方仙聰

（福州市恒強偉業(yè)工程構(gòu)件有限公司，福建 福州 350001）

0 前言

在當(dāng)前我國不斷推進城市化進程的過程中，道路交通建設(shè)身為城市基礎(chǔ)設(shè)施，對于整個城市穩(wěn)定運行具有至關(guān)重要的作用。隧道施工身為當(dāng)前我國道路交通建設(shè)中的重要組成部分，在具體施工過程中需要克服地形等因素的阻礙，為了提高道路交通的時效性奠定基礎(chǔ)。盾構(gòu)施工身為機械化程度較高的一種方法，能夠有效提高施工效率，減少人為因素帶來的影響。預(yù)制管片作為盾構(gòu)隧道工程施工建設(shè)活動的基礎(chǔ)，對于隧道成型以及工程后期運行質(zhì)量有著諸多影響?；诖?，該文主要內(nèi)容研究盾構(gòu)隧道混凝土管片預(yù)制工藝具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 盾構(gòu)隧道混凝土管片的相關(guān)概述

圖1 管片生產(chǎn)工藝流程圖

結(jié)合當(dāng)前我國道路交通建設(shè)情況來看，因為地域廣闊的關(guān)系，各區(qū)域之間的地形特點不同，不少特殊區(qū)域都需要克服地形進行建設(shè)，隧道是其中一種類型。根據(jù)隧道建設(shè)情況來看，在具體施工活動中，需要克服山地地形的需求，滿足道路交通的時效性需求。管片身為盾構(gòu)法施工建設(shè)過程中的主要襯砌材料，對于隧道工程成型以及后期運行質(zhì)量有著較大影響。目前在我國有關(guān)盾構(gòu)隧道管片的尺寸標準為內(nèi)徑540 cm、外徑600 cm、厚度為30 cm。一般情況下，管片在應(yīng)用過程中，環(huán)向由6塊構(gòu)成，其中3塊為標準塊，兩塊為相鄰塊，最后一塊為封頂塊。管片的應(yīng)用途徑一般有4個，分別為通用環(huán)、標準環(huán)、左轉(zhuǎn)彎環(huán)以及右轉(zhuǎn)彎環(huán)。根據(jù)我國現(xiàn)存的管片設(shè)計標準來看，該構(gòu)件的使用期限為100年。

2 盾構(gòu)隧道混凝土管片的生產(chǎn)工藝

2.1 生產(chǎn)工藝流程

為了滿足隧道工程的需求，有關(guān)混凝土管片的工藝要求較高，管片的尺寸、質(zhì)量以及性能都要滿足工程需求?，F(xiàn)階段混凝土管片預(yù)制工作主要通過工廠化工藝開展，充分發(fā)揮預(yù)制管片本身的經(jīng)濟優(yōu)勢以及簡單方便的特點。并且有關(guān)預(yù)制工藝可控性較高，確保管片精度能夠符合相關(guān)要求，性能有所保障，達到高經(jīng)濟效益、高質(zhì)量的目的。有關(guān)管片生產(chǎn)工藝流程圖如圖1所示。

2.2 常見的管片生產(chǎn)工藝

目前，我國有關(guān)盾構(gòu)隧道混凝土管片的生產(chǎn)工藝有3種常見模型，分別為自動化流水線法、機組流水法以及固定臺座法。從管片生產(chǎn)活動的開展情況來看，管片生產(chǎn)工藝的應(yīng)用在一定程度上決定了生產(chǎn)活動的投資規(guī)模、生產(chǎn)效率、建設(shè)周期以及經(jīng)濟效益，因此，單位在開展管片生產(chǎn)活動時，要結(jié)合實際情況，合理選擇施工工藝，確保管片生產(chǎn)活動順利的開展。以下內(nèi)容詳細論述了3種常見的管片生產(chǎn)工藝。

2.2.1 固定臺座法

在采用固定臺座法的方式生產(chǎn)混凝土管片時，工作人員首先要以固定模具為中心，將管片混凝土從澆筑到養(yǎng)護，一直到管片脫模，在此期間，模具要始終保持不動，否則將會嚴重影響管片質(zhì)量。完成上述工作后，利用叉車、橋吊等方式運輸管片。在此過程中會涉及模具、攪拌站、叉車、養(yǎng)護罩子、橋吊以及養(yǎng)護池等設(shè)備。

