隧洞混凝土衬砌预制管片生产质量控制.docx

文章编号：1006-8139（2014）01-035-03隧洞混凝土衬砌预制管片生产质量控制王竹强（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）摘 要：预制管片衬砌是 tbm 掘进机施工很重要的一道工序，尤其是对于水工隧洞来讲，衬砌的砌筑质量以及衬砌 本身的质量直接关系到整个隧洞使用，因此管片生产的质量控制管理也是 tbm 施工中很重要的一部分。文中结合实际 工作从生产工艺、质量保证体系和质量控制、工序质量控制等方面简述了预制管片的生产质量控制。关键词：管片生产质量检查；工序检查；原材料检查；验收；资料整编 中图分类号：tv523文献标识码：bquality control on manufacturing precast segments of tunnel concrete liningwang zhu-qiangabstract: the lining of precast concrete segments is a very important process of a tunnel constructed by the tbm, especially for a hydraulic tunnel. the quality of manufacturing the segment and the quality to install it in a tunnel are directively related to the operation of the whole tunnel. therefore, how to control and to manage the quality of manufacting the segment are also an important part in tunnel construction. in this paper, to combine with the actual construction from several aspects including production technique, quality ensure system, quality control and process quality control, the quality control of manufacturing precast segments is briefly introduced.key words: inspection of segments manufacting quality; inspection of process; inspection of raw material;acceptance; data compilation1预制管片生产质量要求概述预制管片衬砌是 tbm 掘进机施工中重要的一道工序，尤 其是对于水工隧洞来讲，衬砌的砌筑质量以及衬砌本身的质量 直接关系到整个隧洞使用，因此管片生产的质量控制管理也是 tbm 施工中很重要的一部分。预制管片生产是工厂化生产、流水线作业。预制管片的混 凝土标号一般都是高标号混凝土 （一般在 c35 f50 w8 以上）， 而且混凝土的耐久性要求也很高，由于洞内衬砌采用管片拼 装，管片拼装的好坏直接关系到衬砌的质量，因此管片的外观 质量要求很高，远远超过目前规范所规定的要求，预制管片也 是目前我国所有类型的混凝土构件中对外观质量要求最严格 的，甚至达到金属结构构件的精度要求。因此预制管片的生产 工艺、精度要求、混凝土标号都给预制管片生产的质量控制管 理带来了很大难度和新的挑战。2预制管片生产工艺流程钢筋笼制作生产线生产模具清理钢筋笼吊装模具闭合砼浇筑料口平台清理高温蒸养管片吊运模具开启降温养护预热养护管片吊运存放预制管片的生产是在工厂内进行流水线施工，各道工序紧 密相连（生产工艺见图 1），大体可以分为以下三大块：一是钢筋 笼制作；二是生产线生产，三是管片吊运存放。生产线生产是整 个预制管片厂生产的关键，每道工序都由生产线控制台自动控 制，每个工位需要在规定的时间完成任务，这就需要操作手有 熟练的技能。