摘要：盾构管片是隧道支护的主体，是地铁盾构隧道施工中非常重要的预制组件，生产过程，生产线设计，设备和设备直接影响产品的质量和生产，影响项目的建设周期。本文以成都地铁10号线项目为例，详细描述了生产工艺和生产线设计的比较和决策，并针对自动流水线生产工艺的局限性提出了质量保证措施。
关键词：地铁盾构管片；预制生产线；设计；质量保证
一、引言
以成都地铁10号线一期工程为例，盾构段的预制生产工作为10800环，生产周期为10个月，每天生产工作为36环。 屏蔽段通过标准环连接，每个环段由1个K形段，2个相邻的块（B1，B2），3个标准块（A1-A3）组成，该段的外径为6。 000mm，节段内径5400mm，节段环宽1500mm，节段厚度300mm，盾构管片采用C50高性能混凝土，抗渗等级为P12。
二、生产工艺比选
2.1 固定基座法
2.1.1 工艺特点
固定基座法是一种以固定模具为中心，以桥式起重机为主要运输工具的生产流程系统。 分段模具的特点是固定在车间内，分段模具的生产是通过固定模具进行的，包括模具清洁，脱模剂喷涂，将内部零件放置在钢笼中，浇筑混凝土，硬化和脱模。 这种生产工艺生产效率低，安全性差，段的固化时间长，不宜控制，质量难以保证。
2.1.2 模具投入
固定基座法每天可以完成2个生产循环, 需投入模具18套, 每套70万元, 模具投入需1 260万元。
2.1.3 作业人员配置
固定基座法中，工人需要在模具之间切换，移动小型工具和设备，升高或降低模具，劳动强度大且风险高。此种生产工艺生产作业人员配置详见表1。由表1可以看出, 采用固定台座法, 按24h两班倒, 共需生产作业工人68人。
2.2 自动流水线法
2.2.1 工艺特点
自动流水线法是模具在流水线上前进，操作员需要在工位上等待模具，而分段混凝土的注射，振动，涂抹，硬化和脱模的整个过程是在全自动控制下依次进行的。 该段的静态停止，加热，恒温和冷却维护在自动温度控制系统的控制下进行，因此固化温度和时间可以轻松控制，混凝土质量得到保证，生产效率高，安全可靠。
2.2.2 模具投入
自动流水线法每天可以完成3个生产循环, 需投入模具12套, 每套70万元, 模具投入需840万元。
2.2.3 作业人员配置
自动流水线法, 工人完成模具工作后，他必须等待就位，从而为工人节省了很多精力。生产作业人员配置表详见表1。由表1可以看出, 采用自动流水线法, 按24h三班倒, 共需生产作业人员60人。
2.3 生产工艺确定
通过以上分析，自动流水线法通过保持较高的生产效率，较少的人为干扰，安全，可靠和稳定的质量，节省了模具投资和人工成本。 考虑到长期发展的需要，在成都地铁晶圆厂选择自动流水线生产技术不仅可以保证生产进度，而且可以节省晶圆厂成本，并可以保证盾构预制件的质量。
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三、自动化流水生产线设计
自动流水线法关键工序见图1。
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3.1 生产模具配置
成都地铁10号线一期盾构管片预制生产任务为10 800环, 每天生产36环, 按每天生产三循环设计, 共需12套模具。
3.2 模位布置
生产线模具位置的布局直接影响整个生产线的时间分布，从而影响预制板的生产效率和产品质量。 图1中的每个主要过程都构成一个生产周期，根据生产经验，通常需要8个小时才能完成生产周期。 有三个主要时间限制整个生产周期：1浇筑混凝土后的断裂时间为了弥补混凝土凝结时间的不足，正常的断裂时间超过2小时。 2蒸汽养护时间，为保证混凝土强度，典型的蒸汽养护时间为4h以上。 3冷却时间过快，为防止预制件表面破裂，冷却时间通常控制在1-2小时以内。
该项目共投资了12套模具，每套钢工具包括6件，手推车上的虚拟模具总数以及两端的模块总数为74件。 每个模具生产线需要5个模具位置，以进行脱模，模具清洁，脱模剂施加，钢笼内部零件安装和混凝土浇筑过程。 静态硬化和蒸汽硬化模具的总数为62。
3.3 自动化流水生产线布置
考虑场地局限性, 结合流水生产线模位配置, 本项目流水生产线设计为2+4模式, 即2条生产线和4条养护线组合的生产方式。
沉积，脱模，脱模，合模，模具尺寸精度检查，喷雾脱模剂，每条生产线中有10个生产工作位置，用于将钢保持架安装并嵌入模具中。 零件，混凝土浇筑，振动，涂抹，自然硬化过程。 在生产线的一侧放置了四个固化线，并且在固化线上完成了静态固化和蒸汽固化过程。 在生产线和维护线的两端分别布置有模移梭车和装瓶移梭车。 平移梭车的主要功能是将模具从生产线运输到维护线。
模具车之间的安全距离为1.4m，两条生产线之间的距离为4m，维修线之间的距离为3m，操作员的工作面决定了自动装配线的长度和宽度。盾构管片自动化流水生产线示意图详见图3。
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四、质量保证措施
4.1 提高混凝土性能
(1) 原材料保证措施:1通过招标选择原材料供应商。 2所有进入工厂的原材料必须随附制造商的证明和工厂检查报告。 3所有原材料必须按照规格进行抽样检查，然后送到工厂，只有通过检查后才能使用。 不合格的原料必须退回工厂，严禁将不合格的原料投入管件生产。
(2) 混凝土拌合控制1应按规定检查搅拌站的测量设备，以确保混凝土供应量的偏差在范围内。 2严格控制混凝土坍落度从30mm到50mm，以确保混凝土的可使用性。 3浇筑时要注意混凝土的温度。 将混凝土浇入模具前的模板和钢棒的温度，附近的空气温度不超过40℃。 进入模具时，模板的温度应调整为5?35℃，模板的温度过低或过高时，均应采取措施提高或降低温度。
4.2自动化生产线系统控制
（1）注意自动化生产线设备的维护，切实防止残酷的施工。
（2）定期检查自动控制系统的组件，以确保每个系统的平稳运行。
（3）增加手动操作方式，以保证特殊情况下的正常生产。
（4）严格控制蒸汽养护系统的养护时间，确保切片的生产进度和质量。 根据标准和规格设计蒸汽系统的加热和冷却斜率。 每条蒸汽管线都有10个温度测量点，用于监视温度变化。 温度不超过45±5°C，并且管芯表面的温度与模具后的环境温度之差超过20°C。
五、结语
具有自动装配线的成都地铁路段预制件厂已投产，所生产路段的质量稳定，可靠，设备安全高效。 成都地铁10号线项目预计将为企业产生1600万元的利润。
参考文献
[1]张弛, 蔡亚宁.隧道盾构混凝土管片预制与模具[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010
[2]施华.管片自动化流水线工艺要点及优势分析[J].价值工程, 2014 (7) :128-130