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地鐵管片生產存在的問題和對策

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  沈陽市目前已建成開通了地鐵一號線,地鐵二號線正在建設當中。目前,沈陽地鐵共規劃十條線路。為鋼筋凝土管片的應用提供了廣闊的空間。

  下面就地鐵管片生產存在的問題談談一些看法。

  1.外觀質量

  1.1 側面、端面氣孔

  混凝土為一種不均勻介質或多或少會存在空氣,結構中必然存在一定量的氣泡,自然構件表面不可避免會出現氣孔。國標《預制混凝土襯砌管片GB/T22082-2008》中對孔洞的定義為:混凝土內孔穴深度和長度均超過保護層厚度。對麻面的定義為:表面呈現的密集微孔。外觀質量要求是孔洞不允許出現,麻面小于5%,可以修補。這就說明對管片來說氣孔是允許合理存在的。我廠也對外觀出現密集氣孔的管片進行了鉆芯取樣,實際發現無論管片外觀質量如何,經過振動臺整體振搗的管片內部均勻密實。

  據了解,國外特別是在歐洲國家鋼筋混凝土管片制作大多采用整體氣振成型,全自動化操作,振動時間自動控制,強調混凝土均勻、密實,不片面追求外觀氣孔大小和多少。

  目前沈陽地鐵的業主及監理對管片外觀質量要求十分嚴格,應避免陷入單純追求外觀的型式主義中,避免對混凝土結構本身可能造成的損害。管片生產企業過于要求外觀質量,為了減少氣孔不得不增加振動時間,結果很容易導致混凝土內部骨料分層使得混凝土結構更加不均勻,形成浮漿層,增加表面裂縫出現的幾率,反而影響管片的性能。

  1.2 表面裂紋

  混凝土本身是不均勻體,由于本身化學反應和各組分間性能差異,必然會產生裂紋,完全消除是不可能的。表面細小的干縮裂紋和龜裂紋屬無害裂紋,對管片整體性能影響很小,不妨礙管片正常使用。管片設計中對裂紋的要求為其寬度不得大于0.2毫米,應該理解為影響混凝土結構性的裂紋,而非表面較淺的無害干縮裂紋。無害裂紋產生不可避免,可通過技術措施盡量減少產生。對影響結構性的溫差裂紋和局部應力裂紋應堅決避免。

  具體措施有:

  ① 合適的混凝土施工配合比及良好的攪拌質量,主要是控制水灰比、砂率適合的外加劑。砂率的大小調整混凝土的流動性,振搗臺振搗宜選取5-8cm的坍落度,振搗棒振搗宜選取6-12cm的坍落度。后續的抹面工作的時間控制要選用合適的外加劑,既要保證10-20分鐘的坍落度經時損失,又要保證混凝土在澆注完畢后強度的盡快增長;

  ②管片成型后合理的壓面措施;管片振搗后外弧面多少會有一些浮漿,水泥含量較大,硬化后收縮比較大。如果控制不好表面會出現不規則的龜裂。一定要壓實之后才能進行蒸養。

  ④脫模前合適合理的養護,特別須注意蒸養溫度控制,避免溫差裂紋產生;北方天氣與南方不同,四季交替明顯。進過幾年的實驗摸索,蒸養溫度可以比室內溫度提高25℃,例如冬季施工時,環境溫度10度可以選用40℃~45℃之間進行蒸養,夏季室溫30℃左右時可以選用50℃-55℃之間進行蒸養。總的蒸養時間在300℃.小時可以達到拆模強度。恒溫溫度不宜超過60℃。

  ⑤脫模后及時進行水養護,保證至少7天的潤濕養護,避免表面失水干縮;

  ⑥吊運過程注意成品保護,避免碰撞造成局部應力集中產生結構性裂紋。

  2.成品試驗檢驗

  2.1 三環水平拼裝試驗

  目前我國的國標《地下鐵道工程施工及驗收規范》(GB50299-1999)要求的試驗頻率為每個模具每生產200環進行1次三環水平拼裝試驗。據了解德國和法國的管片水平拼裝只拼一環。我認為對三環拼裝的批次上可以適當放寬。監理和業主在正常生產中加強成品管片的外觀尺寸檢查,嚴格控制影響拼裝精度的管片寬度、弧長及曲度指標,定期進行管模精度檢查調整,即可滿足管片拼裝要求。拼裝頻率可依工程量大小在300環~600環之間選擇,確保水平拼裝檢驗有效安全進行。

  2.2 單塊管片整體抗滲試驗

  單體管片抗滲試驗是模擬盾構隧道中成環管片所受外界地層水壓滲透狀態進行的。檢驗思路不錯,但是試驗方法和試驗的必要性有待商榷。國標中對混凝土的抗滲性能是以抗滲試塊的檢驗為準的,是否進行實體檢驗應以構件形態來定,不能一概而論。據了解在日本、歐美國就沒有類似的管片檢驗。而對C50P10的混凝土抗滲試塊的試驗中,水壓加到3.5MP也沒有出現試塊滲漏的現象。

  就沈陽地鐵隧道的現狀來看,隧道防水的薄弱環節不是管片本身,而是管片成環時環與環之間的縫隙。拼裝時產生的裂縫。

  伴隨著盾構技術的日漸成熟,目前鋼筋混凝土管片是盾構使用的主力軍。對我國的現狀來說,管片生產制作仍處不斷摸索、不斷完善的階段。我們認為,應該出臺管片標準化圖集,統一不同型號的配筋,形成管片工廠化、產品化、規模化發展。另外,在條件允許的情況下,可以探索新的管片形式,例如鋼纖維凝土管片等。

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