地铁盾构管片生产中的若干技术问题分析
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摘要：随着我国科学技术的飞速发展，地铁建设已经成为当前城市建设中的重点。在地铁盾构管片生产中应当注意各种问题，要使得管片的力学性能和耐久性良好，并且采用相关的技术特点来改善蜂窝麻面的问题，并且结合当前的理论研究背景对目前地铁盾构管片生产中存在的问题以及注意事项进行了深入地分析，希望能够为地铁盾构管片的生产提供帮助。
关键词：地铁；盾构管片；生产；技术问题
1地铁盾构管片的分类
在目前我国城市地铁的建设过程中，用预制混凝土管片来作为永久衬砌已经越来越广泛地出现在当前的施工进程中，管片的制作往往有着比较复杂的流程，需要提前制作。从目前的应用情况来看，地铁盾构管片一般可以分为三类，第一是标准环，该类型主要是用于直线段中，第二是转弯环，该类型主要是用在曲线段中，第三是通用环，该类型主要是用在直线和曲线段中。在具体的应用过程中，标准环和转弯环的配合使用就是拼装出各种符合人们需求的隧道，所以，从这个角度来说，管片的选型会直接关系到隧道的线路问题、质量问题等，同时也会关系到盾构工程的成败。
2管片选型的原则
在目前地铁盾构管片的选型工作中，主要遵循的原则有两个，那就是管片的选型要和隧道的设计路线更加的契合，其次就是管片的选型要更加适合盾构机的姿态，这两个原则是相辅相成的。
2.1管片的选型要和隧道的设计路线契合
在一个盾构工程开工之前，相关的工作人员需要根据设计路线的特点对管片制作出一个统筹的安排，在具体的工作中我们是将这一过程命名为管片排版，通过管片的排版我们就可以从整体概括上了解到路线一共需要多少转弯环，多少标准环，以及在曲线段上标准环和曲线环的分布方式。
2.2管片的选型要更加适合盾构机的姿态
管片的安装部位是在盾尾进行组装的，所以，不可避免地就会受到盾构机姿态的制约。所选取的管片平面应当尽量垂直于盾构机的轴线，换句话说，就是盾构机的推进油缸能够垂直推在管片上，这样可以保证管片的受力均匀，在掘进的过程中不会出现管片破损的现象，不仅如此，我们还需要照顾好管片和盾尾之间的地间隙，避免盾构机和管片之间发生碰撞而损坏管片。但是在实际的工作之中，盾构机往往会因为地质的不均匀以及推力不均匀等原因，经常会出现偏离隧道的设计路线情况，所以，当盾构机偏离设计路线我们进行纠偏的时候，我们要十分注意到管片的造型，避免发生重大事故。
3管片质量问题以及解决质量问题的措施
管片的实际生产过程中，具有效率高、单位时间内生产量高的特点，主要原因是管片的生产采用的是流水线的生产方式，但是这种生产方式也有它的缺点，比如每一道工序必须在规定的作业时间内一次性完成。如果其中某一个环节出现问题，那么在后续过程中就很难弥补，管片成品出现了缺棱角、堵塞孔以及粘皮等等问题，这些问题都会直接影响到管片的质量，比如影响管片防渗漏能力以及抗压能力等等，所以必须从根本上解决此类问题。
3.1硬化混凝土蜂窝麻面的外部原因以及如何解决的措施
混凝土浇筑对时间的要求非常严格，在规定的时间内必须要完成浇筑任务，混凝土的气泡在排出的时候时间非常短，很多气泡无法直接从混凝土出排出，这样就会给混凝土造成表面麻面蜂窝的现象。除了上面的因素之外，还有两个方面的原因：
首先外部环境对混凝土的表面质量影响非常大，如果气泡内有气体存在，那么气泡的体积就会经常受到环境的影响，受到热力作用的影响，外部温度越高，气泡的统计就会越大，体积越大，气泡就越不容易承载东西，非常容易破。外部温度越低，气泡体积就会越小，气泡承载东西就比较多，这时候就不容易形成气泡联通，特别是混凝土表面存在气泡，气泡也很小的时候，混凝土的外观不会发生任何变化。
