崔岩
中交隧道工程局有限公司 北京市 100000
摘要：目前全国已建成的隧道中大多数的预制构件主要以预制管片为主，隧道内部结构除预制管片外，全部为现浇结构。现浇结构的主要问题是生产周期长、环境污染较大、施工人员流动性大等；而预制构件具有外观质量优良、施工环保、人员流动性小等特点。文章以兴业快线（南段）工程为例,详细介绍了大直径盾构内部预制构件的生产工艺、质量控制要点以及相应的控制措施,对隧道内部预制构件的生产具有一定的指导意义。
关键词：大直径盾构;预制构件;生产工艺;
1项目概况
随着装配式建筑市场的兴起，国家环境管控力度的提升，国内大中型城市都开始尝试将大隧道（14m级）建设逐步实现全预制隧道的试验和规划。兴业快线（南段）二标段施工项目主线自板樟山北侧工作井以北，以盾构隧道形式依次下穿柠溪路、人民东路、银桦路后，采用明挖隧道形式接入梅华东路以南顶管工作井处。主线盾构段长度为1739m，明挖段长度约561m，箱型结构。Z1匝道单向两车道，全长约54m。Z2匝道单向两车道，全长835.746m，其中盾构段全长603.553m，其余区段采用明挖法施工工艺。Z3匝道单向一车道，全长约355m；Z4匝道单向一车道，全长287.699m；Z3、Z4匝道均采用明挖法施工工艺。人民路下穿通道全长约420m，暗埋段120m，敞开段300m，采用明挖施工。预制构件为：管片、“口”字件、π型件、车道板。
1.1预制构件生产特点
预制钢筋混凝土管片的主要特点体现在：管片混凝土强度高、抗渗要求高、外形尺寸精度要求高等方面。“口”字件、π型件、车道板的主要特点体现在：体积大、外观质量难控制、运输较为困难等。
1.2预制构件生产难点
1.2.1预制构件裂纹产生
裂纹是混凝土构件中最常见、最难控制的技术难题，至今对裂纹的形成及产生的原因都没有具体的解决办法，裂纹的产生与原材料、配合比、养护、温度、湿度、施工工艺等因素有关，因此控制预制构件裂纹产生是施工过程中的一大难点。
1.2.2模具尺寸变形
由于预制构件加工精度要求高，其中设计规定管片模板尺寸偏差为±0.4mm，弧弦长允许偏差为±0.4mm，管片精度要求决定模具的加工精度，因此控制模具尺寸变形是施工过程中又一难点。
2预制构件管片生产流程
为保证管片质量稳定，达到所需强度及精度要求，管片制作按下列流程进行：根据管片的生产过程、场所，可将管片生产流程划分为三个阶段，分别为钢筋制作阶段、管片成品生产工段和管片成品堆放阶段。管片钢筋在钢筋车间加工，成品通过平板轨道车装运至管片浇捣车间；管片模具固定，砼通过运输车装料斗运至车间内就位浇砼振捣；管片砼采用附着式振捣成型；砼浇筑成型后至开模前，覆盖保湿，采用蒸汽进行养护；砼管片采用真空吸盘脱模，再经翻身架翻转90°后运临时堆放区进行降温并修补，待管片表面温差与环境温差不大于20℃时，运到养护池水养7天；管片养护完毕即转至堆放场堆放再进行保湿养护，以确保混凝土体不失水分。
3管片成品生产施工工艺方案
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图1管片成品生产工艺流程
3.1模具清理
(1)模具清理顺序：先内后外，先侧板、端板再底板，先中间后四周。(2)清洁关键部位：底部密封条、定位机构、侧端板连接部、侧端板下口、灌浆孔座眼、定位杆座、螺栓四周。(3)组模前必须认真清理模具，把模具上的砼残积物全部清除，清洁后的模具内表面的任何部位不得积有砼残积物。模具清理完毕后涂刷脱模剂，涂刷应均匀一致，不得出现有漏刷、积油和流淌现象。
