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盾构隧道衬砌管片是隧道建设中不可或缺的重要部分，其生产质量直接影响着隧道的安全性和耐久性。在确保盾构隧道衬砌管片的质量过程中，需要从材料选择、加工制造、成品检验等环节进行严格控制。

1.原材料选择与管理：选用符合国家标准的混凝土或预制块作为主要原料，并且要对原材料的质量进行严格把关，确保无杂质、无污染。此外，对于钢筋等其他辅助材料也需进行质量检测，确保其满足设计要求。

2.模具制作与检查：模具是生产管片的直接工具，必须定期保养和校正，以保证每个模具的尺寸精度一致。同时，在每次生产前应对模具进行全面检查，确保无锈蚀、变形等问题影响产品质量。

3.混凝土配比与浇筑过程控制：严格按照设计要求配置混凝土山西12j4-1常用门窗，并在搅拌站内严格控制水灰比等参数。在管片浇筑过程中应保持连续性，避免出现冷缝；同时要定期对浇筑状态进行检查和调整。

4.养护及拆模：按照规范要求采取适当的养护措施（如覆盖保湿、喷淋等方式），确保混凝土强度达到设计值后再进行拆模操作。拆模后还需及时清理表面残留物，并做好成品保护工作。

5.质量检验与监控：通过使用超声波检测、目测检查等多种方式对已完成的管片进行全面的质量检验，包括外观尺寸、裂缝、错位等情况；并建立完善的质量追溯体系，确保每一块管片都能实现可追责管理。

6.成品储存及运输：合理规划储运方案，在存放期间采取防潮防晒等保护措施，避免因外界因素导致产品性能下降或损坏。同时，在运输过程中也要注意平稳装卸，减少磕碰风险。

通过上述各环节的有效管理和控制，可以确保盾构隧道衬砌管片的质量达到预期标准，为后续的安装和使用提供可靠保障。

1管片混凝土的质量控制

1.1管片混凝土用原材料质量控制

管片用混凝土为具有良好抗渗性能、抗裂性能的高强混凝土。上海地铁二号线西延伸工程管片用混凝土设计强度等级C50，抗渗等级1.2Mpa。

为了保证混凝土质量，我公司在混凝土用原材料选用、配合比确定上进行了大量的对比试验，从而得出适宜管片生产的各种原材料和配合比。

水泥质量是影响混凝土质量一主要因素，因此需选择质量稳定且由同一厂家供应，以便控制混凝土质量和管片外观色泽。我公司选择由都江堰拉法基水泥厂提供的PO42.5水泥。

粉煤灰采用的是Ⅱ级低钙灰。外加剂采用高效减水剂。拌制混凝土和养护混凝土的用水采用自来水。

1.2管片混凝土配合比确定

为了使混凝土达到抗渗、抗裂、高强的目的，在混凝土配合比上我公司采用了双掺技术，水泥用量控制在441kg/m3，砂率为36%，掺和料掺量（和胶凝材料总量比值）为13%，水灰比为0.304。采用上述原材料，我公司的对比试验结果见表1。

表1 混凝土配合比对比试验结果

从经济效益和使用角度综合考虑筛选，方案④的配合比设计更加合理。

1.3混凝土拌制质量控制

采用操作和计量全部由电脑自动控制的拌合站拌制混凝土。每个月检验一次拌合站的计量系统，确保水、水泥、外加剂的用量准确到±1%，粗骨料、细骨料的用量准确到±2%（均以质量计）

每天混凝土开拌前，试验室根据气候、气温和骨料的含水率变化，在基准配合比的基础上出具混凝土的施工配合比。

混凝土搅拌时间不少于90s，冬季适当延长。混凝土搅拌要充分、均匀，否则易造成管片混凝土表面出现大量气泡，降低管片的抗渗性能。现场测试混凝土坍落度控制在（2~4）cm。同时按照设计和国家标准要求制作混凝土抗压强度试块和圆柱形抗渗试块。

