隧道管片質(zhì)量問題及成因，怪不得要加強(qiáng)管片檢測(cè)

近些年來(lái)，在我國(guó)各大城市，地鐵成為了人們出行的首選方式，成為現(xiàn)代社會(huì)中必不可少的交通工具。地鐵盾構(gòu)管片作為地鐵襯砌隧道施工過程中的主要結(jié)構(gòu)，占據(jù)著至關(guān)重要的地位，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
 
地鐵盾構(gòu)管片作為盾構(gòu)法施工的隧道結(jié)構(gòu)主體，其質(zhì)量的好壞對(duì)于隧道的結(jié)構(gòu)性能、耐久性能以及防水性能等等有著非常直接的影響，現(xiàn)階段，地鐵盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展速度飛快，要求也不斷升高，對(duì)于地鐵盾構(gòu)管片的質(zhì)量提出了更為嚴(yán)格的要求，除了要達(dá)到管片的基本性能要求，如強(qiáng)度、抗?jié)B能力及尺寸等硬指標(biāo)外，無(wú)論是從管片裂縫、氣泡、漏漿、色差、掉角等外觀質(zhì)量缺陷方面都作出了非常嚴(yán)格的限制。
 
影響管片質(zhì)量的常見問題
1、麻面、氣泡
盾構(gòu)管片在加工完成后，有可能在管片表面存在大小不等的小坑，小坑最主要集中在一起會(huì)形成麻面效果，麻面面積占據(jù)盾構(gòu)表面較大部分，會(huì)嚴(yán)重影響管片使用功能和視覺效果。
 
盾構(gòu)管片氣泡類型可分為兩類，一種在管片表面出現(xiàn)，氣泡孔徑較小，以兩側(cè)出現(xiàn)較多；另一種在止水槽處分散出現(xiàn)，孔徑較大。
 
產(chǎn)生的原因：
（1）混凝土坍落度大小的影響：
在混凝土澆筑過程中，混凝土坍落度過大，易使混凝土在模具中產(chǎn)生分層現(xiàn)象，當(dāng)混凝土凝固時(shí)就會(huì)有較多的氣泡集中在模具的側(cè)板上，排不出去，進(jìn)而脫模后就會(huì)呈現(xiàn)出較多的氣泡或蜂窩。
 
若坍落度較小，則振搗過程中混凝土凝固過快，導(dǎo)致振搗不充分，模具底部和側(cè)面的氣體拍不出，最后脫膜就會(huì)形成麻面。所以在混凝土預(yù)制件中，對(duì)混凝土的坍落度有嚴(yán)格的要求。
 
（2）模具脫模劑具有憎水性，則會(huì)排斥泥漿，不利于氣泡排除。
 
（3）人工操作不穩(wěn)定及熟料程度不同，對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，易產(chǎn)生氣泡集中于局部而形成較大空洞。
 
造成的影響：
由于管片拼裝后只能看見弧面，一般在實(shí)際生產(chǎn)工藝過程中，在內(nèi)弧上面出現(xiàn)的氣泡都非常少，氣泡出現(xiàn)最多的地方是在管片的兩側(cè)，尤其是止水條粘貼槽的內(nèi)部，氣泡在形狀、深度、大小等等方面都是不盡相同的。
 
混凝土產(chǎn)生氣泡屬于正?，F(xiàn)象，但氣泡直接影響構(gòu)件的外觀。成品管片中出現(xiàn)氣泡，空洞和蜂窩麻面容易導(dǎo)致隧道出現(xiàn)滴水漏水，會(huì)降低混凝土的抗?jié)B性能，導(dǎo)致使用年限降低，耐腐蝕度不夠，影響其結(jié)構(gòu)性能。
 
2、裂紋、裂縫
盾構(gòu)管片存在裂紋的現(xiàn)象較為多見，裂紋會(huì)導(dǎo)致隧道滲水、漏水、管片鋼筋銹蝕，從而導(dǎo)致管片耐久性降低，影響襯砌結(jié)構(gòu)安全。
 