图 1 预制管片生产流程图收稿日期：2013-10-24作者简介：王竹强(1978-)，男，1999 年毕业于黄河水利学院，助理工程师。36王竹强：隧洞混凝土衬砌预制管片生产质量控制2014 年 2 月3质量控制要点根据管片生产程序，管片生产质量控制主要围绕以下三大 块进行：一是管片的原材料及钢筋笼的制作；二是生产线工序 的控制，即管片混凝土入仓浇筑、蒸汽养护等；三是预制管片外 观质量及外形尺寸的检查和控制。原材料的质量变异、生产工 艺、各工序所用生产设备性能的变异、检验检测仪器质量变异， 以及操作人员技术素质的变异等，均对管片质量产生一定影 响，因此，应对管片生产的各道工序进行质量控制，以保证管片 质量。4工序质量控制4.1 钢筋制安工序质量检查钢筋制安工序主要检查的内容有：钢筋规格尺寸、钢筋型 号、钢筋间距数量、钢筋笼变形等，钢筋笼的制作是否规格，关 系到能否入模进行混凝土浇筑，由于模具的精密要满足管片外 观尺寸要求，因此钢筋笼制作要严格执行我国现行规范标准（表 1、表 2、表 3）。为保证钢筋笼制作精度，钢筋笼制作要有专 门的制作平台，平台在使用前要进行测量检查。表 1 加工后钢筋的允许偏差偏差名称受力钢筋全长净尺寸的偏差 箍筋各部分长度的偏差 钢筋弯起点位置的偏差允许偏差值/mm10520表 2 钢筋安装的允许偏差偏差名称钢筋长度方向的偏差 同一排受力钢筋间距的局部偏差 同一排中分布钢筋间距的偏差 双排间距的偏差 箍筋间距的偏差 箍筋各部分长度的偏差允许偏差/mm1/2 净保护层厚度0.1 间距0.1 间距0.1 间距0.1 箍筋间距5表 3 绑扎接头的最小搭接长度钢筋级别级钢筋 级钢筋 级钢筋 5 号钢筋受拉区30d 35d 40d 30d受压区20d 25d 30d 20d4.2 入模工序质量检查钢筋笼入模工序主要检查模具清理情况和脱模剂涂刷情况、 钢筋笼变形情况以及保护层厚度。钢筋笼入模前（后）必须要清理 模具，涂刷脱模剂，将边角处富裕的脱模剂清除。模具未清理或未 涂脱模剂严禁钢筋笼入模。模具清理要及时、方法要得当，否则会 使模具损坏变形，导致管片外形尺寸不合格而报废。钢筋笼起吊要在规定起吊点上，以免钢筋笼变形；钢筋笼 吊运过程中要做到“稳、准、快，注意避免钢筋笼来回遥摆、碰撞，使钢筋笼变形或模具、人员的损伤。 钢筋笼放置好后及时调整钢筋笼，立即安装已经做好的混凝土垫块、管片吊装孔、定位销套管、道钉等预埋块，按照图纸 进行安装，安装完成后要经监理工程师检查。保护层垫快、预埋件、道钉安装好经监理工程师检查合格 后方可将模具合拢。模具的合拢严格按照模具操作手册进行作 业，严禁违章作业，合拢后要检查模具各部件联结是否正常，各 部位闭合密封是否紧密，各螺丝是否紧固等。4.3 混凝土浇筑工序质量检查4.3.1 原材料质量检查对于所有混凝土工程而言原材料的质量都是关键，所有的 原材料进厂均应按批次提供厂家的品质试验报告，无合格证的 原材料不得进场，进场后工地试验室应按国家和行业的有关规 定，对原材料进行取样检测。不合格的材料严禁使用到工程中。 4.3.2 混凝土浇筑质量检查混凝土浇筑工序是整个生产过程中最重要的一步，混凝土 质量直接关系到管片质量。本工序主要检查混凝土拌和情况、 混凝土入仓及振捣、混凝土拌和物的陷度和含气量检查等指 标、仓口收面检查。由于混凝土浇筑连续作业，每班应根据骨料含水率变化和 超逊径等情况进行配合比调整。料场应采取措施使原材料变化 不应过快，如遇雨雪天气应密切注意原材料的变化，并及时调 整配合比。混凝土入仓前下料斗里要储存 2m3 的熟料，下料时下料斗 的张开度要与仓内混凝土流动速度一致，下料斗里的熟料不能 超过 30 min。混凝土一入仓立即开始振捣，混凝土料全部入仓 后振捣时间不小于 20 s，总振捣时间控制在 3 min 左右，混凝土 表面达到下列情况，才能停止振捣：混凝土表面平整，有浮浆 析出；混凝土表面停止下沉；气泡基本停止排出。混凝土浇 筑完毕，要将仓口混凝土清理，并进行压面。浇筑过程中试验人员及时对混凝土坍落度、含气量、拌和 均匀性等指标进行检测。