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摘要：我国各地隧道施工中需根据地质情况进行隧道施工技术方案设计，盾构施工技术是当前地铁、高铁工程建设中常用的隧道掘进技术，盾构管片的质量对隧道整体施工质量影响较大。本文分析了盾构管片生产中常见的问题，并就其主要的生产质量控制措施进行了探讨，以期为相关同仁提供一些参考。
关键词：盾构隧道管片；生产；质量管理
引言
隧道施工中盾构技术的应用较为广泛，盾构施工所用的管片材料预制生产过程相对复杂，且质量要求较高，提升盾构管片生产质控效率必须积极做好多环节质量影响因素的管控。管片是隧道盾构设备掘进施工中的重要支撑与隧道保护结构，进行管片科学生产才能确保隧道掘进施工整体结构稳定性，为隧道安全运行提供保障。
1 盾构隧道管片生产中出现的主要问题
盾构隧道管片生产中由于人员技术水平和管理水平的影响，比较容易出现两个问题：一是，成品管片中出现的气泡，空洞和蜂窝麻面容易导致隧道出现滴水漏水，使用年限降低，耐腐蚀度不够。第二，管片破裂在盾构隧道施工过程中是一种比较严重的故障，通常出现裂缝的位置处于隧道的上半部分，而开裂分为两种装填，一种叫做前开裂，与之对应的是后开裂。出现这些开裂问题的成因通常可能在管片设计上，管片相关的技术参数，如尺寸和配筋含量等原因，从操作上来讲，管片生产所用材料质量不佳或者生产中技术操作不规范，这些设计制造或者操作上的问题会导致管片的质量下降，出现破损开裂的情况。所以，想要提高管片的质量，就需要对当前管片生产中的问题进行全面分析，以此来进行工作进度和施工工艺的针对性计划，并在盾构隧道施工前的管片质量检验时严格执行相关的规范。
而造成盾构管片生产质量问题的主要原因如下：
1.1管片生产中技术人员的综合能力和管理模式有待提升
我国盾构设备不断进行技术更新的过程中对盾构管片的生产技术要求也在不断提升，这就要求管片生产技术人员和对应的管理模式要根据时代需求不断提升。但是部分管片生产技术人员的质控责任意识不足，且管理模式上的落后，对于管片生产中的过程控制，生产顺序及储存方式存在河大的问题。且在技能要求不断升高的今天也没有搭建起符合时代要求的技能管理架构，因此在管片生产中存在诸多技术问题和管理问题。
1.2 盾构管片生产过程中产生的气泡、空洞和蜂窝麻面以及开裂
（1）在搅拌混凝土过程中会自然而然地形成气泡，在振捣棒的挤压下，气泡逐渐聚集、变大，其中一部分气泡会经混凝土的表面排出，而还有一部分气泡没有随着振捣而排出，主要存在于混凝土的切割端面或者构件靠模的侧面。
（2）混凝土的配合比与坍落度密切相关，坍落度大，说明混凝土的含水量较多；坍落度小，则说明混凝土中的水分较少。气温、生产工艺等因素均会对混凝土的坍落度产生影响，原则上，除了结合水之外，混凝土中的水分越少越好。但常温下，混凝土管片有着比较严格地坍落度要求，最好保持3cm~5cm的坍落度。如果坍落度太小，混凝土会因为快速凝固而无法充分有效地振捣，最终会形成空洞与蜂窝。
（3）制作盾构管片的钢模必须有较高的精准度与良好的密封性，误差不超过0.4mm。大部分的模具侧模都有凹凸榫，凝固过程中，混凝土会产生热量，在振捣棒的挤压作用下，混凝土中的水分与气泡会排出来，而排出的水分、气泡通常会集中在模具与管片侧面的凹凸榫位置。原本混凝土所在的位置被气泡占据，脱模后，凹凸榫处的气泡数量最多。模具侧模没有凹凸榫的管片上，气泡的数量很少，而且气泡的分布比较均匀，管片内部的气泡同样少而均匀。
（4）在预制混凝土管片脱模后，后期养护不到位，受到温度，氧化等外界环境影响，容易导致管片表面出现开裂等问题。
2.在管片的生产过程中，多种因素都能影响生产质量，比如生产技术、管理水平、员工的技能水平、生产设备可靠程度等。如何提高盾构管片的生产质量，减少气泡与裂缝，是决定盾构管片在施工中的稳定性和安全性的重要因素。
2.1 控制生产环节
对于生产控制环节，主要的问题在于如何在提高质量的同时，保证施工进度不受到影响。要做到这一点，需要对相关岗位上的人员进行专业技术上的培训，以提高员工的技术水平，对于各类设计优化和生产过程中的工艺操作流程，要进行合理的配置。培训时应结合内部，外部等多种手段，内部培训可以邀请行业中的专家进行现场指导，对于设计中和生产中产生的问题进行现场解决。外部的提升主要是让一线从业人员能够经常性的去轨道交通设计施工单位进行学习交流，引进成功的经验或者人才。对于生产作业过程，要制定科学合理的施工计划，对管片的生产，维护保养工作也要实行岗位责任制，做到责任到位。对于管片相关的技术数据参数，要建立信息化数据库，针对任何一个管片都要严格执行责任制度，管片状态的好坏，决定着相关工作人员的薪资收入，以此来提高管片的运行效率，保障隧道施工的质量。
