盾构管片预埋槽道关键技术标准和检测要求研究

盾构管片预埋槽道关键技术标准和检测要求研究

蒙贤鸿

中建八局轨道交通建设有限公司江苏南京210000

摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，相比传统的打孔方式，盾构管片预埋滑槽技术具有对隧道混凝土结构无损伤、提高设备安装效率、运营期可任意增加和更换设备、工期短等优势，目前国内越来越多的城市开始采用该技术，但是也存在地铁行业规范缺失、各地方执行的技术标准参差不齐等现状。

关键词：盾构管片；预埋槽道；技术标准；检测要求

引言

预留预埋技术应用于城市轨道交通工程建设将成为一种趋势。预留预埋技术从根本上变革了在混凝土结构上钻孔植筋和打膨胀螺栓的技术，不仅大大提高了混凝土结构的安全性和耐久性，而且大大降低了施工噪声、减少了施工粉尘、提高了机电设备安装效率、缩短了建设周期、降低了建设成本。目前，预留预埋技术在日本、德国、英国等国的城市轨道交通中已有采用，效果很明显。在国内城市轨道交通工程中，该技术尚未大规模应用。

1盾构管片预埋滑槽特点和优势

1）盾构管片预埋滑槽的优越性在盾构隧道施工中采用预埋滑槽技术可以将所有系统集中安装在槽道上，而且其预埋操刀呈现出环向弧度并且可以调节其固定挂钩，所以在进行后期的设备和管线安装时较为方便和灵活，不需要再进行锚栓打孔就可以实现日后的新增和扩容。

2）盾构管片预埋滑槽性能要求对于盾构管片预埋滑槽的性能要求，首先是对其材质的要求，其采用一次热轧成型的全齿半闭口型钢槽道，背身的锚杆采用轧制型材，二者之间的连接可采用焊接或机械热铆接，其材质的化学成分和机械性能需要满足国家相关标准要求，表面的防腐蚀性能也应保证城市轨道交通正常运营的耐久性要求。其次是对允许荷载性能要求，并且在设计拉、压承载力以及切向载荷作用下的变形不应超过1mm。再次是对疲劳性能的要求，应满足在没有进行预埋滑槽时的混凝土疲劳100万次，而预埋之后的疲劳达到300万次，T型螺栓也应在200万次，最后是对防腐性能的要求，其防腐土层采用的是浸镀锌+抗碱防腐涂层或多元合金共渗+抗碱防腐涂层，厚度在110μm以上，并满足100年的防腐年限。

2关键技术标准研究

2.1耐腐蚀性要求

关于耐腐蚀性要求，TB/T3329—2013第5.5.9条耐盐雾性能，预埋槽道应满足150h铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS）或满足1200h中性盐雾试验（NSS）。不出现红锈。防腐工艺主要分为有封闭层和无封闭层两种做法，有封闭层做法为热浸镀锌或多元合金共渗+封闭层（锌铝涂层或者柔性陶瓷），无封闭层做法为热浸镀锌或多元合金共渗。由于多元合金共渗工艺产能太低，国内基本采用的是热浸镀锌工艺。经过调研，国内滑槽厂家在采用封闭层工艺后盐雾试验可达到2400h，在无封闭层情况下可达到800～1200h；国外厂家在无封闭层情况下盐雾试验可达到1200h。综合比选，制定以下标准：（1）槽道金属防腐涂层经冲击试验后，按GB/T10125—2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》中性盐雾加速腐蚀性试验1200h后无红锈，或150h铜加速醋酸盐雾试验（CASS）后不产生红锈。（2）T型螺栓需具备专业认证报告，槽道配套T型螺栓及其配件防腐性能达到中性盐雾试验1200h或150h铜加速醋酸盐雾试验（CASS）后不产生红锈。

