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1、盾构管片水气泡成因及防治中铁十三局广州地铁项目经理部张秀华 李永生 张延华 刘晓辉【内容提要】本文主要通过在广州地铁四号线仑大盾构区间盾构管片生产实践中常见气泡问题进行探讨分析，研针对具体情况提出了盾构管片水气泡相应预防措施。【关键词】盾构管片水气泡成因 防治一、前言水气泡是盾构管片常见的病害之一。尤其在管片脱模后，管片表面往往会出现一些大小不一的水气 泡，水气泡聚积的地方会形成蜂窝麻面，它的大量存在削弱了管片局部保护层的厚度，降低了管片构件 的抗渗等级要求。在经过大量的检漏试验证明，管片在水压力增大时就会沿水气泡密集的部位出现渗水 现象，在使用到隧道时就会影响到管片的防水效果。要想有效的控制
2、管片气泡的产生，还需从其气泡成 因入手。、管片构件水气泡的形成原因中铁十三局广州公司在广州地铁四号线生产过程中根据管片模具自身结构采用不同的坍落度、不同 振捣时间、不同的脱模剂浓度、不同的下料方式等多方面进行对比试生产，得出结论如下:1、管片钢模板自身结构的影响。本工程衬砌采用6块管片拼装而成的圆形衬砌，制作管片所用的钢模具精度要求非常高，其精确度为0.25mm，密封性高。而且管片为贴防水材料止水条特别设置了深约15mm的凹槽，相对应管片模具就设置出了高15mm的凸起部位。如图1所示。由于管片模具凸起部位的阻挡混凝土在振捣时所排出的空气及水分不易排出，从而在管片的侧面形成水气泡。图1管片K件模
3、具图片2、混凝土坍落度影响根据管片成型要求， 我公司对混凝土坍落度进行了从40-100mm等不同级别的试验，详见表1、表2管片外观质量检查表。模具编号坍落度振捣时间（min）外观检查效果备注A1P2403610拓X5左右气泡达 12个差脱模剂浓度2 : 1A2P2402610拓X5左右气泡达 10个差脱模剂浓度1 : 2A1P26021气泡较多，但无大于 7mm以上气泡较差A3P26025气泡较少，5mm左右气泡为4个较好A2P2651410拓X5左右气泡达 7个较差A1P2651910拓X5左右气泡达 8个较差BP26525小气泡多，均未大于 5mm以上较好A1P26530气泡较少，5mm左
4、右气泡为6个较好KR1705气泡较多，8 X5 X5mm以上气泡有3个较差KP2709气泡较少，5mm以上气泡3个较好分层下料BP27022气泡较少，5mm以上气泡2个较好分层下料CP27024气泡较多，大于 5mm气泡达10个较差A2P27032气泡多且大，最大达 20 X9 X5mm差中磊外加剂A1P27519气泡较少，5mm左右气泡6个较好分层下料A3P27524气泡较少，5mm以上气泡4个较好分层下料BR1806气泡较少，无较大气泡较好分层下料A3P2801810拓X5mm左右气泡达7个较差CR18012大于5mm 气泡26个最大10 X6 X5有2个差KP2856气泡较少，无较大气泡
5、较好作二次补振CP38519气泡较多，最大 5 X10 0mm 有1个较差KP2907气泡较少，10 X5 X5mm为2个较好A3P39019气泡较多，8 X5 X5mm气泡8个较差A3P29023气泡较少，无较大气泡较好作二次补振KP2954气泡偏多，10 X5 X5mm气泡3个较差CP29522气泡较少，10 X5 X5mm气泡3个较好作二次补振A1P210015气泡较多且大，最大达 17 X15 X7mm差CR110019气泡较多，但无较大气泡较好中磊减水剂A1P210019气泡较多且偏大较差表 1 管 片 外 观 检 查 表从表 1 试验结果可以看出坍落度在 60-90mm 范围内效果
6、较好，气泡相对较少。根据现场操作观察， 坍落度控制在 70-85mm 既方便施工成型效果也较好，气泡又相对较少。3 、 外加剂的影响。混凝土外加剂的选用很重要，许多混凝土用减水剂都含有引气的作用。加大了混凝土振捣时的排气 量，这样也增大了混凝土表面气泡的形成。4 、人工振捣的影响 由于受钢筋笼和模具的限制，工人在振捣时不容易控制振捣的均匀性，加上人工操作的不稳定因素 和工人操作的技术熟练程度的不同，容易使水气泡集中于局部而形成较大的空洞。5 、振捣时间的影响因坍落度不同，振捣时间也不相同，从表 1 及表 2 管片外观检查表可以看出，我们振捣时间大致在 12-30 分钟之间， K 件振捣时间在
7、4-9 分钟， 但从成型效果上看， 振动时间在 15-25 分钟范围内气泡相对 较少。6、脱模剂浓度影响本标段采用丽石50脱模剂，标准配比为原液：水= 1 : 4，使用时间为24小时，对脱模剂配比试调 为原液：水=1 : 2和原液：水=2: 1，现配现用，对一环管片进行试验，但从外观效果看调整脱模剂浓 度对水气泡的产生无明显效果。三、盾构管片水气泡产生预防措施 本公司通过对管片水气泡形成的原因进行分析，采取了相应的解决措施，从管片成型效果看水气泡 得到了有效的控制，效果比较明显。措施如下：1 ）根据管片模具自身结构特点，对模具实行分层下料。第一层料落平模具的上中部的止水胶圈，等 振捣密实后再落
8、止水胶圈上面部分，这样有利于克服模具止水胶圈的构造问题，分两层将气泡排出。通过实际生产证明分层下料管片气泡明显减少;2）管片振捣成型约10分钟左右后，在管片上中部的两边作再次补振处理，将凝聚在模板旁边的水气泡排出。通过对比观察效果相对较好，气泡减少明显，但在操作时必须注意操作方法，振动棒必须快 插慢提，靠模板边15cm距离较好，每处时间控制在15-20秒内，以无气泡溢出为度；3） 由于钢模本身的结构是难以改变的，如果是由于生产管片的钢模凸起部位阻挡了水气泡的排放， 还可在混凝土振捣完成后，用薄铁片沿管模侧面进行插捣以排引出水气泡；4）合理选择振捣器的震动能量，确定合适的振捣次数及振捣时间，培训
9、工人的振动操作水平，提高其技术熟练程度，制定科学的振动操作规程并严格实施；5） 坍落度尽量控制在 70-85mm范围内，振捣时间以 15-20分钟为佳，封顶块为 6-7分钟较妥，控 制气泡效果较好；6）根据施工需要，反复试验选择合适的减水剂，避免使用具有引气作用的外加剂；四、结束语盾构管片水气泡的产生不但会削弱管片钢筋的局部保护层厚度，而且会降低管片构件的抗渗能力， 影响盾构隧道的防水效果，对于管片水气泡的防治措施还有待于进一部的研究和探讨。参考文献1 隧道标准规范（盾构篇）及解说.土木学会.中国建筑工业出版社,20012 盾构隧道新技术.中铁西南科学院3 混凝土外加剂工程应用册冯浩、朱清江中国建筑工业出版社 1999Welcome ToDownload !欢迎您的下载，资料仅供参考！