李弘刚

（陕西引红济石工程建设有限公司 陕西 太白 721600）

1 工程概况

引红济石调水工程位于陕西省太白县，自秦岭南麓汉江水系褒河支流红岩河上游取水，通过穿越秦岭的长隧洞自流调入秦岭北麓渭河支流石头河，经石头河水库调节后向西安、咸阳、宝鸡、杨凌等城市供水，并向渭河干流补充一定的生态水量。工程由低坝引水枢纽和一条输水隧洞（洞长19.76km）两部分组成。设计引水流量13.5m3/s，纵比降1/890，设计年调水量9210万m3。输水隧洞施工设计采用钻爆法+1台TBM法施工方案。其中，进口段8.7km采用钻爆法施工，出口段11.06km采用TBM法施工。

TBM施工安装管片的数量为10054环，衬砌管片内径3000mm，管片厚度为250mm，管片宽度为1100mm。每环衬砌管片5块，分别为1块底管片、1块楔型顶管片、1块边管片和2块侧管片。每环管片的体积为2.923m3，每环管片的重量为7.3t。管片类型按岩层级别分为中型、重型和特种三种类型。

本次TBM法施工11.06km全部采用混凝土管片进行衬砌，因此混凝土管片的质量就显得尤其重要。混凝土管片施工的工艺水平、施工队伍的素质、原材料的质量等因素均给混凝土管片施工的质量控制带来一定困难。

2 管片质量控制措施

2.1 施工准备质量控制

2.1.1 混凝土原材料的质量控制

原材料的质量及其波动，对混凝土管片质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动，将直接影响混凝土的强度；各级石子超逊径颗粒含量的变化，导致混凝土级配的改变，并将影响新拌混凝土的和易性。为了保证混凝土管片的质量，在生产过程中，一定要对混凝土的原材料进行质量检验，全部符合技术性能指标方可应用。在混凝土生产过程中，对原材料的质量控制，除经常性的检测外，还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律，并拟定相应的对策措施。对于外加剂应进行试验，不能锈蚀钢筋。水泥、砂、石子、钢筋、掺合料、外加剂等各性能指标必须达到规范要求。

2.1.2 预制混凝土管片模具的质量控制

由于混凝土管片生产数量大，混凝土管片生产宜采用工厂化生产，流水线作业，保持生产过程均衡、稳定，模具数量、生产和储存能力应满足TBM最大掘进速度时的管片使用要求，并考虑一定的余地。管片模具应有轨道行走装置，模具应定期进行检修和保养，保证模具结构有足够的强度和刚度，并满足管片几何尺寸要求，此外还应适应高温、温度重复变化及抗疲劳的要求。混凝土的振捣宜采用附着式振捣器振捣，以防止管片模具振捣过程中产生的变形。模具在试生产前应进行初检，符合设计要求后可以生产，在试生产的管片应随机抽取3环进行拼装检验，合格后方可正式生产。

2.1.3 拌合厂的质量控制

管片混凝土应在自建的拌合厂拌合，拌合厂应高效、可靠，自动控制配料，并满足混凝土管片的要求。对每台计量设备和全部计量系统必须定期进行检验。拌合时混凝土各种成分应在拌和机充分搅拌，使所有材料成分拌合均匀。拌合物的均匀性检查，混凝土的含气量、坍落度检查必须在浇筑地进行。

2.1.4 工地试验室的质量控制

管片混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的，因此宜在工地现场建立试验室。首先使用的原材料要符合要求，特别是砂、石料变异性较大，试验室人员必需按照技术规范的要求，经常取样进行检验，不符合要求的材料杜绝使用。试验室必须按要求进行各项试验，提出性能好、成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素，所以，每天工地进行混凝土搅拌前，试验室必需检验砂、石料的含水量，调整混凝土的用水量，以控制混凝土的水灰比，施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时，不准入仓浇筑。

试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，或当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用水量做适当调整（保持水灰比不变）。