2.2盾构管片预埋滑槽安装分析

以某轨道交通项目建设为例，根据业主的管片供应方案，其中一部分预制钢筋混凝土管片由常州中铁蓝焰构件有效公司生产，并且采用分段生产的方式对预埋滑槽和管片进行分块设计。滑槽的安装生产工艺流程为：首先在滑槽进场之后对其外观和弧度进行检测，然后进行固定和安防施工，并且完成之后进行检查合格之后进行钢筋笼入模，完成之后进行触碰检查以及混凝土浇筑，之后对出模进行外观检查，在养护完成之后进行堆放和质量评定，合格之后再出厂。在进行钢筋笼吊入模板施工时，要主要对锚杆和槽道进行保护，对松动现象进行调节，而且对槽道表面进行上述涂层处理，起到防腐和绝缘的作用。在安装时还应避免背身锚杆与结构钢筋发生电气接触，这样就可以防止杂散电流从中导出而发生电腐蚀的问题。混凝土浇筑有管片模具整体震动和振捣棒振捣两种方式，前者无需专人看护，而后者则需要监视来防止槽道和管片模板之间发生碰撞而松动。脱模过程中需要对总力进行适当的增加，破坏塑料螺母内侧的螺纹来完成脱模，并对槽道内的其他物质进行清理，还需要对槽道间距和嵌入差等技术指标进行检查、确认和记录。

2.3抗疲劳性能

（1）热轧带齿槽道应满足TB/T3329—2013规定的要求，即在频率为1～3Hz正弦波，幅值为（0.7～1.3）倍工作荷载的动态试验荷载下，对于热轧带齿槽道，应满足无预埋在混凝土时疲劳50万次，预埋在混凝土时可达到疲劳200万次；对于T型螺栓应满足200万次的动荷载疲劳试验要求。（2）槽道本体经疲劳试验后的槽道与T型螺栓、槽道与锚杆之间连接的破坏荷重值与规定的最小值相比下降不大于5%。

3管片预埋滑槽相关问题探讨

（１）预埋滑槽的耐久性问题。如果采用预埋安装方式，则滑槽具有不可更换性，其耐久性能如果能与混凝土管片一样，满足１００年耐久性要求则比较合理，主要原因为：①目前，国内外关于钢材的一次性防腐涂层满足１００年耐久性要求的研究资料极少，１００年的耐久性设计没有充足的理论依据。②国内外类似滑槽的实际应用最长久年限为６０年，还没有１００年的工程案例可参考。③虽然钢材的防腐设计年限为５０年，但根据类似工程案例，采用热镀锌等传统成熟的工艺，其实际使用年限至少可达到６０年；如果再经过合理的保养维护，有可能达到１００年的使用年限，因此，防腐不一定要一次到位。（２）与接触网连接的滑槽和螺栓的疲劳承载力问题。在运营过程中，接触网与受电弓反复摩擦，连接接触网的滑槽和螺栓也承受重复荷载作用。一般受电弓加在接触网上的最大荷载为１４０Ｎ，在最不利位置分配到６个连接螺栓上承载力小于２５Ｎ／个，而每个螺栓的允许承载力为１０ｋＮ，实际应力幅与允许应力幅相比约为０．２５％，可忽略不计，因此，滑槽疲劳性能不是控制指标。（３）预埋滑槽防腐涂层及防火涂层附着力实验要求的重要性。本文中，要求滑槽涂层需进行冲击试验，以监测涂层的附着力。这项要求非常重要。因为很多钢材的涂层满足长久耐腐蚀及耐火性能要求（比如柔性陶瓷涂层），但其附着力较差，在施工过程中容易脱落；一旦防腐涂层脱落，钢材就完全裸露在腐蚀性环境中，很快会锈蚀，这是非常危险的。所以，在设计中务必要强调钢材防腐和防火涂层耐冲击性能试验要求。

4结束语

（1）应尽快推动制定城市轨道交通行业内的预埋滑槽技术标准。（2）由于越来越多的城市采用预埋滑槽技术，滑槽产品市场鱼龙混杂，一些不切实际的技术指标越来越多，各城市需要制定合理的技术标准。（3）选择合理的检测频率对工程实施显得尤为重要，尤其是中性盐雾试验和疲劳试验。（4）建议实施成环管片滑槽力学试验，模拟隧道到各管线、设备（含疏散平台）受力工况。

参考文献：

[1]邓剑荣，丁先立．预埋滑槽技术在城市轨道交通工程中的应用［J］．城市轨道交通研究，2016（8）：90－93．

[2]杜锋．深圳地铁9号线盾构法隧道管片预埋滑槽设计研究及探讨［J］．隧道建设，2014（3）：249－253．