盾构管片实验方案.doc

盾构管片实验方案目 录 1、工程概况 1 1.1 工程位置情况 1 1.2 管片设计情况 1 1.3 试验项目情况 2 2、三环水平拼装试验 2 2.1、试验数量 2 2.2、试验目的 2 2.3、拼装方式 2 2.4、使用设备、工具、物料及测量工具 2 2.5、拼装步骤 3 2.6、检验方法 4 2.7、管片三环水平拼装示意图 4 3、管片抗弯试验 5 3.1 试验频率 5 3.2 试验目的 5 3.3 试验方法 5 3.4 管片抗弯试验装置示意图 6 4、螺栓孔抗拔试验 7 4.1 试验频率 7 4.2 试验目的 7 4.3 试验方法 7 4.4 管片螺栓抗拔试验装置示意图 8 5、管片抗渗试验 8 5.1 试验目的 8 5.2 试验工具 9 5.3 试验数量 9 5.4 试验方法及步骤 9 5.5 管片抗渗试验装置示意图 10 1 、工程概况 1.1 工程位置情况 广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构 6 标段【大洲停车场出入段线】土建工程包含一个盾构区间，两个明挖区间段，位于广州市番禺区钟村镇大洲村与石壁三村范围内，东起拟建广州新客站，北止于大洲停车场。出入段从新客站站后顺接引出，线间距 5 米，两线并行向西，以 R300 米的半径曲线向北偏转，变线间距为 13 米，然后穿越宽为 50 米的石壁涌，把线间距从 13 米变为 4.8 米，同时起坡出地面，入场线里程 RDK0+154.321RDK1+802.360，长 1648. 米。其中 RDK0+290.899RDK1+415.727 为盾构段，长 1124.828 米，其余为明挖段；出场线里程为 CDK0+154.3021+778.894,长1624.592 米，其中 CDK0+294.648CDK1+439.399 为盾构段，长 1144.751 米，其余为明挖段，盾构段合计长 2269.579 米，明挖段长约 501.526 米。盾构段隧道内径为 5400mm，管片厚度为 300mm，管片宽度为 1500mm，配筋大于每立方 150 公斤，管片砼等级不小于 C50 级。管片共 1512 环，其中拟生产左弯环 60 环，右弯环 553 环，标准环 899 环。计划于 20_7 年 10 月进行管片试生产，投入模具 6 套，其中左弯环 1 套，右弯环1 套，标准环 4 套，每天每套模具生产 2 环管片，计划于 2021 年 5 月 31 日前全部生产完成。1.2 管片设计情况 隧道衬砌环每环由 6 块管片组成，分别为 3 块标准块、2 块邻接块及 1 块封顶块。衬砌环外径 6000mm、内径 5400mm，管片宽度 1500mm、厚度 300 mm。为满足曲线模拟及施工纠编的需要，曲线地段采用左、右转弯楔形环，通过与标准环的各种组合来拟合不同的曲线，楔形环单面楔形，楔形量为 38mm，楔形角为 1.4512°。管片混凝土强度等级：C50，抗渗级别：S12。根据计算，本区间管片生产和运输总量均为 1512 环，单环体积 8.06m3 ，折合混凝土工程量为 12186.72 m3 。1.3 试验项目情况 针对地铁隧道对预制钢筋砼管片的要求，除对此预制管片做常规的原材料、 砼试件等检验以外，还必须做以下试验项目：管片三环水平拼装试验 管片抗弯试验 管片螺栓孔抗拔试验 管片抗渗试验 2 、三环水平拼装试验 2.1 、试验数量 每套模具每生产 100 环做一组(3 环)水平拼装检验，每次试验至少有一环为契形环管片。（GB50299-1999(20_3 版)） 2.2 、试验目的 通过水平拼装检查模具的精度、扭曲度及弯曲螺栓孔的精确性。2.3 、拼装方式 侧立水平拼装。底部为标准环，中间为左或右弯环，顶部为标准环。用作拼装的管片随机抽用。2.4 、使用设备、工具、物料及测量工具 (1) 设备：10T 门式吊机； (2) 工具：螺杆式升降台座、吊架、吊夹、棘轮扳手、24 寸扳手、铁锤、铁板和小钢条； (3) 物料：木方、连接用弯曲螺栓、铁钉、尼龙绳； (4) 测量工具：50CM 钢直尺、30M 钢卷尺、塞尺。