生产实践表明，按以上要求进行原材料和混凝土拌制质量控制，混凝土强度能够保持稳定。根据我公司04年7月份混凝土强度统计评定，批强度mfcu=65.6MPa，fcu，min=58.3 MPa，批强度标准差Sfcu= 3.01MPa ，完全符合设计要求。同时混凝土抗渗性能也符合设计要求。

管片制造误差和管片模具误差对提高管片衬砌质量不可低估，误差值必须严格控制在设计要求的范围内。经验表明不精细和不准确的模具经常导致管片质量不高，容易造成管片在隧道内拼装时破损，降低隧道最后的质量。

管片模具的高精度和良好的耐久性是保证管片外形尺寸精度的前提。为了保证混凝土管片能够符合设计和规范要求，在模具精度控制方面的工作内容包括钢模的设计制造、验收检测，以及生产过程中的使用维护等。

模具的检测工具主要有大量程内径千分尺（分度值：0.01mm），模具的弧弦长以及孔洞位置主要通过管片的三环试拼装进行检测。管片的检测工具主要有大量程游标卡尺（分度值：0.02mm）。

模具的内腔尺寸由底座的四侧加工面和锥形定位装置控制。侧板一般有两种开合形式，一种采用铰链连接在底座上进行开合，另一种采用导轨外加滚轮平移进行开合。实践经验表明第一种开合方式容易导致管片侧面凹凸榫槽处的表面混凝土损坏，而且侧板在开合的过程中受到的冲击力较大，一旦侧板刚度不足，长时间使用后容易变形；第二种开合方式克服了第一种存在的弊端，精度更容易控制，现已经成为管片钢模制作设计的主流。端板一般采用铰链连接。由于上海地铁二号线西延伸工程环向、纵向均采用直芯棒连接，所以模芯有两种，一种为固定模型，焊接在钢模底座上，另一种为活络模芯，通过模具端头芯棒和插销成“十”字形定位。

每套钢模要经历四个阶段的验收。在钢模进场前，对钢模进行严格的出厂验收。合格钢模进场固定就位后，再次对钢模的各项指标进行精确检测验收。每套钢模生产三环后，需进行三环试拼装验收，并将管片实测数据和钢模实测数据进行详细对比，待三环试拼装验收结果、钢模实测数据、管片实测数据符合设计和规范要求后，钢模投入生产。每套钢模生产100环后需进行周期检测，以确定钢模在较长时间的生产过程中是否变形。

对每次使用后的钢模，确保在不损伤钢模本体的前提下必须进行彻底清理。严格做到：钢模内表面和接缝不留残浆和残渣颗粒，以保证钢模的合模精度。

合模经质检员检测后，进行喷涂脱模剂的工序。脱模剂必须使用不损伤模体的专用工具均匀涂刷在钢模与混凝土的所有接触面上。涂抹后由质检员检查，消除影响管片质量的隐患。

根据钢模供应商提供的操作手册及钢模维修手册，对每一位钢模操作工（模板工）进行上岗前的理论和实际操作培训，考核合格后上岗，以确保模具使用寿命和管片生产精度。

在实际生产过程中，按以上要求进行控制作业，模具完全能够达到使用要求。我公司随机抽测的一套钢模内腔宽度尺寸见表2，管片实物宽度尺寸见表3，管片三环试拼装验收尺寸见表4。

表2 钢模内腔宽度尺寸

钢模内腔宽度设计允许偏差：±0.25mm。

表3 管片实物宽度尺寸

管片内腔宽度设计允许偏差：±0.50mm。

表4 管片三环试拼装验收尺寸

地铁管片暴露在地下，特别在上海淤泥质的地质条件下，周围富含地下水，保护层对管片的耐久性、结构受力都有较大影响。为保证管片钢筋保护层，管片钢筋笼精度就必须通过一定的措施进行控制。

