型式檢驗在地鐵盾構(gòu)管片檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用

型式檢驗在地鐵盾構(gòu)管片檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用【摘要】本文以南寧軌道交通土建盾施工項目為背景，對該項目所采用的預(yù)制混凝土襯砌管片進(jìn)行了型式檢驗，結(jié)合理論計算與實測數(shù)據(jù)，對地鐵盾構(gòu)管片的各項性能指標(biāo)作出了科學(xué)而客觀的評價，為軌道交通的安全營運提供可靠的技術(shù)資料?！娟P(guān)鍵詞】型式檢驗；地鐵盾構(gòu)；管片0.引言地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)節(jié)省人力、施工速度快，而且開挖時可控制地面沉降及減少對地面建筑物的影響，一直廣泛使用與我國的軌道交通領(lǐng)域。但是地鐵盾構(gòu)管片的不可更換性，既是該項技術(shù)的特點，也是其缺點。管片承擔(dān)著隧道主體內(nèi)部和外部的全部負(fù)荷，其綜合性能的重要程度不言而喻。因此，采用各種檢測手段對地鐵盾構(gòu)管片進(jìn)行各項性能指標(biāo)的檢驗，也是地鐵建設(shè)中不可或缺的環(huán)節(jié)。1.試驗概況根據(jù)委托方的要求，對南寧軌道交通土建施工項目盾構(gòu)區(qū)間的管片進(jìn)行型式檢驗，其中包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、三環(huán)拼裝、抗彎、抗拔、抗?jié)B檢漏檢驗。采用A型標(biāo)準(zhǔn)環(huán)管片進(jìn)行管片抗彎試驗及管片抗?jié)B檢漏試驗，采用標(biāo)準(zhǔn)K型封頂片進(jìn)行管片灌漿孔螺栓抗拔試驗，環(huán)內(nèi)徑為5400mm，外徑為6000mm，片厚為300mm，片寬為1498mm，混凝土設(shè)計強度等級為C50，抗?jié)B等級P12，養(yǎng)護(hù)齡期超過28d，外弧面鋼筋保護(hù)層設(shè)計厚度為50mm，內(nèi)弧面鋼筋保護(hù)層設(shè)計厚度為40mm。主要力學(xué)性能指標(biāo)要求為：管片抗拔性能試驗加載達(dá)到設(shè)計荷載250kN下的最后三次所測位移，相鄰兩個位移差均小于0.01mm；管片抗彎荷載試驗加載達(dá)到設(shè)計荷載200kN并持荷30min后，沒有觀察到裂縫或裂縫寬度不大于0.20mm；管片抗?jié)B檢漏試驗在設(shè)計抗?jié)B壓力1.2MPa下穩(wěn)壓2h，管片內(nèi)弧面不出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，滲水進(jìn)入管片外背高度不超過50mm。2.試驗的主要依據(jù)及所需的設(shè)備2.1試驗的主要依據(jù)本次試驗的主要依據(jù)為《預(yù)制混凝土襯砌管片》（GB/T22082-2008）、《盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T164-2011）、設(shè)計圖紙等。2.2試驗所需的設(shè)備本次試驗所需的主要設(shè)備有剛性臺架系統(tǒng)、YDC450-200T型千斤頂、YDC300-200T型千斤頂、0-30mm百分表、裂縫測寬儀、水壓表、游標(biāo)卡尺、鋼筋掃描儀及其他輔助設(shè)備等。3.試驗方法及試驗結(jié)果3.1管片外觀質(zhì)量檢測對混凝土管片外觀進(jìn)行目測，觀察管片是否有裂縫、露筋、孔洞、蜂窩等進(jìn)行檢查，并及時記錄每條裂縫的位置、最大寬度和長度、記錄外露鋼筋的位置及數(shù)量、記錄孔洞的位置及數(shù)量、每個孔洞的最大孔徑和最大深度、應(yīng)記錄蜂窩的位置及數(shù)量等，螺栓孔檢測時要先采用目測，再采用螺栓對管片環(huán)向、縱向螺栓孔進(jìn)行穿孔檢驗，并應(yīng)記錄螺栓穿孔檢驗、內(nèi)圓面平整和螺栓孔塌孔情況。在試驗過程中，并未發(fā)現(xiàn)管片有貫穿性裂縫、內(nèi)、外表面露筋、孔洞、蜂窩缺陷，管片的環(huán)、縱向螺栓孔暢通、平整。3.2管片尺寸偏差檢測利用游標(biāo)卡尺對混凝土管片的寬度、厚度進(jìn)行檢測，測量管片寬度時，要用游標(biāo)卡尺在內(nèi)、外弧面的兩端部及中部各測量1點，共6點，精確至0.1mm，允許偏差為±1mm；測量管片厚度時，要用游標(biāo)卡尺在管片的四角及拼接面中部各測量1點，共8點，精確至0.1mm。