振搗工作作為管片生產(chǎn)過程中的重要施工環(huán)節(jié)，工作人員需要根據(jù)實際情況，采取科學(xué)合理的混凝土振搗方式，以便于能夠保證混凝土質(zhì)量，為獲得高質(zhì)量管片奠定基礎(chǔ)。常見的混凝土振搗方式包括插入式振搗器、附著式振搗器2種。

該施工工藝具有操作方便、工藝簡單、投資小等特點。并且采取模具生產(chǎn)的方式有助于工作人員控制管片質(zhì)量。缺點在于人力資源投入大、車間占用空間大并且模具利用率不高。比較適用于一次性項目[1]。

2.2.2 機組流水生產(chǎn)法

在應(yīng)用機組流水生產(chǎn)法生產(chǎn)管片時，主要是以振動臺為中心，在完成管片混凝土澆筑工作后，將模具吊離振動臺。工作人員在對模具養(yǎng)護的過程中，不要擅自移動模具。在該生產(chǎn)活動中，使用的設(shè)備包括振動臺、攪拌站、模具、叉車、橋吊以及養(yǎng)護池。

與固定臺座法混凝土振搗方式不同，機組流水法的混凝土振搗方式為插入式振搗器以及振動臺。

從該工藝的應(yīng)用方式來看，機組流水法可以兼容其他產(chǎn)品的生產(chǎn)加工活動，并且整個施工工藝轉(zhuǎn)換性較強，可以不用配置專業(yè)的混凝土攪拌站。但是缺點在于要帶模具起吊，導(dǎo)致橋吊負荷量大，并且模具在起吊的過程中極易變形，不利于后續(xù)生產(chǎn)活動有序的開展。該生產(chǎn)工藝通常適用于廠房改造、擴建工作。

2.2.3 自動化流水線法

自動化流水線法與機組流水生產(chǎn)法十分相似，都是以振動臺為中心。完成管片混凝土澆筑工作后，模具會通過流水線進行轉(zhuǎn)送，從模具養(yǎng)護到后期管片脫模都會發(fā)生移動。該生產(chǎn)活動中經(jīng)常應(yīng)用到的設(shè)備有養(yǎng)護池、攪拌站、流水傳達線、振動臺、模具、養(yǎng)護窯、叉車和橋吊等。

在開展混凝土振搗工作時，自動化流水線只有振動臺一種振搗方式。根據(jù)自動化流水線法的應(yīng)用情況來看，該工藝能夠有效提高管片的生產(chǎn)效率，節(jié)省人力資源成本，并且在生產(chǎn)管片時，養(yǎng)護溫度也較易控制。缺點在于投資過大，并且回收周期較長，風(fēng)險較大。比較適用于連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)任務(wù)多的專業(yè)管片生產(chǎn)工廠?？偟膩碚f，不同的生產(chǎn)環(huán)境決定了生產(chǎn)方式，科學(xué)合理的施工技術(shù)對于提高生產(chǎn)活動質(zhì)量與效率都具有十分重要的作用。

3 盾構(gòu)隧道混凝土管片生產(chǎn)質(zhì)量控制措施

根據(jù)當(dāng)前我國盾構(gòu)隧道混凝土管片生產(chǎn)活動的開展情況來看，想要保證管片生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，相關(guān)企業(yè)需要結(jié)合自身實際情況，從管理體系入手，嚴格控制每個生產(chǎn)流程，重視管片的防腐保存工作，確保管片能夠在后續(xù)隧道施工活動中有效應(yīng)用。以下內(nèi)容詳細論述了有關(guān)盾構(gòu)隧道混凝土管片生產(chǎn)質(zhì)量控制措施。

3.1 建立完善的質(zhì)量控制制度以及質(zhì)量管理體系

管片生產(chǎn)企業(yè)在運行發(fā)展過程中，需要嚴格根據(jù)質(zhì)量管理要求以及制度，結(jié)合自身發(fā)展情況，建立科學(xué)合理的管理體系以及管理制度，以便能夠?qū)芷a(chǎn)過程進行全流程控制。在此過程中，企業(yè)還要對工作人員以及管理人員定期開展質(zhì)量控制教育，使工作人員能夠從思想上重視生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制工作，提高工作人員的專業(yè)素養(yǎng)。此外，工作人員還需要嚴格遵守材料進廠檢驗制度，貫徹落實自檢、互檢等工作，使管片生產(chǎn)活動能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)范化質(zhì)量管理，保證管片的生產(chǎn)質(zhì)量。最后，質(zhì)量管理組織要有效實施計劃、執(zhí)行、檢查、改進質(zhì)量控制過程，提高企業(yè)經(jīng)濟競爭力，為取得良好效益奠定堅實的基礎(chǔ)，促進企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 制定科學(xué)合理的管片生產(chǎn)質(zhì)量控制標準