影响管片钢筋笼弧度的因素主要有两方面，一方面决定于构成钢筋骨架主筋的弧度，所以加工的每一根主筋必须通过靠模检测；另一方面决定于钢筋笼焊接靠模。管片钢筋笼采用CO2低温保护焊焊接成型，且焊点较多。在焊接的过程中，弧形钢筋存在一定的延展变形，钢筋笼焊接靠模可以通过自身的弧度约束弧形钢筋的延展变形，从而保证制作出的钢筋笼弧度准确性。钢筋笼焊接靠模还通过固定钢筋笼主筋位置、箍筋位置来保证钢筋笼其它各项外形尺寸和钢筋的位置。钢筋笼焊接靠模设计制作的依据主要为管片设计施工图。为了保证焊接操作、起吊方便，钢筋笼焊接靠模一般设计成可开合式。

由我公司设计制作的钢筋笼焊接靠模见图1，通过靠模焊接出的钢筋笼尺寸以及钢筋尺寸位置偏差完全能够达到设计使用要求。我公司随机抽取的钢筋笼验收尺寸见表5。

图1 钢筋笼焊接靠模

表5 钢筋笼验收尺寸

4管片混凝土浇筑质量控制

混凝土振捣是管片成型质量的关键工序。管片外观质量，特别是混凝土表面的气泡、麻面多少和混凝土振捣质量息息相关。

从国内外现状来看，目前制作管片的振捣工艺主要有两种类型，分别为固定模具式和移动模具式，固定模具式是指把模具固定安放在一个位置，利用高频插入式振动棒或附着式振荡器对其进行振捣密实，在原位置养护至产品脱模为止。管片的制作过程无需对模具进行移动。相反，移动模具式是把模具移动至每个作业位置。当管片钢筋笼的钢筋密度比较大，管片联接面的结构较复杂时，难以使用内部振荡器具，一般使用固定安放在某一场所的外部振荡平台。经过比较权衡，我公司选择φ50~φ70高频插入式振动棒振捣管片，能够保证管片振捣质量。

振捣时间的长短、振点的布设是影响振捣质量的关键因素。在振捣过程中，严格做到分层布料，分层振捣。厚度每层不能超过25cm，1.2m宽度方向不少于4点对能效比用于风机盘管的综评的思考，振点按梅花形布设。振捣上层要插到下层10cm左右，单块管片振捣时间控制在20分钟左右。

振捣后的管片待混凝土不自行坍落后，可拆除盖板进行收水抹面，目的是为了保证管片外弧面能够达到光洁、密实，不允许出现任何收水裂纹，以提高管片的抗渗性能。在收水抹面过程中，每间隔30分钟左右转动一下芯棒，严格控制拆除芯棒的时间，确保予留螺栓孔洞光洁。

4管片混凝土养护质量控制

贝雷架在钢便桥中的应用与受力计管片混凝土的养生分早期蒸汽养护、7d水养护、自然养护三个阶段。

管片早期采用蒸汽养护，能够极大地提高模具的周转利用率，但生产实践表明，一旦温控不当，特别在气温较低的情况下，管片很容易出现温差裂缝。我公司在早期的管片试生产过程中，特别是在冬期施工（日平均温度不超过5℃）过程中，温差裂缝曾经出现。温差裂纹一般分布在管片外弧面两侧，每隔50~60cm有一条，长度一般在20cm左右，宽度一般小于0.2mm。严重时管片的端部同样也会出现。

混凝土管片是地铁结构的重要部分，裂缝的存在对于地铁的安全运营是很大的威胁，尤其是地下条件复杂，承受荷载不易估计(如突如其来的地震)，在混凝土水化热逐渐发生形成的非线性温度场作用下，在制作过程中产生的裂缝向纵深发展，形成较大的深层裂缝。在地铁以后的实际运营中，裂缝部分将是应力集中区域，这些裂缝破坏了结构的整体性，改变了设计安排的应力分布图形，从而有使局部甚至整体结构发生破坏的可能。即使是一般的表面裂缝对混凝土管片的持久性，对整个结构的应力状态在运行阶段具有不可忽视的影响。