预制装配式地铁构件质量控制研究

张海建

【摘要】随着预制装配式建筑应用越来广泛，装配式地铁车站因其“工厂化”“占地小”“工期短”“成本低”“标准高”等优点，已经在长春地铁2号线6个车站被应用。同时也因拼装节段多，拼装缝复杂等因素，对拼装结构防水性能提出更高要求。本文针对长春地铁2号线预制装配式地铁构件防水质量控制技术展开研究。

【关键词】：长春地铁2号线；预制装配式地铁构件；防水质量控制技术

一、概述

长春地铁2号线预制装配式车站标准断面每环宽度2米，由7块预制构件组成。底板由3块预制构件B+A+B通缝拼接，侧墙左右各设置1块C与底板通缝拼接，顶板2块拱形构件D+E交替错缝拼接，环向块与块之间拼接缝7道，纵向每2米一道拼接缝，增加了整个车站的拼装质量要求。

拼装效果如图1、图2：

防水原则：装配式地铁结构，其防水应采取"以防为主、刚柔结合、多道设防、综合治理"的原则，采取与其相适应的防水措施。

防水标准：地下车站及机电设备集中区段的防水等级应为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍。

本文针对以上问题，从预制装配式地铁构件生产时的各个环节进行研究，提高构件自身质量标准，以满足拼装车站的最终效果。

二、装配式构件生产质量控制

1、构件混凝土防水质量控制

构件自防水是第一环节，构件的混凝土采用C50，抗渗等级≥P10。构件采用防水混凝土的施工配合比、外加剂的掺量、 水泥用量、粉煤灰等必须经过符合资质要求的实验单位进行反复试配试验，经优化比选达到设计要求的指标，并出具试验报告，经质检单位批准后方可使用。对进场的原材料严格现场试验后，合格方可使用。构件外侧钢筋混凝土净保护厚度宜为50mm.按《混凝土结构设计规范》严格控制混凝土中CL的含量，最大CL含量≤0.06%，同时应检测管片混凝土的氯离子扩散系数,氯离子扩散系数≤3X10-8/cm2//s。氯离子扩散系数采用RCM法检测56天龄期。每立方米混凝土中各类材料的总碱含量（Na2O当量）不得大于3Kg。选用低水化热水泥，水胶比一般不得大于0.36并需满足结构专业图纸要求。

混凝土生产过程中，每盘混凝土配合比都要由现场实验室严格控制，每盘搅拌时由操作手使用肉眼观察混凝土和易性，随时调整；混凝土浇筑使用串桶，保证下落高度<1m，浇筑层高控制在30cm；采用主振捣棒辅附着式高频振动器加强振捣，确保混凝土密实，特别是在模板榫头和榫槽下坡面时，加细振捣点位，时间大于20S，当气泡不在冒出，混凝土不再下沉。泌浆均匀后，停止振捣；构件的外露面，使用人工找平、抹面、压光，禁止洒水，及时覆盖塑料薄膜，做好保浆，防止水分挥发会产生收缩裂缝。尽量减少麻面、蜂窝、气孔等质量通病，通过以上等措施，以满足抗渗漏等级要求。

2、构件结构质量控制

钢筋：构件钢筋骨架定尺定规批量生产，使用定型台案，固定人员生产，保证每根钢筋尺寸的精确性，骨架组合使用定型胎具，保证位置准确，绑扎统一；吊运、翻转使用特制吊梁，每个骨架的吊点都是经过反复加固和力学计算，吊点受力合理、变形影响最小；钢筋笼骨架设置专用存放架，保证存放期间无变形；骨架落底模，专人定尺定位，使用高强控缝垫块。通过保证钢筋的保护层厚度，保证钢筋和预埋管、预埋件之间的距离，防止产生收缩裂缝，影响混凝土的抗渗能力。构件生产后，需要以探测仪检查混凝土的保护层厚度。制定专项方案，组织固定班组进行施工。

如图3、图4、图5所示

模板：高精度钢板模组合，以确保构件环的拼装精度。为保证模板使用精度，制作固定底模，在轨道上进行滑动。底模采用15T千斤顶、水平管进行精确调平，控制四角的高低误差在1mm之内。每次合模前，侧模板使用3T×2吊滑轮进行悬挂，钢模板尺寸进行校核，有弯曲变形、撞碰缺陷等问题，配备维修班组及时修复；合模后，构件空间尺寸块块校核，使用背顶丝杠及时调整，保证成品质量，制定专门记录表，记录保存；保证结构外观尺寸，防制构件生产后，结构外形误差大，符合设计要求。

构件尺寸：配备人员，使用游标卡尺、千分尺、钢尺、角尺、线坠、鱼线，注水器等，对构件长度、防水凹槽、榫头、榫槽、定位销孔、预紧孔道中心位置等进行系统量测，保证构件外观精准度；注浆管道使用注水器，通气等测试，保证通畅；满足设计要求。发现问题，专门配备修复班组及时处理修复。

如图6、图7、图8所示。

养护与存放：构件混凝土浇筑完成后，外露面处理完成后，观察混凝土状态，待表面收浆及时使用薄膜进行覆盖严实，禁止触碰留下压痕。夏季，环境温度较高，调整混凝土缓凝剂的配比，适当延长混凝土的初凝时间1.5小时，延缓混凝土早期形成强度，降低混泥土的内外温度差，从而产生早期裂缝。冬季，环境温度较低，采用窑内蒸养措施，温度控制在50℃以下，适当调整早强剂和缓凝剂配比，使构件早期形成强度提前0.5~1h，后期终凝强度形成并不延迟，使构件保证强度形成的时间，又不会产生早期裂缝。外加剂配比调整，必须由实验员实验室反复调配，满足最终13小时拆模的情况下使用。作为大体积异形壳装构件，根据《混凝土质量控制标准》要求混凝土内部和表面溫差不宜超过25℃，表面和外界温差不宜大于20℃。构件拆模后，及时量测混凝土内部温度，及时使用蓄水布包裹，进行混凝土养生，养护期达到6天，强度达到80%以上，方可进行吊装。为防止构件内部水分流失，影响强度增长，构件降温过快产生温度裂缝。在转运前对构件采取塑料布密封保水，冬季使用棉苫布覆盖保温的措施，存放场地构件无后期温度收缩裂缝产生。

三、构件缺陷质量控制

1、非结构性表面修补

气孔、麻面、蜂窝等不影响结构质量，轻度影响影响渗水的质量问题：根据《混凝土质量控制标准》和图纸要求，需要使用强度20MPa以上的环氧树脂类材料，基面处理好之后，湿润后用环氧砂浆抹平压光；不需要上强度的（不要用于补气泡）：黑水泥：白水泥=2:1，调配颜色适宜，加水和匀后用小铲涂抹。

2、结构性损坏修复

缺棱、掉角等较小时，清水冲洗后将该处用钢丝刷刷净充分湿润后，用环氧砂浆抹补整齐。也可将不实的混凝土和突出的骨料颗粒凿除，用水冲刷干净后湿润，然后用比原混凝土高一级的细石混凝土补好，认真养护;当缺棱掉角较大时，应将疏松部分混凝土凿除，并将界面清理干净充分湿润后涂刷表面粘结剂，支模，使用比原混凝土高一级的环氧砂浆修复，待达到一定强度后再拆模养护，保证外观质量，增加抗渗能力。

3、裂缝修复

裂缝的修补方法。根据《混凝土质量验收规范》、《地下工程防水技术规范》及构件施工经验：对构件结构抗渗无影响的细小裂缝，可将裂缝处加以冲洗，用环氧乳液抹补，养护成型即可。裂缝宽度0.1mm～0.2mm，相对较深的裂缝，应将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿裂缝方向凿成深为15～20mm、宽为50～100mm的V形凹槽，扫净并洒水润湿，先刷一层环氧乳液，然后用环氧砂浆分2-3层涂抹，总厚度控制在10～20mm左右，并压实抹光。对于裂缝宽度≥0.2mm，<0.3mm的，较深的裂缝（非贯穿裂缝，构件生产禁止出现贯穿裂缝），进行上述处理后，注浆封闭处理。需修补的裂纹上找好固定点，固定好注射基座，将封缝胶按比例和匀后使用专用注射器灌注。压力控制在0.5MPa，以出气孔均匀缓慢冒浆为标准。

如图9、图10、图11所示。

4、材料说明

①环氧乳液配方如下：

环氧树脂类121g，二甲苯10ml，二丁酯5ml，乙二胺6g，水泥30g

②环氧砂浆配方如下：

环氧树脂100g，二甲苯10ml，二丁酯5ml，乙二胺8g，水泥和粉煤灰200g（水泥：粉煤灰=3:1），砂800g。

③JGN型建筑结构胶（粘钢型）甲、乙双组份，高强无收缩灌浆料。

四、结论

本文依据地铁2号线预制构件厂生产和国内首例预制装配式地铁车站的拼装施工，对该类结构的生产技术进行了系统研究，得到结论如下：

①科学的组合形式、合理的生产顺序是确保构件质量前提条件。

②由于预制构件重量大、形状特殊，吊装转运过程必须受力验算，以保证其在吊装过程中不出现变形、裂缝。

③严控制各道工序，保证混凝土强度、外观尺寸、结构缺陷满足拼装标准，为车站质量、防水做好基礎。

参考文献：

[1]钟伟荣,朱敏涛.高精度预制混凝土技术在我国的应用与研究.建筑施工2006

[2]李志业,曾艳华.地下结构设计原理与方法法.成都:西南交通大学出版社,2003

[3]于明,任霞.混凝土预制构件关键技术研究及成套装备研发.科技创新导报