背覆钢板地铁管片的生产质量控制

背覆钢板地铁管片的生产质量控制

向明叶启军王晓明

浙江省建材集团有限公司浙江杭州310011

宁波天和永大地铁管片有限公司浙江宁波315202

概要：背覆钢板地铁管片对管片生产提出了新的质量要求，本文结合宁波市轨道交通4号线工程盾构区间背覆钢板地铁管片生产实例，从生产过程中原材料、混凝土配制、背覆钢板地铁管片制作以及预埋钢板与开孔钢板焊接、背覆钢板外露表面涂料防护等工序阐述背覆钢板地铁管片的生产质量控制要求和方法。

关键词：轨道交通;背覆钢板地铁管片;生产质量;控制

1．工程概况

宁波市轨道交通4号线工程自慈城站起至东钱湖站，工程线路全长36.11km，其中地下线24.71km区间线路周边建（构）筑物较多，并要穿越苍松路下立交。该区间有35环管片采用背覆钢板地铁管片（即采用超深埋结构加背覆钢板以提高管片结构强度的管片），对管片生产提出了新要求，包括原材料、管片环缝凹凸榫调整、结构外弧面增设16mm厚度Q235B钢板等，导致管片模具需要全新定制和加强生产质量控制。

2．原材料质量控制

钢筋、水泥、黄砂、碎石、粉煤灰、外加剂、钢板、涂料等管片生产原材料按照见证取样送检委托第三方专业检测机构试验检测。

（1）选用的HRB400螺纹钢和HPB300圆钢，按进场的60吨为一批次进行重量偏差、力学性能（屈服强度、抗拉强度、断后延伸率）、弯曲性能检测。（2）选用的P.II42.5硅酸盐水泥按300吨为一批次进行安定性、标准稠度用水量、细度、凝结时间、抗折强度、抗压强度检测。（3）黄砂原材采用中粗天然砂，按600吨为一批次进行氯离子含量（＜0.0020%），贝壳含量（≤1.0%），含泥量（≤2.0%）以及颗粒级配和泥块含量、表观密度、堆积密度检测。（4）粗骨料采用5mm～25mm碎石，按600吨为一批次进行颗粒级配、含泥量、针片状含量、压碎指标、表观密度、堆积密度检测。（5）粉煤灰选用燃煤电厂的F类II级低钙灰，按200吨为一批次进行烧失量、三氧化硫、游离氧化钙、碱含量检测，（6）混凝土外加剂采用聚羧酸盐系列高性能减水剂，进行均质性和与混凝土适应性检验。（7）本工程预埋钢板采用的16mm厚度碳素结构Q235B热轧钢板，进行抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷、碳含量的检验，并应具有冷弯试验的合格保证和0℃冲击韧性的合格保证。

3．混凝土配制质量控制

设计规定背覆钢板地铁管片的混凝土强度等级为C50、抗渗P10、最大水胶比≤0.35、非泵送混凝土、坍落度60mm±30mm，单方混凝土胶凝材料的用量范围400kg～500kg，单方混凝土用水量范围≤150kg；还要求进行电通量和抗碳化耐久性试验和混凝土抗裂性能对比试验进行混凝土配合比验证。为了满足设计要求，进过反复试配形成混凝土配合比：水胶比0.33，胶材用量440Kg，其单方混凝土用量：水泥360Kg、粉煤灰80Kg、黄沙620Kg、碎石1200Kg、水145Kg、外加剂1.7Kg。

4．钢筋骨架和预埋背覆钢板制作质量控制

背覆钢板地铁管片埋深（覆土厚度）在22m至28m之间，其钢筋用量按超深埋管片的钢筋用量配制，背覆钢板地铁管片用钢筋原材经检测合格后成型加工，骨架焊接前检查受力钢筋的牌号、规格和数量必须符合设计要求，采用二氧化碳保护焊接钢筋骨架。

背覆钢板地铁管片各衬砌环结构外弧面增设的预埋钢板，以足尺放样为准，单块检验宽度偏差控制在±0.3mm，弧弦长控制在±0.3mm。由卷板机弯制成外弧面半径3100mm～3102mm的弧形板，环面间平行度控制在0.5mm。与预埋钢板的HBR400级锚固钢筋沿长度方向的净尺寸、弯起钢筋的弯折位置的允许偏差±10mm，箍筋外廓尺寸的允许偏差为±5mm。钢筋加工的形状、尺寸按设计施工图配制齐全，为严格控制焊接变形采用二氧化碳保护焊。

