砌管片制作的预制厂布置、管片的制作工艺、施工组织及主要质量控制情况。【关键词】衬砌管片施工质量控制中图分类号：TV523文献标识码：B1工程概况1．1概述一条用TBM全断面掘机施工的隧洞，采用六边形预制钢筋混凝土管片衬砌，衬砌后内径为6.0m,管片宽1.6m,厚度0.28m,管片在洞内拼装后四片组成一环,管片与围岩之间的空隙平均厚度约9cm,用豆砾石充填并进行回填灌浆。在管片的

2、内周边设有两道止水，作为拼装后管片之间纵缝和环缝的止水设施。1．2预制厂厂房布置及功能区预制厂位于隧洞的右测，呈长方形布置，钢结构，厂房占地面积6000m2，厂房内主要设有钢筋笼下料区及钢筋笼加工绑扎区、工地试验室、蒸汽养护室及锅炉房、管片垫块制作车间、管片生产线。厂房布置16t和10t行车各一台、3t行车两台、1吨单轨吊等起重设备，以满足管片、钢筋笼的吊运。厂房一侧设有水池、泵房、砂石骨料堆放区、混凝土拌合系统分料仓等，另一侧设有平整后的管片室外堆放区，管片从原材料堆放到浇筑成预制构件成品以满足隧洞安装占用总占地面积约7

3、0000m2。1．3管片型号分类及其洞内地质情况管片根据地质围岩类别分为A、A-1、A-2、B、C、C-1、C-2、D、E型9种管片，每种管片实际钢筋用量都不同。每种管片分顶管片、侧管片、底管片三种。每个管片设两个安装孔和四个定位销孔，顶管片设中孔，底管片设排水槽和预留塑料螺丝管。沿管片周围边设GBW遇水微膨胀止水条和821BF复合橡胶止水条。洞内围岩主要有常规开挖（Ⅱ类围岩）洞段、坚硬岩石（Ⅲ类围岩）洞段、中软岩石或强裂破碎（Ⅳ类围岩）洞段、非常不稳定断层带、土洞（Ⅴ、Ⅴ1、Ⅴ2类围岩）洞段、煤系地层膨胀岩有害地下水洞段

4、及强膨胀岩，高地应力，缩径软岩等洞段。2施工工艺及施工组织2．1生产流程预制混凝土管片的生产是一个连续的过程，在流水线上的每个位置都是相互连接的，主要分为以下几个步骤：（1）模具清洗、涂刷脱模剂。（2）将钢筋笼吊入模具，并校准固定。（3）闭合并锁紧模具。（4）混凝土入模并振捣。（5）蒸汽养护。（6）脱模，检查，缺陷修补。2．2模板工程预制管片采用外国进口的10套定型模具。模具由两部分组成，上部分为模型箱体，下部为行走机构，模型箱体有底模、侧模和顶模组成。顶摸、侧模能按要求启闭，顶模中间留有进料孔。底模安装四个高频振捣器。模

5、具在安放钢筋笼前应将侧模和顶模开启，并涂刷脱模剂，钢筋笼就位后关闭侧模和顶模，然后用螺栓紧固，待混凝土进入模具后，开启振捣器。2．3混凝土工程1)混凝土拌和及运输。混凝土采用HZS50全自动拌和站拌和。混凝土拌和根据实验室出具的配料单进行配料。砂石骨料采用50装载机从料仓装料卸至自动配料器，由配料器卸至生料斗，由生料斗提升卸至搅拌机；水泥和粉煤灰通过螺旋输送机直接送入搅拌机；水和外加剂通过送水泵抽入搅拌机。进入搅拌机内部的料均采用自动称量系统称量。搅拌机搅拌好的料，卸至皮带机，由皮带机卸至贮料斗，从贮料斗卸至模具内部。2)

6、混凝土振捣。混凝土卸入模具后，利用四个附着式振捣器进行振捣，振捣器开启后，从入料口观察混凝土振捣情况，如果模具内部混凝土开始泛浆，并不再下沉，停止振捣。最后用铁抹子将入料口混凝土抹平。3)混凝土养护。管片混凝土养护采用模内蒸汽养护。在预制厂房内部设有蒸汽养护室。蒸汽养护室分为三条生产线，每条生厂线分为三个区，第一个区为预加热蒸汽区，其温度为40～45℃，占用2个管片位置。第二个区为主养区，其温度为75～80℃，占用6个管片的位置。第三区为降温区，其温度为40～45℃，占2个管片的位置。蒸汽养护室采用2台4t蒸汽锅炉向养护室

7、提供蒸汽，一台运行，一台备用。模具内部的混凝土浇筑完成后，通过管片生产线运送到蒸汽预加热区，蒸汽温度为40～50℃，停放30多min，然后进入75～80℃的主蒸汽养护室停放不少于3h，最后进入降温区停放1h，完成蒸养。蒸汽养护时间通过现场试验确定，其标准为混凝土管片强度大于20MPa，试验应在蒸汽养护相同条件下的试件上进行。管片出养护室后，打开顶模和侧模，用专用的起吊装置真空吸盘将管片吊出模具，清理模具后，进入下一生产循环。脱模后的预制管片堆放在室内养护区继续养护2天，在管片逐渐降温速率不得大于20℃/h。2．4缺陷处理和

8、止水安装管片脱模后，质检人员对管片进行外观检查，如果发现表面有缺陷，如蜂窝、麻面、掉角等，必须进行修补，修补前须用钢丝刷或加压水冲刷清除松动部分，或凿去薄弱部分，用水冲洗干净。用比原混凝土强度等级高一级的砂浆填补缺陷处。在管片安装前要进行复合止水条和遇水微膨胀止水条安装，安装前将管片侧面用压缩空气吹干净