在管片生產(chǎn)活動中，有關(guān)50446-2008《盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范》中做出了明確規(guī)定，生產(chǎn)企業(yè)一定要嚴格按照國家要求有序開展質(zhì)量控制工作，根據(jù)企業(yè)實際發(fā)展情況，制定完善的生產(chǎn)質(zhì)量控制標準，有效落實到生產(chǎn)活動中，保障管片生產(chǎn)質(zhì)量，為后續(xù)隧道工程建設(shè)活動順利開展奠定基礎(chǔ)[2]。

3.3 施工過程中的工藝質(zhì)量控制要點

想要通過控制施工工藝提高整個隧道工程的施工質(zhì)量，需要結(jié)合項目實際情況，從原材料入手，嚴格把控施工活動中的各個環(huán)節(jié)，對鋼筋骨架成型質(zhì)量進行控制，排除一切質(zhì)量不合格的管片模具，為提高隧道工程施工質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.3.1 原材料進場質(zhì)量控制

想要有效地控制盾構(gòu)隧道混凝土管片的生產(chǎn)質(zhì)量，首先要從制造管片的原工藝入手。采購部門在采購石子、水泥、鋼筋以及外加劑的過程中，要選擇信譽良好，資格證件齊全的廠商。所有材料的規(guī)格、品種都要符合混凝土工程設(shè)計圖紙以及相關(guān)規(guī)范要求。在原材料進場后，工作人員要按照規(guī)定開展取樣、送檢、實驗工作，合格后才能夠正式投入使用，對于不合格的原材料產(chǎn)品要堅決禁止其進入場內(nèi)，以免誤用到生產(chǎn)活動中，對工程項目質(zhì)量造成難以挽回的后果[3]。

3.3.2 鋼筋骨架成型質(zhì)量控制

鋼筋骨架身為提高管片尺寸精確度的重要保障，在加工鋼筋骨架的過程中，一定要保證管片加工的精確度。并且要在正式應(yīng)用過程中對骨架開展定期校驗工作，防止鋼筋骨架變形，對管片質(zhì)量造成難以挽回的后果。為了確保鋼筋骨架的精確度，工作人員還要從下料準確度、加工精確度入手，對鋼筋彎弧機進行定期檢查與調(diào)試，確保鋼筋加工弧度能夠滿足后續(xù)管片生產(chǎn)的需求。在制造鋼筋骨架的過程中，一定要保證骨架底部用支架支撐，不能直接將骨架疊放在地面，并且鋼架的堆放層數(shù)不能超過4層，防止骨架出現(xiàn)變形現(xiàn)象，不利于后期生產(chǎn)活動順利開展，更不利于隧道工程的后期發(fā)展。

3.3.3 管片模具質(zhì)量控制

在開展管片生產(chǎn)活動前，工作人員在組模環(huán)境一定要全面清理模具，尤其是模具的邊角位置、凹槽位置等容易積累污物的地方。完成清理工作后，模具內(nèi)部不能存在任何污物。完成上述工作后，工作人員需要噴涂脫模劑，并且要保證脫模劑噴涂均勻，不能出現(xiàn)積聚形象。在開展模塊組裝工作后，工作人員一定要嚴格按照組裝流程進行，嚴禁反順序組裝，避免模具出現(xiàn)變形情況，不利于后期應(yīng)用。

3.3.4 混凝土澆筑質(zhì)量控制

在混凝土澆筑階段，有關(guān)配合比一定要符合工程設(shè)計的要求，混凝土的工作性能要滿足管片的后期生產(chǎn)工藝需求。配合比經(jīng)過調(diào)試后，明確各項材料參數(shù)，工作人員在后期施工過程中一定要嚴格按照配合比要求開展管片生產(chǎn)活動。當(dāng)前，混凝土攪拌工作已經(jīng)實現(xiàn)了機械化發(fā)展，工作人員要定期對電子稱量的精確度進行檢驗，確保混凝土原材料稱量準確，保證混凝土質(zhì)量。在澆筑管片的過程中，一定要連續(xù)、均勻、分層開展，從模具兩端向模具中間布料，在振搗棒振動成型后，每蓋一層板布一層料，將其振搗密實之后，才能開展下一階段的布料工作。在開展振搗工作時，工作人員一定要注意不能碰撞模具、鋼筋骨架等。混凝土的振搗時間一定要控制好，通常情況下振搗時間為2 min～3 min，振動到側(cè)板接觸處與混凝土不再存在噴射狀氣泡為止[4]。

