江苏丰和隧道设备有限公司 江苏省扬州市 225000
摘要：随着城市的发展越来越好，各种项目的规模也在不断扩大。混凝土管片在现代城市轨道交通建设中得到广泛应用。生产过程包括混凝土浇筑、振动、成型、养护，直径大、自动化、零泄漏、耐久性高。预制混凝土衬砌管模是生产盾构隧道衬砌管模的专用设备。为了保证混凝土衬管模的强度、刚度和耐久性，国内外混凝土衬管模厂家都进行了深入的专项研究和开发。
关键词：盾构隧道；钢筋混凝土；管片模具；质量管理
引言
管片生产是盾构施工中一项复杂且对质量和工艺要求较高的分部工程，管片质量的好坏直接影响盾构隧道的质量。管片外部几何尺寸偏差影响管片拼装甚至造成破损、错台、渗透水，管片内在质量，如硬度、强度则影响管片的使用寿命等。
1与盾构隧道管片模具有关的标准
盾构隧道钢筋混凝土管片最显著的特点是外形尺寸的高精度，其质量直接影响管片拼装质量和成型后隧道的结构性能、防水性能和耐久性能。预制钢筋混凝土管片的模具（以下简称模具）对于隧道衬砌工程来说，重要性更加明显，其投资占比相比普通预制混凝土构件更大，质量管理与控制也更为重要。因此，在与钢筋混凝土管片有关的各级、各种技术标准中，模具都是不可忽略的一项重要内容，需工程技术人员认真掌握标准中对模具的各项规定和要求。
2管片生产操作程序及施工技术
2.1开模、合模
（1）开模：作业人员按照操作顺序将模具侧模、端模固定螺栓拆开。（2）合模：模具在合模前全部铲除混凝土残渣，并用压缩空气冲净模具表面。清理模具时，严禁用锤敲击模具内腔的任何部位，严防模具表面损坏。检查模具上边缘是否被磕碰，如磕碰要进行整修。模具合模时，螺丝紧固要按先后顺序，先合端头板再合侧板。（3）模具检验：模具在每次使用前必须进行宽度、弧、弦长和内腔高度的检验。宽度采用内径千分尺检查，允许±0.4mm偏差；弧、弦长采用样板、塞尺，允许±0.4mm偏差；内腔高度采用高度尺检验，允许-1～＋2mm偏差。
2.2模具清理、涂脱模剂
（1）模具清理：作业人员彻底清理残留混凝土残渣，并用压缩空气吹干净。（2）涂脱模剂：脱模剂采用水质脱模剂，涂脱模剂由专人负责。涂脱模剂前，先检查模具内表面是否留有混凝土残积物，如有应返工清洁。涂抹时，使模具内表面全部均布薄层脱模剂，特别注意模具拐角处不得漏涂；如果有流淌的脱模剂积聚，应用海绵清理干净。
2.3钢筋笼骨架入模及预埋件安装
（1）根据槽道预留的固定孔洞位置在底模面板对应位置钻孔，在底模上焊固定螺栓，螺杆（丝）凸出底模。待槽道安装后，用塑料螺母固定槽道，保证槽道固定牢靠，以免在混凝土浇筑振捣过程中发生位置偏移。当采用真空吸盘起吊管片时，塑料螺母能与螺杆分离。（2）钢筋笼应置于模具平面中间，其骨架底面和侧面按规定位置和数量安置高强度工程塑料支架，支架高度必须符合设计要求的保护层厚度。（3）安装注浆管时，其底面必须平整密贴于底模上。安装注浆管、预埋槽道必须紧固，不得有松动现象，以防在振捣时移位。（4）钢筋笼上不得有黄油、脱模剂等。（5）检查钢筋笼骨架保护层厚度、芯棒螺旋筋的位置。
2.4混凝土浇捣
浇筑管片采用高强度高抗渗混凝土，塌落度控制在30～70mm。振捣至混凝土表面不再冒出气泡、不再显著下沉、表面泛浆、模板拼缝出现浆水时混凝土振捣密实，可以停止振捣。不能使用含杂物的落地灰，确保管片整体质量。浇筑混凝土时要随时检查弯芯棒，防止弯芯棒滑脱，造成堵孔现象。震动过程中目视检查各连接螺栓、螺栓底座及注浆孔，发现任何一部分松动都立即停止，紧固后再启动。构件成型后，应将洒落在模板上的混凝土残渣和浆皮清理干净。
2.5收水
