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工程百科 | 五分钟详解地铁管片


导读

盾构管片是盾构施工的主要装配构件,是隧道的最内层屏障,承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构,盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全,影响隧道的防水性能及耐久性能。


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什么是地铁管片


地铁管片简单来说,就是盾构机一边往前挖掘,一边在后面用预制好的管片,拼装起一环环完整的地铁隧道“混凝土内胆”。这些管片是盾构施工的主要装配构件,是隧道的最内层屏障,承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。


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图:盾构机掘进示意图


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怎么生产管片


盾构管片的生产通常采用高强抗渗混凝土,以确保可靠的承载性和防水性能,生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。根据测算,传统的固定台模生产方式,浇筑一环管片需要约100分钟(6片为一环)。


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流水线生产严格控制核心工艺,厂区内设有专用的混凝土搅拌楼,科学控制混凝土配料比。在混凝土振捣上,流水线改变了传统的电机振捣方式,特别采用了意大利进口气动振动器,能有效减少模具损伤,保证混凝土充分振捣,从而严格控制混凝土密实度。



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管片生产流程

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管片的生产大致分为钢筋制作、管片生产工段、管片堆放工段,管片生产工段采用的是自动化流水线生产方式。


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工人正在进行钢筋加工

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制作好的管片钢筋笼

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管片浇筑模具

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模具进入流水线,开始浇筑前的工序

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模具清理

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安放钢筋笼

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安装模具、刷脱模剂

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安装模具、刷脱模剂

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混凝土浇筑、振捣

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浇筑完成,进行光面工序

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管片静养完毕,准备进行蒸汽养护

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蒸汽养护完毕,管片将被取出进入堆放阶段,模具进行第二个生产循环


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盾构管片的拼装方式


 1.拼装成环方式

盾构推进结束后,迅速拼装管片成环。除特殊场合外,大都采取错缝拼装。在联络通道处的管片有时采用通缝拼装。


 2.拼装顺序

一般从下部的标准块(A型)管片开始,依次左右两侧交替安装标准管片,然后拼装邻接块(B型)管片,最后安装封顶块(K型)管片。


3.盾构千斤顶操作

拼装时,若盾构千斤顶同时全部缩回,则在开挖面土压的作用下盾构会后退,开挖面将不稳定,管片拼装空间也将难以保证。因此,随管片拼装顺序分别缩收和顶上盾构千斤顶非常重要。


4.紧固连接螺栓

先紧固环向(管片之间)连接螺栓,后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。采用扭矩扳手紧固,紧固力取决于螺栓的直径与强度。


5.封顶块管片安装方法

封顶块管片安装在邻接管片之间,为了不发生管片损伤、密封条剥离,必须充分注意正确地插入封顶块管片。


6.连接螺栓再紧固

一环管片拼装后,利用全部盾构千斤顶均匀施加压力,充分紧固轴向连接螺栓。

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盾构继续掘进后,在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土(水)压力的作用下衬砌产生变形,拼装时紧固的连接螺栓会松弛。为此,待推进到千斤顶推力影响不到的位置后,用扭矩扳手等,再一次紧固连接螺栓。再紧固的位置随隧道外径、隧道线形、管片种类、地质条件等而不同。