允許偏差為（+3，-1）mm。用鋼筋探測儀測量鋼筋保護(hù)層厚度，要在內(nèi)弧面和外弧面各測量5點，精確至1mm，允許偏差為±5mm。試驗測得管片的寬度偏差在0.0mm-0.9mm之間，厚度偏差在0.0mm-2.9mm之間，鋼筋保護(hù)層厚度合格點率為93%。3.3管片水平拼裝檢測在平整的場地上選擇一個中心點，根據(jù)管片半徑向四周制作出圓形拼裝平臺，專業(yè)人員校準(zhǔn)平水后，用吊機將管片吊運就位，并由現(xiàn)場人員配合把管片安放在拼裝臺上，毎環(huán)管片拼裝順序依次為：B塊、A1塊、A2塊、A3塊、C塊、K塊，并使用螺栓固定管片。每次拼裝隨機選擇三環(huán)管片進(jìn)行，安裝完畢后，按照鋼筋混凝土管片水平拼裝檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量測檢驗及數(shù)據(jù)記錄，環(huán)向縫間隙允許偏差為0-2mm，縱向縫間隙允許偏差為0-2mm，成環(huán)后內(nèi)徑允許偏差為±2mm，成環(huán)后外徑允許偏差為（-2，+6）mm。試驗測得環(huán)向縫間隙偏差為0.1-0.6mm，縱向間隙偏差為0.1-1.2mm，成環(huán)后內(nèi)徑偏差為1-2mm，成環(huán)后外徑偏差為1-5mm。3.4管片撿漏測試打開排氣閥門，接通進(jìn)水閥，注入自來水。當(dāng)排氣中排出水后，關(guān)閉排氣閥，啟動加壓泵，按0.05MPa/min的加壓速度從0開始按0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa分級加壓，每級各持壓10分鐘，檢查管片是否有滲漏水現(xiàn)象，觀察側(cè)面滲透高度，作好記錄。第六級加壓至1.2MPa后，持壓2h，直至試驗完成。持壓過程中，仔細(xì)觀察構(gòu)件各端面是否有滲漏水現(xiàn)象，觀察側(cè)面滲透高度，并做好記錄。試驗測得在每級加壓過程以及最大壓力的恒壓過程中，并未發(fā)現(xiàn)管片有滲漏現(xiàn)象。3.5管片抗彎性能檢測3.5.1管片裂縫理論計算方法3.5.2檢測方法與實測數(shù)據(jù)管片抗彎性能分別在56、112、168、224、252、266、280kN的荷載下進(jìn)行測試，每級恒載時間不應(yīng)少于5min，應(yīng)記錄每級荷載值作用下的各測點位移，并施加下一級荷載。當(dāng)管片出現(xiàn)裂縫后，應(yīng)持續(xù)荷載10min，觀察管片裂縫的開展，并應(yīng)取本級荷載值為開裂荷載實測值。當(dāng)加載至設(shè)計荷載時，應(yīng)持續(xù)荷載30min，觀察管片裂縫開展，記錄最大裂縫寬度，隨后卸載，終止檢驗。試驗測得，當(dāng)加載至224kN時，管片中部開始出現(xiàn)裂縫；當(dāng)試驗加載至280kN并恒荷30min后，測得管片中部裂縫最大寬度為0.16mm，而按照設(shè)計圖紙所提供的相關(guān)參數(shù)所計算出的理論最大裂縫寬度為0.169mm，表明管片構(gòu)件的靜力響應(yīng)良好，受力狀態(tài)基本符合設(shè)計預(yù)期。3.6管片灌漿孔螺栓抗拔檢測管片抗拔性能檢驗采用分級加荷的形式進(jìn)行，50、100、150、200、225、237.5、250的荷載下進(jìn)行測試，每級持荷時間不少于5min，記錄每級荷載作用下螺栓的位移量。試驗測得，螺栓的位移量隨著試驗荷載的增加而變大，當(dāng)試驗荷載增加至250kN時，最后三次位移的相鄰兩個位移差均小于0.01mm。4.結(jié)論本次型式檢驗的受檢管片外觀質(zhì)量、尺寸偏差、水平拼裝、檢漏試驗、抗彎性能、抗拔性能均符合《預(yù)制混凝土襯砌管片》（GB/T22082-2008）與《盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T164-2011）的要求，判斷該批盾構(gòu)管片產(chǎn)品合格，可以投入工程使用。此（下轉(zhuǎn)第330頁）（上接第248頁）外，在管片抗拔試驗中，檢測規(guī)范本身并沒有要求在管片與千斤頂之間設(shè)置反力架，也就是說從管片破壞形式的角度而言，并未考慮管片基體的破壞，這將有待今后做進(jìn)一步的探索研究?！觥緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]周海鷹，李立新，陳廷國.地鐵管片抗裂度及裂縫寬度試驗和計算方法[J].山東大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2010