管片裂縫類型主要分為4類：
（1）表面龜裂：密布在管片各個(gè)位置，裂紋短小而不規(guī)則。
（2）側(cè)面裂縫：裂縫較規(guī)則，與管片外弧棱線垂直，裂縫寬度在0.15mm以下。
（3）外弧面裂縫：主要出現(xiàn)在管片脫模后，以塑性收縮裂縫為主，寬度一般在0.15mm以下，長(zhǎng)度約10~40mm。
（4）內(nèi)弧面裂縫：一般為結(jié)構(gòu)性裂縫。
 
產(chǎn)生的原因：
（1）表面龜裂：一般是由管片脫膜后，混凝土表面與空氣接觸，表面水分急速增發(fā)，形成混凝土內(nèi)外濕度梯度，導(dǎo)致龜裂的產(chǎn)生。
（2）側(cè)面裂縫：主要是由于管片表面浮漿缺乏骨料，抗拉強(qiáng)度較低，在應(yīng)力作用下而發(fā)生開裂。
（3）外弧面裂縫：主要是由于外弧面游離水蒸發(fā)較快，面層收縮過大而造成。
（4）內(nèi)弧面裂縫：主要是管片堆放、運(yùn)輸不當(dāng)而造成的。
 
造成的影響：
在盾構(gòu)管片預(yù)制實(shí)際操作過程中，管片表面通常會(huì)出現(xiàn)一些難以避免的干縮裂縫，這些裂縫的開裂程度對(duì)管片的影響不同。當(dāng)管片裂縫的寬度和深度達(dá)到一定程度或貫穿止水槽，對(duì)管片的強(qiáng)度和防水性能就會(huì)產(chǎn)生較大的影響。
 
管片破裂在盾構(gòu)隧道施工過程中是一種比較嚴(yán)重的故障。通常在盾構(gòu)隧道施工建設(shè)中管片破碎問題主要發(fā)生在隧道襯砌結(jié)構(gòu)中，襯砌外側(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)生破碎的部位通常為同盾構(gòu)機(jī)發(fā)生接觸的管片位置，襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)發(fā)生破碎的位置通常為管片邊角，通常發(fā)生管片破碎問題的主要原因?yàn)楣芷牧现谐霈F(xiàn)磕碰而導(dǎo)致細(xì)小的裂縫的出現(xiàn)。
 
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)各大城市在近些年大規(guī)模修建地鐵，改善城市交通狀況，因安全、快速等優(yōu)勢(shì)特征，盾構(gòu)法施工被普遍采用。而管片作為盾構(gòu)掘進(jìn)施工中的重要支護(hù)結(jié)構(gòu)，更發(fā)揮著重要的作用。因此，要想保證地鐵修建工程的整體質(zhì)量，就必須要保障好盾構(gòu)管片的質(zhì)量。
 
盾構(gòu)管片是盾構(gòu)法隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的整體質(zhì)量安全和使用壽命，而且與隧道將來(lái)的防水、防震、耐久性以及外觀質(zhì)量密切相關(guān)。
 
隧道因環(huán)境差，使用年限久，防滲要求高，對(duì)盾構(gòu)管片質(zhì)量要求嚴(yán)格。但管片在制作脫模后其表面存在較多的氣泡、裂紋、色差等質(zhì)量問題，不但影響管片的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B要求，而且增加修補(bǔ)的工作量，增加了施工成本。因此，減少管片表面的氣泡、裂紋等質(zhì)量問題，是管片質(zhì)量控制中的重要環(huán)節(jié)。對(duì)管片生產(chǎn)質(zhì)量的高精度控制，關(guān)系到管片結(jié)構(gòu)性能及隧道的使用安全，因此管片的生產(chǎn)全過程必須處于受控狀態(tài)，以確保管片的結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足工程的安全要求，進(jìn)而為隧道整體運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性提供保障。