(圖:隧道管片質(zhì)量問題及成因,怪不得要加強(qiáng)管片檢測)
近些年來,在我國各大城市,地鐵成為了人們出行的首選方式,成為現(xiàn)代社會中必不可少的交通工具。地鐵盾構(gòu)管片作為地鐵襯砌隧道施工過程中的主要結(jié)構(gòu),占據(jù)著至關(guān)重要的地位,發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
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地鐵盾構(gòu)管片作為盾構(gòu)法施工的隧道結(jié)構(gòu)主體,其質(zhì)量的好壞對于隧道的結(jié)構(gòu)性能、耐久性能以及防水性能等等有著非常直接的影響,現(xiàn)階段,地鐵盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展速度飛快,要求也不斷升高,對于地鐵盾構(gòu)管片的質(zhì)量提出了更為嚴(yán)格的要求,除了要達(dá)到管片的基本性能要求,如強(qiáng)度、抗?jié)B能力及尺寸等硬指標(biāo)外,無論是從管片裂縫、氣泡、漏漿、色差、掉角等外觀質(zhì)量缺陷方面都作出了非常嚴(yán)格的限制。
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影響管片質(zhì)量的常見問題
1、麻面、氣泡
盾構(gòu)管片在加工完成后,有可能在管片表面存在大小不等的小坑,小坑最主要集中在一起會形成麻面效果,麻面面積占據(jù)盾構(gòu)表面較大部分,會嚴(yán)重影響管片使用功能和視覺效果。
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盾構(gòu)管片氣泡類型可分為兩類,一種在管片表面出現(xiàn),氣泡孔徑較小,以兩側(cè)出現(xiàn)較多;另一種在止水槽處分散出現(xiàn),孔徑較大。
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產(chǎn)生的原因:
(1)混凝土坍落度大小的影響:
在混凝土澆筑過程中,混凝土坍落度過大,易使混凝土在模具中產(chǎn)生分層現(xiàn)象,當(dāng)混凝土凝固時就會有較多的氣泡集中在模具的側(cè)板上,排不出去,進(jìn)而脫模后就會呈現(xiàn)出較多的氣泡或蜂窩。
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若坍落度較小,則振搗過程中混凝土凝固過快,導(dǎo)致振搗不充分,模具底部和側(cè)面的氣體拍不出,最后脫膜就會形成麻面。所以在混凝土預(yù)制件中,對混凝土的坍落度有嚴(yán)格的要求。
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(2)模具脫模劑具有憎水性,則會排斥泥漿,不利于氣泡排除。
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(3)人工操作不穩(wěn)定及熟料程度不同,對質(zhì)量產(chǎn)生一定影響,易產(chǎn)生氣泡集中于局部而形成較大空洞。
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造成的影響:
由于管片拼裝后只能看見弧面,一般在實(shí)際生產(chǎn)工藝過程中,在內(nèi)弧上面出現(xiàn)的氣泡都非常少,氣泡出現(xiàn)最多的地方是在管片的兩側(cè),尤其是止水條粘貼槽的內(nèi)部,氣泡在形狀、深度、大小等等方面都是不盡相同的。
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混凝土產(chǎn)生氣泡屬于正?,F(xiàn)象,但氣泡直接影響構(gòu)件的外觀。成品管片中出現(xiàn)氣泡,空洞和蜂窩麻面容易導(dǎo)致隧道出現(xiàn)滴水漏水,會降低混凝土的抗?jié)B性能,導(dǎo)致使用年限降低,耐腐蝕度不夠,影響其結(jié)構(gòu)性能。
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2、裂紋、裂縫
盾構(gòu)管片存在裂紋的現(xiàn)象較為多見,裂紋會導(dǎo)致隧道滲水、漏水、管片鋼筋銹蝕,從而導(dǎo)致管片耐久性降低,影響襯砌結(jié)構(gòu)安全。
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管片裂縫類型主要分為4類:
(1)表面龜裂:密布在管片各個位置,裂紋短小而不規(guī)則。
(2)側(cè)面裂縫:裂縫較規(guī)則,與管片外弧棱線垂直,裂縫寬度在0.15mm以下。
(3)外弧面裂縫:主要出現(xiàn)在管片脫模后,以塑性收縮裂縫為主,寬度一般在0.15mm以下,長度約10~40mm。
(4)內(nèi)弧面裂縫:一般為結(jié)構(gòu)性裂縫。
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產(chǎn)生的原因:
(1)表面龜裂:一般是由管片脫膜后,混凝土表面與空氣接觸,表面水分急速增發(fā),形成混凝土內(nèi)外濕度梯度,導(dǎo)致龜裂的產(chǎn)生。
(2)側(cè)面裂縫:主要是由于管片表面浮漿缺乏骨料,抗拉強(qiáng)度較低,在應(yīng)力作用下而發(fā)生開裂。
(3)外弧面裂縫:主要是由于外弧面游離水蒸發(fā)較快,面層收縮過大而造成。
(4)內(nèi)弧面裂縫:主要是管片堆放、運(yùn)輸不當(dāng)而造成的。
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造成的影響:
在盾構(gòu)管片預(yù)制實(shí)際操作過程中,管片表面通常會出現(xiàn)一些難以避免的干縮裂縫,這些裂縫的開裂程度對管片的影響不同。當(dāng)管片裂縫的寬度和深度達(dá)到一定程度或貫穿止水槽,對管片的強(qiáng)度和防水性能就會產(chǎn)生較大的影響。
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管片破裂在盾構(gòu)隧道施工過程中是一種比較嚴(yán)重的故障。通常在盾構(gòu)隧道施工建設(shè)中管片破碎問題主要發(fā)生在隧道襯砌結(jié)構(gòu)中,襯砌外側(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)生破碎的部位通常為同盾構(gòu)機(jī)發(fā)生接觸的管片位置,襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)發(fā)生破碎的位置通常為管片邊角,通常發(fā)生管片破碎問題的主要原因?yàn)楣芷牧现谐霈F(xiàn)磕碰而導(dǎo)致細(xì)小的裂縫的出現(xiàn)。
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結(jié)語
我國各大城市在近些年大規(guī)模修建地鐵,改善城市交通狀況,因安全、快速等優(yōu)勢特征,盾構(gòu)法施工被普遍采用。而管片作為盾構(gòu)掘進(jìn)施工中的重要支護(hù)結(jié)構(gòu),更發(fā)揮著重要的作用。因此,要想保證地鐵修建工程的整體質(zhì)量,就必須要保障好盾構(gòu)管片的質(zhì)量。
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盾構(gòu)管片是盾構(gòu)法隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu),其質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的整體質(zhì)量安全和使用壽命,而且與隧道將來的防水、防震、耐久性以及外觀質(zhì)量密切相關(guān)。
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隧道因環(huán)境差,使用年限久,防滲要求高,對盾構(gòu)管片質(zhì)量要求嚴(yán)格。但管片在制作脫模后其表面存在較多的氣泡、裂紋、色差等質(zhì)量問題,不但影響管片的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B要求,而且增加修補(bǔ)的工作量,增加了施工成本。因此,減少管片表面的氣泡、裂紋等質(zhì)量問題,是管片質(zhì)量控制中的重要環(huán)節(jié)。對管片生產(chǎn)質(zhì)量的高精度控制,關(guān)系到管片結(jié)構(gòu)性能及隧道的使用安全,因此管片的生產(chǎn)全過程必須處于受控狀態(tài),以確保管片的結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足工程的安全要求,進(jìn)而為隧道整體運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性提供保障。
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