钢筋混凝土管片配制坍落度一般为3cm～5cm，为改善混凝土性能，提高混凝土强度，在混凝土中宜掺入不同类型的外加剂，改善混凝土性能的科学配制，优化混凝土的配合比。

2.2 预制混凝土管片质量控制

混凝土管片生产宜采用工厂化生产，保持生产过程均衡、稳定。其生产能力应满足TBM最大掘进速度时的管片使用要求，其厂内储存能力应不少于继续养护2天的要求。

2.2.1 和易性是决定混凝土管片质量的主要因素

和易性是混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时，则混凝土可能振捣不实或发生离析现象，产生质量缺陷。通常配制管片混凝土选用低水量、低坍落度，强调以振实工艺来保障混凝土质量，其实这样易产生蜂窝，孔洞等质量缺陷。实践表明，和易性良好的混凝土才便于振实，且应具有大些的流动性或可塑性，以利于浇筑振实，还应具有较好的粘聚性和保水性，以免产生离析，泌水现象。

2.2.2 混凝土浇筑振捣过程是混凝土管片质量控制的主要环节

混凝土配合比设计、原材料的质量、搅拌均匀运输、浇筑振实成型、蒸汽养护、吊装、室外养护等整个施工环节中，浇筑振实成型是主要的环节。在混凝土浇筑成型时，由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题易引起重视，但对于振捣不良所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题，却容易忽视。所以，混凝土振捣应引起施工人员足够重视，质检员应采取相应的有效措施，使混凝土振捣良好。

2.2.3 混凝土管片的养护及预防混凝土缺陷的发生是质量控制的重点

砼浇筑后，静停1h～4h，升温养护速度为15℃～20℃，不小于1h。养护罩不低于管片模板表面10cm～15cm，不能让蒸汽跑出，罩内温度控制在60℃～70℃，恒温养护延续4h，养护降温速度20℃～40℃。蒸汽养护后管片混凝凝土试块强度达到20MPa，管片出模在厂内静置两天后方可运出厂外进行室外养护。

2.2.4 混凝土管片的质量检验

合同文件中技术规范规定，混凝土管片的质量是依靠混凝土标准养护试块的强度来评定，并代表混凝土管片的强度。但应当指出，当混凝土管片浇筑成型不够密实或有缺陷时，试块强度的代表性就要随着降低，因为试块体形很小，容易浇筑成型和养护振实。但在浇筑管片混凝土时，就很难把混凝土浇筑成如同试件的质量一样，因此，管片混凝土质量只依靠试块强度保证是不够的，还必须对管片混凝土施工全过程进行妥善控制，特别是对浇筑振实成型过程尤需严格控制。对于成品采取回弹法、钻芯取样等辅助手段进行必要及时的检查，以确保管片的质量。

要想保证管片的质量，除了上述注意事项外，人的质量意识也是很重要的。人是指直接参与施工的组织者、指挥者和操作者。人作为控制的对象，是要避免产生失误，充分调动人的积极性，发挥人的主导作用。建立健全质量管理体系和规章制度，试验人员对施工中的主要原材料，诸如钢材，水泥、粉煤灰、减水剂等都要经过严格的检测，凡不合格品，一律不得使用，混凝土拌和物不合格，一律不得入仓，以确保管片质量。试验、质检各部门要基本覆盖所有质控点，不但对原材料的生产、进货、存放等各个环节进行质量检测，且把现场混凝土质量控制作为重点。为保证管片质量而运作的所有生产单位和专职职能部门是统一的整体，试验室通过对每一个质控点的检测分析，及时把各种信息反馈给有关部门，发现一个问题，解决一个问题，使生产过程始终处于控制状态。为了切实解决问题，还从技术措施和管理制度约束有关部门和人员。总之，要用人的质量保证混凝土管片的质量。

3 结论

预制混凝土管片的顺利生产，主要不仅需要有先进的模具，还有其对蒸养的水泥、粉煤灰及骨料混合的要求，材料必须符合蒸养的条件，经过大量的试验才能成功。还有设备的维修、保养，使其正常运行。精心组织，精心施工，从清理模具、下料到绑钢筋笼、钢筋笼吊入模具、混凝土入仓、振捣、高压蒸养、脱模起吊、室外养护、贴止水条、最后到洞内安装，这一系列的工序都必须有严格的组织，从质量体系建立、质量标准制定、生产过程的关键工序检查及完善检验手段等方面进行严格的质量管理与质量控制，确保管片成品的结构性能和耐久性要求。陕西水利

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部,GB50446--2008盾构法隧道施工与验收规范[S],2008

[2]中华人民共和国水利部SL352—2006水工混凝土试验规程[S]，2006

[3]中国建筑科学研究院，混凝土及预制混凝土构件质量控制规程[S]，中国计划出版社，1994

[4]陕西引红济石工程建设有限公司,引红济石工程施工招投标文件[N],2005