2.5 、拼装步骤 (1) 在选定的平整混凝土地台上，按隧道内径（R2700mm），划线，作为拼装基准线，并沿线预先安装螺杆式升降台座，用测量仪调节好水平度； (2) 拼装底部标准环。a.先放置好第一块标准管片，利用水平尺测量，使管片处于水平、直立状态； b.拼第二块标准管片，利用门式吊机及人力轻扶使之与第一块管片紧贴，利用水平尺调节使之直立与水平，并穿入弯曲螺杆，逐步拧紧使之与第一块管片贴合（拧紧螺杆时要注意不断地用钢直尺检查缝隙及错位情况，通过弯曲螺杆进行调平）； c.拼第三块标准块； d.拼左、右邻接块； e.插入封顶块； f.再次观察环的缝隙及错位情况，反复用升降台座及拧紧（或拧松）弯曲螺栓进行调节，争取最好效果； g.通过插片检查缝隙及错位状况是否符合规范要求； h.用钢卷尺测量环内、外直径，并通过钢管，千斤顶配合进行必要的调节，使之符合规范要求； (3) 拼装中间契型环（左或右弯环）。a.先把契型环三块标准片中中间的一块吊放在第一环的面上，其放置的位置与第一环中间的一块标准片错半片位（以手孔上的基线为准），插入弯曲螺拴并使用钢直尺检查其与底环管片贴合时的错位状况，利用弯曲螺拴撬引调节，平整后拧紧； b.拼入其余两块标准块； c.拼左、右邻接块； d.拼入封顶块； e.测量拼缝及错位状况并调节至最理想状态； f.测量环内、外直径并调至最佳位置；.(4) 拼顶环标准环 顶环标准环各管片的位置应与底环相同。(5) 螺栓杆与孔的间隙在螺栓孔中穿入螺栓后插钢丝检验。2.6 、检验方法 (1) 检验依据：钢筋混凝土管片水平拼装检验允许误差值（mm） 项 目 检 测 要 求 检 测 方 法 允 许 偏 差 环向缝间隙 每环测 3 点 插片 2 纵向缝间隙 每条缝测 3 点 插片 2 成环后内径 测 4 条（不放衬垫） 用钢卷尺 +2 成环后外径 测 4 条（不放衬垫） 用钢卷尺 -2+6 纵、环向螺栓全部穿进 螺栓杆与孔的间隙 插钢丝 d 孔-d 螺<1 (2) 检验工具：钢卷尺、塞尺、钢丝 (3) 检验方法：环向、纵向缝间隙测量：用塞尺插入测量，以目视可能的间隙插入塞片，逐步增加至不能插入为止，插入各塞片厚度的总和为最终测量值； 成环后内、外径：用钢卷尺测量。2.7 、管片三环水平拼装示意图 3 、管片抗弯试验 3.1 试验频率 每单位工程做一次 3.2 试验目的 本试验目的是按标准图和设计要求的试验参数及检验指标对盾构隧道管片进行结构性能检验，测定管片的承载力、挠度和裂缝宽度，并在荷重下对管片的水平位移进行测试。试验过程同步记录管片的初始裂缝荷载、最大裂缝宽度限值荷载、破坏荷载、破坏荷载下的挠度实测值和裂缝宽度以及不同荷重下管片的水平位移值。3.3 试验方法 本试验参考国家标准 GB50204-20_2混凝土结构工程施工质量验收规范执行，采用短期静力加载方法进行检验。a.加荷方法：采用千斤顶分配梁系统加荷，加荷点标距 1130mm，千斤顶的加载 值采用油压表量测。b.试验管片的支承方式：支承管片两端的小车可沿地面轨道做相对水平移动。c.荷载分级和持续时间：采取分级加载法：考虑试验设备重量及管片自重，初次加载荷重为 30KN，分级加载时每级加载 10KN，每级加载完成后持续 1min 记录压力表读数以及中心点、加荷点和水平位移变量。d.初始裂缝荷载：裂缝出现后,加载时间应持续 10min，在此时间内观察裂缝的开展，并取本级荷载值为开裂荷载实测值。e.最大裂缝宽度限值荷载：记下初始裂缝荷载值后继续对管片进行分级加载，每级加载持续时间仍为 10 min，观察裂缝开展，标记每级荷重下裂缝的出现位置并测量裂缝宽度，当管片裂缝宽度达到最大裂缝宽度限值时，记录此时的荷载实测值。f.破坏荷载：当加荷至压力表读数值不再上升时，说明在荷重状态下钢筋达到屈服强度。以此级荷载值为最终荷载值，即破坏荷载，并记录破坏荷载下的最大裂缝宽度。g.加荷位置：见加荷方法示意图。h.量值依据：本试验加荷使用 100t 千斤顶，其压力表示值为 0100MPa，精度为 1.5 级，出厂编号：104。经华南国家计量测试中心对千斤顶和压力表进行校准，依照检定的（荷载-压力表示值）线性回归方程得出每一级荷重下的压力表示值。