4.3.3 混凝土拌和物取样预制管片生产过程中，应制备足够数量的试件按分别进行 3 d、7 d、28 d 同程养护和标准条件养护，以确定将要安装管片 的合适龄期。预制管片混凝土的取样次数应根据生产规模和生产速度 确定，一般为每生产 50 块混凝土管片取一组（三块）抗压强度 样品。抗拉强度试样为抗压强度试样取样次数的 1/10。抗冻、抗 渗每季度取样 12 组，试验样品（试块）应当按同条件蒸养后转 入标准养护条件，以 28 d 为准。4.4 蒸气养护工序质量检查管片蒸汽养护是保证管片质量的关键措施，蒸汽养护的主 要目的是使管片混凝土早期强度提高，这样既能满足管片出模 吊装的要求又可以提高管模的周转利用率。蒸汽养护窑一般分 预养区、升温区、恒温区、降温区，必须控制这些升温速度、恒温 温度、降温速度等关键性参数，处理好生产速度和质量保证二 者之间的关系。养护时间不得随意延长或缩短。到达预定时间及时出养护室。第 1 期（总第 191 期）王竹强：隧洞混凝土衬砌预制管片生产质量控制 37管片出窑后，由于环境温度与养护窑的温度有一定温差， 因此在室内至少还要养护 2 d，特别是冬季，温差较大要采取保 温措施，室内温度也要控制到 20。4.5 管片出窑检查起吊时严格按照操作规程进行操作，严禁违规操作。管片 吊运中要做到“稳、准、快、”，控制管片吊运高度和速度，注意避 免管片来回摇摆、碰撞，使管片碰坏或造成人员的损伤。翻转吊 运至规定的管片堆放场堆放，要堆放整齐。在室内堆放场堆放期间（2 d）要及时洒水养护，从冷却到 常温开始洒水养护，每 1 h 洒水 1 次。在室内堆放场堆放 2 d 后 用 16 t 叉车和 20 t 平板车转移至室外堆放场。4.6 管片外观质量和外型尺寸检查管片外观主要检查：漏筋、孔洞、蜂窝、裂缝、连接部位缺陷、外 形缺陷，外表缺陷和外表沾污。质量要求及检验方法见表 4。表 4 项目质量要求检验方法质检项目质量标准检验方法厚度0+3 mm游标卡尺宽度1 mm用尺量测 检边长（弦长）3 mm用尺量测测对角线长5 mm用尺量测 项目弧度（弦高）2.5 mm用尺量测各孔、槽尺寸2 mm游标卡尺表面平整度正面 2 mm靠尺 漏筋主筋不应有观察、用尺量测 付筋外露总长度不超过 500 mm -孔洞任何部位不应有观察、用尺量测蜂窝麻面任何部位 小于 1%的板观察、用百格网查，随着生产工艺的成熟和生产的熟练，采用抽检的办法，抽检 的频率根据生产能力确定，但最大不能超过评定的频率。（2）管片模具：日常检查以生产的管片外观尺寸进行控制， 检查频率同管片尺寸的检查频率，若管片误差超出允许偏差范 围，用模具专用工具对模具进行检查复核。（3）管片外观：管片外形尺寸每周抽查 12 次，每次抽查35 片，管片外观逐片进行检查。（4）综合分析抽样检查结果，对检查的每片管片的钢筋笼、 模具、外形尺寸的检查点数分别有 70%及其以上符合质量标准 的，即此管片评为合格。管片缺陷经处理合格的此管片评为合 格。（5）每月内所有管片都合格，则本月管片评定为合格，即当 月管片质量总评定为合格。5.2 混凝土拌和物及砂石骨料质量评定（1）砂石、骨料取样检查频率按前述要求进行。质量分析、 评定按月进行，若当月组数小于 10 组则与下月一起评定。（2） 综合分析抽样检查成果及评定时，应分规格评定质 量。凡抽样检查中主要检查项目全部符合标准，任一种规格的 其他检查项目有 90%及其以上的检查点符合上述标准的，即评 为优良；有 70%及其以上的检查点符合标准的即评为合格。（3）混凝土拌和质量评定。混凝土拌和质量评定按月进行 评定，凡主要检查项目符合优良标准，其他检查项目符合合格 标准的，即评为优良；凡主要检查项目符合上述合格标准，其他 检查项目基本符合标准的，即评为合格。强度检测的质量评定标准：参见现行规程规范要求。6展望及建议检 察项裂缝目面积影响结构性能和使用 的不应有不影响结构 性能和使用的少量裂 隙不宜有量测观察和用塞尺、 刻度放大镜量 测tbm 预制混凝土管片生产具有工厂化施工、流水线式作业 的特点，各道工序同时施工，衔接紧密，而管片质量尤其是外型 尺寸远远高于目前我国各种混凝土构件的质量要求。