其次，混凝土的脱模剂质量也是硬化混凝土蜂窝麻面的重要原因，目前市场有各种脱模剂，比如矿物油类别、水质类别、聚合物类别以及溶剂类等等，它们的作用大小是不一样的。
解决硬化混凝土蜂窝麻面外部问题的措施有两种，首先浇筑的时候先分层然后再让浇筑减速，最后通过不断的振捣排出气泡后再浇筑下一层；其次使用脱模剂的时候尽量选择比较优质的，这样也能够帮助混凝土蜂窝麻面得到改善。
3.2硬化混凝土蜂窝麻面的内部原因以及如何解决的措施
首先，混凝土的配比不对称，就会导致混凝土表面发生粘稠，在振动的时候必须要求有多余的浆体填充，如果不满足这个条件会导致硬化混凝土表面出现麻面。
其次，混凝土的气泡含量如果过多，就会导致引气剂的气泡质量存在很大的偏差。混凝土在施工的时候，因为引气剂的气泡含量差别导致混凝土在实际的浇筑时候很多气泡聚集后变成非常大的气泡，同时因为硬化混凝土表面能比较低，就非常容易形成联通的大气泡，因为振动的原因，大气泡想要往外排除非常困难，久而久之就在混凝土的硬化表面形成了我们看到的蜂窝麻面。
最后，还有一些水泥厂为了节约资源，提高水泥的强度，加大水泥细度的把握，一般在研磨粉的时候会使用助磨剂，助磨剂的本身能够引入气体，引入的气体不均匀，并且气体的体积偏大，就会造成混凝土的硬化表面形成蜂窝麻面的现象。
解决硬化混凝土蜂窝麻面内部问题的措施有两种，第一水泥中存在一部分的引起成分，这种成分可以在外加剂中加入消泡剂，消除水泥中的气泡。第二，我们可以调整胶材的用量、水灰比等等，改善混凝土的粘性，降低石子针片的质量，让整个浆体饱和，并且维持表面的松软程度适中，从而帮助气泡排出浆体，留出足够的体积填充空隙，并且保证浆体的表面光亮整洁。第三，我们应该选择质量好的引气剂，质量好的引气剂在混凝土中气泡区间为10μm到200μm之间，气泡的性能比较强，因为气泡的混凝土分布比较均匀，因此气泡本身是不容易发生集合的。
4管片发生龟裂的原因和改善措施
温度变化会导致出现裂纹，混凝土在硬化的时候，因为水化热的温度升高導致混凝土的气体发生膨。等水化热完成之后，混凝土的温度下降，混凝土的表面因为外部条件的制约，温度下降的非常快，伴随着自身的气体体积变化发生收缩。但是实际内部的混凝土降温速度仍然还在膨胀期，速度比较慢，对混凝土产生约束，最终导致混凝土的管片发生龟裂。
混凝土的酸碱性也是影响碳化的主要因素，混凝土的表面碱性越低，速度越快。这一普遍规律只适用于混凝土的整体，但是表面并不是这样。混凝土的表面主要成分是氢氧化钙，在化学原理中，碱度越高，反应越大，碳化速度就会越快，容易产生裂纹，因此应该降低混凝土表面的碱度，降低龟裂的发生速度。
5结语
碳化是发生混凝土裂痕的主要原因，碳化的收缩效果和干燥收缩的效果是相互叠加的，两者叠加就会导致管片发生龟裂，混凝土的表面主要成分是氢氧化钙，在化学原理中，碱度越高，反应越大，碳化速度就会越快，容易产生裂纹，因此应该降低混凝土表面的碱度，降低龟裂的发生速度。
使用质量好的引气剂，质量好的引气剂在混凝土中气泡区间为10μm到200μm之间，气泡的性能比较强，因为气泡的混凝土分布比较均匀，因此气泡本身是不容易发生集合的。另外可以调整胶材的用量、水灰比等等，改善混凝土的粘性，降低石子针片的质量，让整个浆体饱和，并且维持表面的松软程度适中，从而帮助气泡排出浆体，留出足够的体积填充空隙，并且保证浆体的表面光亮整洁。利用振动作用辅助能够减少蜂窝麻面的发生，改善混凝土的表面龟裂情况。
参考文献
[1]王彪.城市地铁盾构施工引起的地表沉降研究[J].工程建设与设计，2018（06）：39-40.
[2]刘世中.地铁盾构法隧道管片设计的几个问题[J].建材与装饰，2018（12）：248-249.
（作者单位：深圳市福盈混凝土有限公司）
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