2.2 提高专业水平
通常在盾构机管片的生产中，工程需要管片具备较强的抗压性和防渗透能力，要对这两种工艺的技术参数进行严格的设定，以此来杜绝问题管片的出现。
所以在进行管片生产工序时，相关管理部门要严控管片工序工艺水平，对于管片生产过程中的细节进行把控，整体提高管片生产的质量水平。对于设计生产各流程要吸收先进的经验，不断地完善和改造，各项数据参数的变更需要通过各种技术细节讨论并将讨论结果上报至项目管理部门。另外对于混凝土的配比，要制定严格的操作流程标准，并建立监督机制，保障在混凝土进行配比的过程中的质量问题，保障隧道施工的质量。
2.3建设生产队伍
要引入现代企业的各项优秀管理制度，管片生产更需要这种科学的管理理念。要从员工的思想上提高岗位工作服务意识，将被动的工作变为主动地为提高管片质量而工作，给岗位员工参与决策的机会和权利，让员工也参与到管片生产的整体环节中来。要对表现突出的员工进行奖励，促进整体团队的工作积极性，工作之外可以组织一些活动，增强员工的归属感，提高管片生产的质量和效率，推进隧道施工的发展。
2.4做好盾构管片生产中各环节细节化管理
（1）管片生产前三个月内，安排技术人员对施工组织实施审查，保证从业人员的专业型。
（2）对管片试片的生产阶段实施严格管控，只有在完成管片检漏实验与三环拼装结束后，才可以进行批量生产。不仅如此，还需要对对混凝土的配合比进行控制，确保其始终满足相关规定要求。
（3）对于成品管片而言，需要加强进场的管控。与此同时，还需要对管片的养护时间、降温、恒温、升温等工序进行严格把控。
在管片生产过程中还应对管片生产线设备进行定期保养与维修，保证生产线设备运行的稳定性与可靠性，进而为管片质量优化打好基础。而且还应根据管片运输的保护需求对管片进行完善的包装与支撑，以防后期管片产品在运输过程中受到损坏。
2.5 防治盾构管片出现气泡与裂缝
（1）防治空洞和蜂窝的出现
混凝土配合比以及振捣不合理是管片产生空洞、蜂窝的重要原因。在配合比方面，主要表现为混凝土的湿度不够，过于干硬，掺砂率太低。盾构管片混凝土采用的不是挤压工艺，而是振捣密实工艺。干硬性的混凝土由于流动性欠佳，所以很难振捣密实，因此更容易形成空洞、蜂窝。管片模具的中间是混凝土布料口，要想通过布料口均匀的分层混凝土，要求混凝土要有良好的流动性。因此干硬性混凝土并不适合管片生产，成型时管片多为弧形拱状，入模时混凝土的坍落度如果太大就无法成型。可以通过控制合理的振捣工艺，和控制混凝土坍落度，调整砂率来解决管片生产过程中形成的空洞和蜂窝现象。
（2）防治气泡的出现
目前国内对于防治气泡的技术手段主要是，使用外加剂，精确控制混凝土浇筑的温度，分层填筑混凝土，智能定位振捣的位置及振捣时间。首先，在生产过程中通过对外加剂的调整提高管片施工性能及改善管片外观气泡，通常过程中采用的外加剂为有机硅消泡剂2 种，调节剂为有机醚消泡剂2种，进行组合生产。其次，施工过程中混凝土温度在22℃~36℃时管片的外观气泡比较利于排出，当混凝土温度过高或过低时，混凝土气泡易在模具表面产生聚集。故在生产过程中通过调节水温进行混凝土生产温度控制生产，冬天加热水夏天加冰水来保证混凝土温度，让气泡比较利于排出。最后，在生产过程中分层填筑混凝土，明确振动棒的插入位置及插入深度，通过试验确定了辅助振捣插入点在距离模具边缘的位置，插入深度，辅助振捣时间，严格执行快插慢拔的振捣工艺，对管片止水槽位置聚集的气泡排出较有利。
（3）防治裂缝的出现
防治裂缝的出现其主要措施：首先，我们要合理控制坍落度。通过加入适量的添加剂将坍落度控制在合理范围内，振捣时保持坍落度的均匀，让各部位的混凝土均匀地分布、均匀的凝固，可有效减少裂缝。其次，合理控制温度，比如：冰块降温，选择温度低的时间段浇筑混凝土，做好混凝土的初期养护，凝土会在初期凝固过程中会释放大量热量，我们要要降低混凝土水分过快丢失，让混凝土均匀凝固，减少裂缝。最后，脱模后管片的养护，脱模后等待管片冷却至常温后，进行七天浸泡水养，水养后再进行七天喷淋自然养护后，能有效地控制裂纹和裂缝的发生。
结束语
总之，在我国隧道施工中盾构掘进操作的质量与盾构设备质量息息相关，而管片作为盾构掘进施工中的重要支护结构，更发挥着重要的结构质量优化作用。在管片生产中必须从制度到人员素质等方面进行严格管控，提升管片加工生产各环节的细节化技术控制效果，为盾构掘进施工的推进提供高质量的管片材料，进而为隧道整体运行安全性和稳定性提供保障。
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