3.3.5 管片養(yǎng)護質(zhì)量控制

完成管片混凝土澆筑工作后，需要根據(jù)氣候變化情況靜停1 h～2 h。在開展蒸養(yǎng)工作時，要嚴格控制升降溫度，每小時要控制在10 ℃～15 ℃。完成蒸養(yǎng)工作后，要保證環(huán)境溫度與管片表面溫度差不能大于20 ℃，避免蒸養(yǎng)過程中出現(xiàn)溫度裂縫。在管片脫模工作中，強度要始終處于20 MPa以上，如果強度不夠，嚴禁開展脫模工作。完成脫模工作后，工作人員要對管片進行保濕降溫，避免因為失水問題導(dǎo)致管片出現(xiàn)裂縫。在降溫后要應(yīng)用水樣14 d以上，使管片混凝土強度有所增加，提高管片混凝土質(zhì)量。

在北方地區(qū)的冬天開展管片生產(chǎn)活動時，要嚴格控制室內(nèi)溫度，一般情況下溫度處于10 ℃～15 ℃，就能夠保證管片模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)。完成蒸養(yǎng)工作后，工作人員需要開展管片的保溫、保濕養(yǎng)護工作，使管片實現(xiàn)均勻降溫。切記不要將管片直接暴露在冷空氣中。在水池養(yǎng)護過程中，要保證水溫始終處于18 ℃～22 ℃，可以根據(jù)氣候溫度，適當(dāng)?shù)匮娱L水養(yǎng)時間，就能夠保證管片質(zhì)量，為隧道工程建設(shè)活動的順利開展提供保障[5]。

3.3.6 管片的缺陷修補

在進行管片修補工作時，一定要使用鋼絲刷或者加壓水將管片清除干凈，將管片表面相對薄弱的混凝土鑿下，而后用水沖洗干凈。工作人員要對需要修補的缺陷位置采用比混凝土強度高一等級的砂漿進行抹平與修補，完成修補工作后注意養(yǎng)護。保證修補部位的牢固性，缺陷部位與管片的其他位置顏色也要保持一致，避免影響工程美觀度，為隧道工程實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)[6]。

4 管片的防腐與存放

在完成管片生產(chǎn)工作后，存放防腐工作也是保證管片質(zhì)量的重要措施。在管片廠生產(chǎn)完管片之后，需要利用止水條將其黏貼好，然后使用水泥基滲透結(jié)晶防水涂料，均勻地涂抹到管片混凝土的外側(cè)。然后利用毛細孔與混凝土裂縫產(chǎn)生的氧化鈣反應(yīng)生產(chǎn)結(jié)晶[7]。完成上述工作后，將管片的縫隙封閉好，能有效提高管片的抗腐蝕能力。在保存管片的過程中，可以采取側(cè)立的形式，按照管片型號進行堆放保存。在此過程中需要注意的是，管片的堆放層數(shù)不宜超過4層，管片之間要使用截面＞3×13.33 cm，長度＞1.5 m的木方進行襯墊，以免管片之間的間距過小，出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，不利于后續(xù)盾構(gòu)法隧道施工建設(shè)活動順利開展[8]。

5 結(jié)語

綜上所述，從當(dāng)前我國盾構(gòu)隧道混凝土預(yù)制工藝的應(yīng)用情況來看，工作人員需要根據(jù)企業(yè)的發(fā)展情況，合理選擇管片的生產(chǎn)工藝，以便能夠有效提高該生產(chǎn)活動的經(jīng)濟效益。想要提高管片質(zhì)量，企業(yè)首先要從制度方面入手，構(gòu)建完善的管片生產(chǎn)質(zhì)量管理制度以及控制標準，重視每一項生產(chǎn)環(huán)節(jié)，做好管片修補工作以及防腐存放工作，確保管片能夠有效地應(yīng)用于隧道建設(shè)活動中，為提高隧道工程整體質(zhì)量以及運行效率奠定堅實的基礎(chǔ)。