钢板锚固钢筋避免与注浆孔、手孔或主筋钢筋相碰，预埋钢板制作焊接锚筋时要防止钢板面翘曲变形，板面平整度允许偏差为1mm，对气割边处钢板正面修砂平整。在现场管片制作过程中，管片混凝土浇筑前，每块管片外弧面钢板中间部位切割一块500mm×600mm方孔，用于管片混凝土浇筑。

5．背覆钢板地铁管片混凝土浇捣成型质量控制

（1）背覆钢板地铁管片混凝土浇捣前，分项分步骤分程序，后综合逐项试验确认，对原材料检验、流水线设备运行、钢筋加工、钢筋骨架焊接、配合比验证、混凝土搅拌及检验、模具检测。

（2）混凝土坍落度控制在80mm～90mm，以利于混凝土布料及填充密实。振动台振捣频率可适当减小，尽量减少震动多钢板位置及变形的影响。并采用插入式振动棒补振。

（3）振捣完成后，用泥板对中间浇注孔位置适当铲出少量混凝土，具体铲出量以临时开孔板回填安装稍高出周边钢板，并用橡皮锤敲击使之落实至与周边钢板平顺一致为准。钢模上口与钢板周边之间及注浆孔位置的混凝土压实抹平。

（4）在管片混凝土初凝进窑前，对中心开孔板进行点焊固定，此时不能全焊缝满焊，避免因局部高温造成混凝土拌合水汽化导致的钢板下混凝土空洞。为安全起见，背覆钢板地铁管片脱模起吊采用机械吊具，芯棒孔或管片凹凸面作为起吊受力点。

（5）管片脱模后对临时开孔板剖口500mm×600mm方形孔进行CO2气体保护满焊恢复，焊接过程中应采取有效措施，防止焊接变形。焊缝要求焊透焊满，并于外弧面平整一致，不允许有夹渣、气泡、裂纹等焊接缺陷，高出2mm以上的需打磨平整。

（6）背覆钢板地铁管片制作成型后进行外弧面四周抹面收水、蒸汽养护、管片脱模、和管片外观质量缺陷修补等[1]。背覆钢板地铁管片进入水养池，其入池、出池及堆放均应单独放置，不得与其他管片混放。

6．背覆钢板地铁管片外弧面防腐涂层的质量控制

背覆钢板地铁管片制作成型后，作背覆钢板的防腐处理。防腐涂层选用环氧煤沥青防腐面漆A︰B=20︰2，在涂无溶剂超厚膜型环氧涂料前，其外弧面表面作防锈处理，并将桶内涂料搅拌均匀，按组份配制，除锈质量达到S3级。除锈后背覆钢板地铁管片外弧面表面先涂702环氧富锌底漆20μm，再涂无溶剂超厚膜型环氧涂料1100μm并静置至防锈漆不粘手时方可入池水养。管片型号标识盖章时应注意，在字后用记号笔写一个“钢”字。施工时，现场严禁明火，做好通风排气。

经检测，背覆钢板地铁管片外弧面表面涂无溶剂超厚膜型环氧涂料二度后的实际涂层干漆膜厚度检测达到2600μm以上，符合设计施工质量要求。

7．结语

按照本文所述的从原材料、配合比、构件成型、钢板防腐等质量控制方法和采用通用型管片混凝土浇筑成型工艺，对宁波轨道交通4号线工程柳西站至宁波火车站区间线路的背覆钢板地铁管片制作过程质量控制的效果达到了建设相关方的要求，证明这套质量控制方法和施工工艺是有效地。对与类似背覆钢板地铁管片等有特殊要求的预制构件生产过程质量控制应仔细选择生产设备和工艺外，还应对所有工序在人、机、法、料、环等方面逐项进行控制验证，以便做到简单、有效地确保工程质量。

参考文献：

[1]王晓明．预制混凝土衬砌管片生产的质量控制[J]．浙江建筑，2009，26（10）：62-66，69．

第一作者简介：向明男1963年1月生大学本科高级工程师