3.2模具组装
每套钢模及其配件均应编号，组装时必须对号入座，禁止相互混用。组模前应检查模具各部件、部位是否洁净，脱模剂喷涂是否均匀，不足的地方要清抹、补喷，在钢模合拢前应查看模底与侧模处是否干净。按照模具手册要求的扭矩紧固相应螺栓，由中间位置向两端顺序拧紧，严禁反顺序操作，以免导致模具变形精度损失。钢模合拢后采用快速校验刻痕对组装后的钢模进行校验，若超出误差允许范围，必须重新调整直至符合要求。
3.3预埋件安装
由专人按模具的型号规格将灌浆管、螺栓套、手孔垫片及螺旋构造钢筋等预埋件分别摆放在模具附近指定位置。将预埋件安装完成后，应派专人检查各附件是否按要求安装齐全、牢固，不符合要求必须进行修正。
3.4混凝土浇筑
浇筑前必须按规定对组装好的模具进行验收，发现任何不合格项目应通知上道工序返工，经验收合格后取走挂在钢筋笼上的标识牌表示可以浇筑。混凝土振捣采用风动振捣成型，采用分层下料方式以减少表面气泡，混凝土下料后开启振动器，模具不允许空转。每次布料不宜过多，由两头向中间分层布料，要注意使砼在模具内均匀分布。混凝土从模板中部集中灌注，通过风动振捣及混凝土流动性使砼充满整个模型，振动至砼与侧板接触所处不再有喷射状气、水泡，并均匀为止。每次振动时间控制以混凝土不出现离析分层并密实成型为准，不允许过振，也不允许欠振，振动时间根据混凝土坍落度具体确定，每片模具的振动时间一般控制在12分钟内完成。成型过程中必须观察各紧固螺栓、钢筋骨架及预埋件情况，如发生变形或移位，立即停止浇筑、振捣，尽快在已浇筑混凝土凝结前修整好。由于项目的工作量未达到一定规模，不能体现出预制构件的生产优势及成本优势，现将预制构件规模同比例增长，工作量扩大到生预制构件，并再次对预制构件综合单价数据对比分析。预制构件生产成本在规模化、标准化生产后，预制构件的综合单价平均下浮40.02%。对比分析表明，综合单价的高低与构件工作量及标准化生产程度有关，即工作量越大、标准化程度越高，生产成本越低、生产效益越高。
3.5养护
管片养护分为自然养护和蒸汽养护两种方式。考虑珠海气候条件，采用自然养护方式进行。进入正式生产后，直至管片全部生产完成期间，根据工期安排，适时采用蒸汽养护，其目的主要是早期提高混凝土脱模强度、缩短养护时间，为加快模具周转创造条件。管片经光面并达到初凝后合上模具盖板，并在模具外围罩上一个紧密不透气的移动帆布罩，进行蒸汽养护。帆布罩顶应由支架支撑，顶板不能与混凝土表面接触，并有10～15cm的距离，让蒸汽在此空间流动，帆布套脚应紧贴地面，压上重物，不让蒸汽向外泄出。
为提高生产效率，需要优化预制构件品种，增加产量，使预制构件在人工、材料及摊销的优势发挥出来，从而降低生产成本。通过对实际工程项目的综合分析，进一步表明构件的标准化程度越高，有利于预制企业生产效率和成本控制水平的提高，有利于预制构件高质量发展及推广，促进我国制造业高质量发展。
参考文献
[1]超大直径单管双层盾构隧道内部结构同步施工技术[J].晏胜荣.现代交通技术.2015(01)
[2]大直径盾构隧道内部结构同步施工技术[J].吴奎.山东交通科技.2017(01)
[3]基于隧道内部环境的路面性能研究[J].何壮彬,谢军.西部交通科技.2010(Z1)