3.4 管片抗弯试验装置示意图 试压架 活动小车 千斤顶 试压杆 橡胶垫 D1-D7 百分表 管片 压力表 D1 D2 D3D4 D6D7管 管 片 1130mm 弦长 3392.92mm 4 、螺栓孔抗拔试验 4.1 试验频率 每单位工程做一次三次 4.2 试验目的 本试验目的是对预埋在管片中央的灌浆孔螺栓套进行破坏性抗拔试验，检测其在外力作用下承受的最大抗拔力，为管片的吊装提供依据。4.3 试验方法 a.加荷方法：将拉力螺杆旋入管片灌浆孔螺栓套中，再将管片置于拉力架里，并使螺杆与拉力架用螺丝连接后，整体放置在支承架上，支承架承托着管片两侧，当千斤顶轴心升起时，拉力架带动螺杆向下拉，拉力螺杆通过螺栓套内螺牙传递力带动螺栓套向外拉拔，以测试灌浆孔螺栓套的最大抗拔力。（加荷装置见示意图） b.测试方法：在拉力架下方安放两个行程为 50mm 的百分表，当螺栓套受力时，百分表的读数显示螺杆的位移量；当百分表读数突然增大，压力不再上升，说明螺栓套对拉力螺杆的嵌裹力或混凝土对螺栓套及拉力螺杆的握裹力已被破坏。c.荷载分级和持续时间：采用分级加荷法，考虑试验设备重量及管片自重，初次加载荷重为 30KN，分级加载时每级加载 10KN，每级加载完成后持续 1min，记录压力表读数以及百分表读数。d.加荷位置：见加荷方法示意图。D2 D1 D3 D4 D5 D6 D7 e.量值依据：本试验加荷使用 100t 千斤顶，其压力表示值为 0100MPa，精度为 1.5 级，出厂编号：104。经华南国家计量测试中心对千斤顶和压力表进行校准，依照检定的（荷载-压力表示值）线性回归方程得出每一级荷重下的压力表示值。4.4 管片螺栓抗拔试验装置示意图 5 、管片抗渗试验 5.1 试验目的 本试验目的是检验管片混凝土的抗渗能力是否达到设计要求，从而为管片的耐久性提供依据。试验机架 拉力架 管片 千斤顶 塑料螺栓套 拉力螺杆 百分表 D2 压力表 百分表 D1 5.2 试验工具 a.检漏架：由铸铁及钢板焊接而成，呈弧面状，用于支撑整片管片，检漏架内弧面四周装有密封橡胶垫，管片置于检漏架上，其外弧面通过密封橡胶垫紧贴于检漏架内弧面上并形成密闭空间。b.橡皮条、紧固横杆及螺母：在管片内弧面上沿纵向分中间及两边共放置八条橡皮条于管片内弧面上，然后再在其上放上紧固横杆，收紧螺母，用于固定整块管片，使管片外弧面与检漏架内弧面形成密闭空间。c.水压系统：包括加压泵、压力表、进水管、进水阀门、出水管、排气阀等设备，可实现对管片的稳步加压及恒压。5.3 试验数量 每生产 50 环抽查 1 块管片做检漏测试，连续三次达到检测标准，则改为每生产 100 环抽检 1 块管片，再连续三次达到检测标准，最终检测频率为每生产20_环抽检 1 块管片做检漏测试。如果出现一次检测不达标，则恢复每生产 50环抽检 1 块管片做检漏测试的最初检测频率，再按上述要求进行抽检。5.4 试验方法及步骤 1、全面对检漏架及加压泵进行检查，特别是焊接部位和密封胶圈应完好无损； 2、将管片平稳放在检漏架上，检查密封橡胶垫是否紧贴于管片外弧面； 3、在内弧面上沿纵向放上八条橡皮条，中间向两边均匀布置，然后在内弧面上压上紧固横杆，螺母从中间向两侧分步收紧； 4、打开排气阀，通过进水阀进水。当两端排气阀有水排出时，将排气阀和进水阀关闭，将进水阀接上手动加压泵后再打开进水阀开始加压； 5、加压至 0.2MPa 时，恒压 5min，检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录； 6、加压至 0.4MPa 时，恒压 5min，检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录； 7、加压至 0.6MPa 时，恒压 30min，检查管片是否有漏点，以及渗透深度，并填写记录； 8、加压至 0.8MPa 时，恒压 2h，检查管片渗水线高度，如不超过管片厚度的1/5 即为合格。9、在整个试验过程中，随时注意检查检漏架的密封胶圈是否发生破损，检漏架的紧固螺杆及钢板是否变形，如果异常应立即中止试验，以保证安全。5.5 管片抗渗试验装置示意图 第 8 页 共 8 页