（1）混凝土浇捣完成后，打开盖板，用拉扛来回进行压磨外弧面，将多余混凝土去掉，并保证外弧面平整。（2）用塑料薄膜覆盖，防止水分散失。（3）根据气温再间隔一段时间，用拉扛做管片与外弧面第二次收水。（4）待混凝土开始初凝时用铁抹刀抹光面，使其表面平整、光滑。使用铁抹精工抹平，力求表面无抹刀痕迹。（5）用塑料薄膜覆盖保湿，然后推进蒸养房蒸养。
2.6管片起吊
蒸养结束后，按照操作规程用真空吸盘将管片从模具中吊起，放到翻转架上翻转90°（立放），然后进入水养阶段。
3管片模具侧模开合方式
3.1传统的管片模具侧模开合方式
目前，国内市场上的管片模具侧模开合方式有平移开合和铰链翻转开合两种结构。侧模平移开合：管片模具的侧模通过导向平移机构水平运动，实现开合模。平移机构一般为导柱加支撑滚轮的结构，或导柱、导套配合直线轴承的结构，结构复杂，加工制作成本高，装配难度大，后期维护维修不方便。铰链翻转开合：管片模具的侧模通过铰链结构铰接在模具底座上，侧模围绕铰链轴作旋转运动，实现开合模。铰链翻转开合式结构简单，加工制作成本低，易装配，后期维护维修方便。通过对管片模具开合模方式使用情况的市场调研发现，大多数管片生产企业选择了结构简单、加工制作成本低、易装配、后期维护维修更方便的铰链翻转开合式结构。在实际应用生产中，管片的止水槽下沿易出现管片咬边现象，严重影响管片外观质量，需要增加人工进行修补，增加了管片的成本。经过进一步的分析，造成管片咬边现象的主要原因：①铰链轴的位置设计不合理；②铰链轴和铰链套间隙大；③侧模脱模角度适度调大。
3.2侧模铰链结构改进
对管片模具侧模开合进行了如下改进：①将铰链轴的位置向后移，使铰链轴与管片止水槽所在的平面存在一定的距离，这样侧模在打开的瞬间，侧模的运动轨迹是后上方向；②修改了铰链轴和铰链套的间隙；③考虑到长期使用，铰链轴和铰链套磨损的问题，铰链轴和铰链套采用优质碳素结构钢加工，并经过淬火后磨削处理，提高了表面硬度。同时，在铰链轴上设置了注油孔，安装了压注油杯，在铰链套上设置了储油槽，能够有效降低铰链轴和铰链套的磨损，提高铰链结构的使用寿命；④适当的调大了脱模角度。
4模具在设计、加工及使用过程中易忽视的重要问题
钢筋混凝土管片模具与普通预制混凝土构件模具相比，最显著的差异在于前者技术上更为凸显尺寸高精度性、坚固耐久性和便于操作性，高质量的管片模具产品体现了模具生产企业的长期经验和技术积累。但即使如此，对于预制混凝土管片生产企业来说，为了采购到质量优异的模具来制作高品质的预制混凝土管片，也需要从谨慎选择模具生产厂家入手，从模具设计、加工、检验、使用和维护全过程积极参与和精心控制模具各阶段、各环节质量，为精品管片生产提供良好的、高质量的模具支撑。
结语
随着我国城市建设突飞猛进，对企业技术和质量的要求也变得越来越高。地铁建设除了要有高质量的管片模具外，施工人员的敬业精神对管片质量的影响也非常重要。没有员工的精心操作，再好的设备也只是冰冷的机器，只有人才、施工技术和设备的有机结合，才能为管片质量和企业的发展奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]张金镌，刘增喜，逄晨.混凝土管片模具的改进研究[J].混凝土与水泥制品，2020（10）：87-91
[2]王曙，路正东.新型快速运模地铁管片自动化生产线[J].混凝土与水泥制品，2019（3）：36-39.
[3]张弛.用于隧道管片生产的附着式振动器钢模具[J].混凝土世界，2020（8）：80-82.
[4]仇君，朱建华，陈家锐，等.基于灵敏度的植树挖坑机机架多目标优化设计[J].广西大学学报：自然科学版，2020，39（2）：280-285.