由于管片 生产有以上的特点和特殊性，如果仍然采用常规施工质量控制缺角掉边正面不允许观察、用尺量测背侧面15 mm-联结部位缺陷结构的方法是无法满足管片生产质量的要求，因此需要按新的质量 管理思路进行控制才能满足要求，作者经过实践提出以下建 议：端头混凝土疏松或 外伸钢筋松动4.7 管片出厂验收检查不应有观察、摇动6.1 要建立“动态质量管理”的思路和方法目前，我国各类工程施工质量管理实际采用“静态质量管 理”为主的思路和方法，每一道工序施工单位必须严格实行“三本工序主要检查止水条、预埋件的安装情况、缺陷修补处 理等。管片出厂验收是管片生产质量控制的最后一道环节，因 此要对管片进行全面质量检查，合格的管片可以出厂，需要处 理的管片，处理后要重新检查，报废的管片严禁使用到工程中 去。5管片质量评定验收、资料汇编5.1 管片生产质量评定管片质量评定按月进行评定，评定分为钢筋笼制作、管片 模具、管片外观三个工序。（1）钢筋笼制作：钢筋笼的制作检查，在生产初期要逐榀检检”制，在实际工程施工现场质量控制中实际上是“四检”，施工 单位经过“初检”、“复检”、“终检”后，再经现场监理工程师经过 检查复核合格后方可进行下一道工序的施工，这显然不能满足 预制混凝土管片生产的需要，因此必须建立“动态质量管理”的 思路和方法才能满足要求，所谓“动态质量管理”实际就是将各 项质量检测数据和施工参数建立相应的图表，通过图表变化来 掌握每道工序的质量波动情况，进一步来控制每一道工序质 量。例如：管片厂生产正常化、操作手操作熟练后，由于管片生 产的设备、人员、环境相对较为稳定，因此，只要原材料质量稳 定管片生产的质量不会出现大的波动，这也给人员造成麻痹思 想，即使出现小的质量偏差也不足以引起人们重视，直到出现大量成品不合格就会造成大量经济损失。因此（下转第 40 页）40戴晓丽：和顺县恋思水库土坝工程坝体黏土填筑质量控制2014 年 2 月续表 1分部工程土料检测项目检测坝体填筑取样合格初次压实未达类型点数压实系数 干密度右岸土场分布范围设计值0.9611.0220.971.711.76g/cm31.71g/cm3点数 设计要求点数备注相应于坝高含水率16.5%20.4%18.2%均质对初次压实未达设计要求点代表的部位进行了重新20.8m 至坝顶 黏土 土方填筑干密度左岸土场6721.711.81 g/cm31.73 g/cm365913碾压取样检测，共取 13 个含水率18.5%22.3%20.2%点，13 个点全部合格干密度左岸土场1.761.80 g/cm3 1.76 g/cm3含水率12.1%17.5%14.4%截水槽 高塑性黏土压实系数 高塑性 干密度4700.9700.9940.961.611.65 g/cm3 1.59 g/cm34700检查点数全部合格填筑工程黏土右岸土场含水率14.2%19.5%1.71%说明：压实干密度、压实系数均符合混凝土面板堆石坝施工规范（dl/t5128-2001）要求。由表 1 可见坝体土方的压实质量控制效果良好，初次压实 绝大多数检验点的压实度都到达了设计要求，即使没有达到设 计要求的点，也均满足了 dlt 5129-2001碾压式土石坝施工 规范中干密度不小于 0.98 倍设计要求的条件，但应业主要求， 施工单位对所有压实度未达到设计要求的点代表的区域均进 行了补压处理，最终结果大坝回填土压实度检测全部合格4结束语坝体黏土填筑过程应注意从以下几方面改进质量控制：1） 压实度作为压实指标比干密度能更加灵活有效地控制 回填土的压实质量，避免了因土场土质的逐渐变化而引起的最 大干密度变化对回填质量的影响。2）任何质量控制都是从原材料开始的，在土料场严格控制 上坝土料的含水率以保证有效压实度。3）施工前必须进行碾压试验，碾压试验是确定压实参数和 施工方案的重要依据，依据碾压试验分析结果进行施工，才能 确保压实工序完成后回填土的压实度满足设计要求。4）施工中严格按照已定的专项方案施工，尤其严格控制碾 压机具的行走速度为 12 km/h，并且碾压机具沿轴线方向碾压 8 遍。5） 碾压完成后的现场干密度取样是判断回填土料压实是 否合格的主要依据，每层碾压完成后按梅花形在回填面上均匀 布置取样点，每 200 m3 取一次样，严格遵照 sl237-1999土工 试验规程试验，确保干密度试验及时、准确。对