浅谈盾构管片生产中气泡和裂缝的防治.doc

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1、浅谈盾构管片生产中气泡和裂缝的防治摘要】在地下工程盾构法施工中管片是隧道预制衬砌环的基本单元。但在管片生产过程中，尤其在脱模后表面存在较多的气泡和裂缝，不但影响管片的抗压和抗渗强度，同时也加大了后续的修补工作量。因此，在生产的每道工序中，尽量地杜绝气泡和裂缝，把它减少到最低限度是一项很重要的工作。本人根据自己的实际经验，结合杭州地铁一号线管片生产，总结了一些方法，并且在施工中收到了良好的效果，供大家参考。【关键词】盾构管片气袍裂缝1盾构法施工和管片的组成1.1盾构法施工地下工程是一个复杂的地下施工系统工程，它有多种施工工法，而盾构掘进法是从国外引

2、进的目前最先进的施工方法。目前在全国的各大城市的地铁施工中已有越来越多的标段开始使用盾构法施工。管片是隧道预制衬砌环的基本单元，它的质量直接影响到整个隧道的质量。管片生产中的一大难题就是脱模后管片表面存在较多的气泡和收缩裂缝，不但影响管片的抗压和抗渗强度，而且也造就了大量的修补工作。因此在管片的混凝土配比、搅拌、浇捣、养护过程中就应该尽量防治气泡和裂缝的产生。1．2管片的组成盾构法施工的隧道断面通常是圆形的，一般来说，净断面直径为3~14m，整个衬砌环由4~10块管片组成1~7个标准块，2个邻接块和1个封顶块。每环管片的宽度一般是1．2m(也有1

3、.5m的）。管片的制作工艺和气泡、裂缝形成的原因2．1管片的制作工艺管片是一种混凝土预制件，它的制作过程主要是：钢筋笼的制作；钢筋笼装入钢模具；浇注混凝土(振捣)；管片的初期养护；脱模；水养、喷淋养护。2．2气泡和裂缝形成的原因2．2．1气泡形成的原因(1)混凝土骨料间隙在搅拌时本身形成的气泡，受振捣棒的振动挤压作用，气泡聚集变大从混凝土表面排出，一部分在振捣过程中未排出的形成气泡，在对混凝土切割端面或者构件靠模的侧面最为明显，这部分就是我们常说的气泡。(2)混凝土中结合水外的水分形成的气泡，也就是我们常说的坍落度的影响。混凝土的坍落度反映出混凝

4、土的配合比。假如坍落度大的话，则混凝土中水的含量就多，反之就少。混凝土的坍落度根据具体的工艺和气温等条件的不同而不同，理论上是除结合水外，水越少越好。对混凝土管片，常温下坍落度，一般为3~5cm为宜。而假如坍落度较小的话，在振捣过程中，则混凝土将凝固得很快而无法振捣，最终形成蜂窝，空洞。所以在混凝土预制件中，对混凝土的坍落度都有很严格的要求。（3）钢模自身结构的影响。制作管片的钢模具精度要求是非常高的，误差只有0．4mm，密封性很高，同时，大多数模具侧模有凹凸榫，混凝土在凝固时要产生热量，而原来混凝土里面的水分、气泡受振捣棒的挤压作用也要排出来，

5、这些水分、气泡就集中在模具的侧板和管片侧面的凹凸榫处，结果气泡就占据了本来应该是混凝土所占据的位置，脱模后就表现为凹凸榫处气泡多；同样，在模具侧模没有凹凸榫的管片上就表现出气泡少而分布均匀，在对管片进行钻心取样的切割面也可以看出，管片内部的气泡少，小而均匀。(4)施工工艺的影响。目前在国外管片的生产过程中，一般都采用振动台振捣，国内也有部分单位使用，振动台轻易控制振动的速度和频率，使混凝土变得均匀，也就减少了气泡的含量。在采用人工振捣生产过程中，由于人工操作的不稳定因素和工人操作的技术熟练程度的不同，对质量有一定的影响。工人操作时轻易使振动棒碰到

6、钢模具和钢筋笼，也不轻易控制振捣的均匀性，也就轻易使气泡集中于局部位而形成较大的空洞。 2．2．2裂缝形成的原因 2．2．2裂缝形成的原因   管片裂缝产生的机理同大多数钢筋混凝土构件，主要有(1)干燥收缩如;混凝土期早期的干缩裂缝等。（2）温度差过大，如：管片升温降温速率过快。（3）化学作用如:使用活性砂石料引起碱骨料反应。（4）使用不当如;管片长时间堆放处于不合理的受力状态而开裂等。（5）原材料质量差如:水泥安定性不合格。（6）施工工艺不当如:施工缝留置和处理不当而造成。（7）其他如:混凝土徐变造成开裂或裂缝扩张等裂缝缺陷指肉眼可见的宏观裂缝

7、，其宽度在0.05mm以上。混凝土干燥收缩引起的裂缝：混凝土在终凝前是由气相、固相、液相三相组成的假固体，其中尚有未水化的水泥颗粒，还需吸收周围水分，液、固相间的胶凝体，因水分散失，体积会缩水，引起收缩裂缝。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩两种。塑性收缩发生在施工过程中，混凝土浇筑后约4-5h，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现沁水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，而此时砼尚未硬化，称为塑性收缩。因此，掌握好收水时间，减少此阶段产生的裂缝，必须是一个有经验的管理人员和操作工才能做到的。而其中水量的多少与混凝土流动性有很

8、大关系，且仅发生在混凝土浇筑初期。缩水收缩（也称干缩）混凝土硬结后，随着表面层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩。