浅析盾构管片型式检验在合肥地铁的应用实践

2020-04-02吴志德

建材与装饰 2020年8期

吴志德

（安徽省建筑工程质量监督检测站安徽合肥 230000）

0 引言

随着安徽经济的高速发展，2006年启动全新的地铁规划。省会合肥是安徽省第1个，长三角第7个开通地铁的城市。首条线路合肥地铁1号线于2016年12月正式开通运营，2号线于2017年12月正式开通运营，3号线于2019年12月正式开通运营。目前在建的有第4、5号线、1号延长线，采用盾构法施工，盾构作为最主要的受力构件，承担着隧道内外的全部荷载，其质量的好坏直接影响到隧道的安全。因此，检测盾构管片的各项力学性能指标对施工的指导不可或缺。

1 概况

根据委托方的要求，对合肥市轨道交通4号线土建盾构管片进行型式检验，包括对抗拔、检漏、抗弯性能检验。采用K块（楔形块）做抗拔性能试验，标准块进行检漏和抗弯试验，各类型块的抗弯荷载如表1所示。预制钢筋混凝土管片强度等级C50，管片内径5400mm，外径6000mm，每环管片宽1500mm，每环管片分6块（1块楔形块K块、2块邻接块、3块标准块），采用通用楔形环错缝拼装，弯螺栓连接。

抗拔性能采用分级加载方式：先按设计荷载的20%极差加荷至设计荷载的80%，再按设计荷载的10%极差加荷至荷载的90%，继续按设计荷载的5%极差加荷至设计荷载，每级保持加荷时间5min，加荷至设计荷载值时应持荷30min。加荷过程每一级荷载结束后记录每级荷载值下的灌浆孔螺栓的位移量。加荷至设计荷载结束后可卸载，终止试验。螺栓周围混凝土无裂缝或破坏为合格。

管片抗渗检漏试验要求，加压速度0.05MPa/min，按每级加压0.2MPa，恒压10min，并记录渗漏情况，至设计荷载时，稳压2h，管片侧面渗水高度不超过50mm，为合格。

管片抗弯性能要求，先按设计荷载的20%极差加荷至设计荷载的80%，再按设计荷载的10%极差加荷至荷载的90%，继续按设计荷载的5%极差加荷至设计荷载，每级保持加荷时间5min，加荷至设计荷载值时应持荷30min。加荷过程每一级荷载结束后记录每级荷载值下的中心点和加荷点及水平点各点位移值，记录裂缝开展情况和最大裂缝宽度。加荷至设计荷载结束后可卸载，终止试验。管片荷载加至设计荷载并保持30min后，管片无裂缝或者裂缝宽度不大于0.2mm为合格。

表1 管片抗弯试验荷载值

2 试验主要依据及设备

2.1 试验主要依据

本次试验主要依据《预制混凝凝土衬砌管片》（GB/T 22082—2017）、设计文件、图纸等。

2.2 试验所需设备

所需设备及性能指标如表2所示。

表2 所需设备及性能要求

3 试验方法及结果

3.1 管片抗拔性能检测

将管片平稳放在试验场地，将拉力螺栓杆旋入灌浆孔预埋胶管内，检测螺栓的垂直度和深度。拉力螺栓杆与管片接触部位填上细沙垫上橡胶垫和钢板，厚度不小于10mm，再将千斤顶穿入拉力螺栓杆，拧上螺帽，安装百分表，开始测试。试验装置示意图如图1所示。分级加荷50kN、100kN、150kN、200kN、225kN、237.5kN、250kN进行测试。每级持荷5min，并记录螺栓的位移量。试验荷载加至250kN时，持荷30min，并记录螺栓位移量和螺栓周围混凝土破坏情况。

图1 管片抗拔试验装置

图2 管片抗弯示试验装置

3.2 管片检漏

将管片平稳放在试验架上，检查密封橡胶垫是否紧贴管片外弧面，密封橡胶垫距管片边缘距离50mm，紧固件与管片内弧面垫上橡胶垫，紧固横杆，从中间向两边收紧。打开排气阀，接通进水阀，注入自来水，当自来水从排气孔中流出后，关闭排气阀，启动加压泵，按0.05MPa/min的速度加压，加压到0.2MPa时恒压10min，检查管片是否有渗漏水现象，观测管片侧面渗透高度并做好记录。一切正常后继续加压到0.4MPa、0.6MPa……，每级恒压10min，直到加压至设计抗渗压力1.2MPa时，恒压2h，检查管片侧面是否有渗漏水现象，并做好记录。试验装置如图3所示。

图3 管片检漏试验装置

图4 中心点位移曲线

3.3 管片抗弯性能检测

将管片安放在试验架上，加载点垫上厚度不小于20mm的橡胶垫。采用千斤顶分配横梁的方式加荷，试验装置如图2所示，加载点间距按设计要求确定。本文选取C型管片设计荷载318kN做抗弯性能试验。记录各级位移量并计算绘制中心点、荷载点、水平点变量与荷载关系曲线图。中心点位移=D1-（D5+D7）/2，荷载点位移=（D2+D3）/2-（D5+D7）/2，水平点位移=（D4+D6）/2。位移量曲线出现异常突变或管片加载点出出现局部破坏则检验失效，应重新检验，以重新检测结果为准。试验数据图表3所示，中心点位移曲线如图4所示，荷载点位移曲线如图5所示，水平点位移曲线如图6所示。