地铁施工管片通常为盾构管片,主要作用为抵抗土层压2113力等特殊荷载。
盾构管片是是隧道的内层屏障,是盾构法隧道的衬砌结构,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。
盾构管片的生5261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4102可成型。
槽道材质要求
盾构管片预埋槽道及锚杆和相应配件的材质选用低碳高合金钢,其中碳元素含量≤0.08%,镍元素含量Ni≥0.40%,铬元素含量Cr≥0.35%,钼元素含量Mo≥0.30%,含碳量低,其韧性、机械性能、防腐性能均好,非常适合动载;镍钼铬多元合金增强了槽道的防腐能力,槽道材质也可采用综合性能优于此钢材的其他材质。5不锈钢采用不锈钢作为预埋槽道的主材,可耐酸、碱、盐类腐蚀,防腐性能理想,但是不锈钢材料力学性能与普通低碳钢相比具有明显的差异,主要表现在其具有较低的比例极限、明显的应变硬化特性。预埋槽道中采用一定量的Mo元素,使其达到耐火性能要求。
2.2槽道截面尺寸
国内目前地铁盾构管片设计的预埋槽道主要有38mm(高)×23mm(宽)、25mm×30mm、20mm×30mm三种型号。如图2所示。其中38mm×23mm型号的槽道预埋在2000mm宽盾构管片中,25mm×30mm型号的槽道预埋在1500mm宽盾构管片中,20mm×30mm型号的槽道预埋在1200mm宽盾构管片中。管片是用在隧道盾构法施工中的,盾构机向前切土推进后,几个管片就围着隧道内部拼成一环,然后用螺栓连接紧固,形成隧道的衬砌,承受土压力。盾构管片预埋槽道一次热轧成型,表面防腐采用绝缘封闭层+多元合金共渗层,盾构管片预埋槽道轴向力、剪切力的工作荷载不小于10kN,设计荷载不小于14kN,槽道在拉力、轴力加载到30kN时槽道不发生任何屈服变形。预埋槽道槽口设计采用燕尾槽时,α值为75°,或者设计成平口槽时,α值为90°,这需要根据实际受力的不同来决定。预埋槽道可满足无预埋在混凝土时疲劳试验100万次,预埋混凝土时疲劳试验可达300万次,且满足疲劳频率1~3Hz,正弦波波形,荷载基准及幅值为(10±3)kN。
4防腐层的试验检测
4.1绝缘层试验检测
对绝缘层厚度可采用测厚仪或者电镜来测定;对于绝缘性可以采用槽道试件通电,欧姆表测定表面电流值。强度、软化点、黏结力和阻燃性测定可参考相应的国家技术标准,憎水性,耐酸、耐碱性可以在酸、碱溶液中浸泡来测定。
4.2合金共渗层绝缘检测
地铁盾构管片预埋槽道多元合金共渗涂层厚度大于50μm。其厚度需要电镜检验并需按GB/T1732—93要求进行冲击试验,1.0kg重锤由500mm高度落下,涂层完好。合金中铝元素的含量根据合金共渗层的延展性、附着力等参数来确定,一般在2%~10%。经共渗处理的钢铁制件不改变基体的金相结构,也不影响其力学性能,其抗拉、屈服强度还有所提高。采用中性盐雾试验来检测槽道多元合金共渗层的防腐能力。要求槽道满足中性盐雾试验(NSS)不低于2400h且无红绣产生。在中性盐雾试验中,24h等同于1年,2400h模拟试验等用于预埋槽道设计使用寿命100年。或者经300h铜加速醋酸盐雾试验(CASS)无红绣产生。
管片脱模吊运技术蒸养结束混凝土达到足够的强度(脱模强度由实验室测定)后,即可拆除管片的模具。
5.1 拆模时应注意以下几点:
①拆模前应清除干净混凝土残积物,且整个清除过程及拆模过程中均不得有锤打、敲击等野蛮操作行为。
②拆模顺序为:先拆卸系杆螺栓,再拆卸旁模与底模固定螺栓,后拆卸侧模与端模连接螺栓,顺序依次拆除盖模,旁模,端模 。所有螺栓及模板拆下后,均必须清抹干净,涂刷养护油或养护剂并在位置堆放整齐。
③脱底模时,为防止起吊时管片产生有害裂缝,脱模吊具选用4 个真空吸盘吸附管片上表面。由于管片单片重约11t,因此每个吸盘的吸附力应不小于5t。
5.2 缺陷的修复
① 管片表面一般的缺陷(水泡,气泡),在征得监理工程师的同意后,方可进行修补。
修补时 ,先用海棉蘸浆涂沫,再用修补剂填补,用灰匙抹平。
② 对于深度>2mm,直径>3mm 的缺陷,采用二次填补方式,一次填补的材料干缩后,再二次填补抹平。
③ 管片修补剂采用丁二烯和共聚物乳液与水泥混物搅拌成粘结水泥浆,其与瞬凝水泥共同制成管片修补剂。施工前使基面潮湿,水泥浆施工厚度不超过2mm,然后再将瞬凝水泥涂于水泥浆上即可。其中38mm×23mm型号的槽道预埋在2000mm宽盾构管片中,25mm×30mm型号的槽道预埋在1500mm宽盾构管片中,20mm×30mm型号的槽道预埋在1200mm宽盾构管片中。(乳液属性可参照以下:比重1.01,PH 值10.5,无毒,乳液与水泥按1:2 重量比拌至均质,粘稠状态。)
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