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【摘 要】本文以南宁轨道交通土建盾施工项目为背景，对该项目所采用的预制混凝土衬砌管片进行了型式检验，结合理论计算与实测数据，对地铁盾构管片的各项性能指标作出了科学而客观的评价，为轨道交通的安全营运提供可靠的技术资料。
【关键词】型式检验；地铁盾构；管片
0.引言
地铁盾构施工技术节省人力、施工速度快，而且开挖时可控制地面沉降及减少对地面建筑物的影响，一直广泛使用与我国的轨道交通领域。但是地铁盾构管片的不可更换性，既是该项技术的特点，也是其缺点。管片承担着隧道主体内部和外部的全部负荷，其综合性能的重要程度不言而喻。因此，采用各种检测手段对地铁盾构管片进行各项性能指标的检验，也是地铁建设中不可或缺的环节。
1.试验概况
根据委托方的要求，对南宁轨道交通土建施工项目盾构区间的管片进行型式检验，其中包括外观质量、尺寸偏差、三环拼装、抗弯、抗拔、抗渗检漏检验。采用A型标准环管片进行管片抗弯试验及管片抗渗检漏试验，采用标准K型封顶片进行管片灌浆孔螺栓抗拔试验，环内径为5400mm，外径为6000mm，片厚为300mm，片宽为1498mm，混凝土设计强度等级为C50，抗渗等级P12，养护龄期超过28d，外弧面钢筋保护层设计厚度为50mm，内弧面钢筋保护层设计厚度为40mm。主要力学性能指标要求为：管片抗拔性能试验加载达到设计荷载250kN下的最后三次所测位移，相邻两个位移差均小于0.01mm；管片抗弯荷载试验加载达到设计荷载200kN并持荷30min后，没有观察到裂缝或裂缝宽度不大于0.20mm；管片抗渗检漏试验在设计抗渗压力1.2MPa下稳压2h，管片内弧面不出现渗漏水现象，渗水进入管片外背高度不超过50mm。
2.试验的主要依据及所需的设备
2.1试验的主要依据
本次试验的主要依据为《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）、《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）、设计图纸等。
2.2试验所需的设备
本次试验所需的主要设备有刚性台架系统、YDC450-200T型千斤顶、YDC300-200T型千斤顶、0-30mm百分表、裂缝测宽仪、水压表、游标卡尺、钢筋扫描仪及其他辅助设备等。
3.试验方法及试验结果
3.1管片外观质量检测
对混凝土管片外观进行目测，观察管片是否有裂缝、露筋、孔洞、蜂窝等进行检查，并及时记录每条裂缝的位置、最大宽度和长度、记录外露钢筋的位置及数量、记录孔洞的位置及数量、每个孔洞的最大孔径和最大深度、应记录蜂窝的位置及数量等，螺栓孔检测时要先采用目测，再采用螺栓对管片环向、纵向螺栓孔进行穿孔检验，并应记录螺栓穿孔检验、内圆面平整和螺栓孔塌孔情况。在试验过程中，并未发现管片有贯穿性裂缝、内、外表面露筋、孔洞、蜂窝缺陷，管片的环、纵向螺栓孔畅通、平整。
3.2管片尺寸偏差检测
利用游标卡尺对混凝土管片的宽度、厚度进行检测，测量管片宽度时，要用游标卡尺在内、外弧面的两端部及中部各测量1点，共6点，精确至0.1mm，允许偏差为±1mm；测量管片厚度时，要用游标卡尺在管片的四角及拼接面中部各测量1点，共8点，精确至0.1mm。允许偏差为（+3，-1）mm。用钢筋探测仪测量钢筋保护层厚度，要在内弧面和外弧面各测量5点，精确至1mm，允许偏差为±5mm。试验测得管片的宽度偏差在0.0mm-0.9mm之间，厚度偏差在0.0mm-2.9mm之间，钢筋保护层厚度合格点率为93%。
3.3管片水平拼装检测
在平整的场地上选择一个中心点，根据管片半径向四周制作出圆形拼装平台，专业人员校准平水后，用吊机将管片吊运就位，并由现场人员配合把管片安放在拼装台上，毎环管片拼装顺序依次为：B块、A1块、A2块、A3块、C块、K块，并使用螺栓固定管片。每次拼装随机选择三环管片进行，安装完毕后，按照钢筋混凝土管片水平拼装检验标准进行量测检验及数据记录，环向缝间隙允许偏差为0-2mm，纵向缝间隙允许偏差为0-2mm，成环后内径允许偏差为±2mm，成环后外径允许偏差为（-2，+6）mm。试验测得环向缝间隙偏差为0.1-0.6mm，纵向间隙偏差为0.1-1.2mm，成环后内径偏差为1-2mm，成环后外径偏差为1-5mm。
3.4管片捡漏测试
打开排气阀门，接通进水阀，注入自来水。当排气中排出水后，关闭排气阀，启动加压泵，按0.05MPa/min的加压速度从0开始按0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa分级加压，每级各持压10分钟，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度，作好记录。第六级加压至1.2MPa后，持压2h，直至试验完成。持压过程中，仔细观察构件各端面是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度，并做好记录。试验测得在每级加压过程以及最大压力的恒压过程中，并未发现管片有渗漏现象。
3.5管片抗弯性能检测
3.5.1管片裂缝理论计算方法
3.5.2检测方法与实测数据
管片抗弯性能分别在56、112、168、224、252、266、280kN的荷载下进行测试，每级恒载时间不应少于5min，应记录每级荷载值作用下的各测点位移，并施加下一级荷载。 当管片出现裂缝后，应持续荷载10min，观察管片裂缝的开展，并应取本级荷载值为开裂荷载实测值。当加载至设计荷载时，应持续荷载30min，观察管片裂缝开展，记录最大裂缝宽度，随后卸载，终止检验。试验测得，当加载至224kN时，管片中部开始出现裂缝；当试验加载至280kN并恒荷30min后，测得管片中部裂缝最大宽度为0.16mm，而按照设计图纸所提供的相关参数所计算出的理论最大裂缝宽度为0.169mm，表明管片构件的静力响应良好，受力状态基本符合设计预期。
3.6管片灌浆孔螺栓抗拔检测
管片抗拔性能检验采用分级加荷的形式进行，50、100、150、200、225、237.5、250的荷载下进行测试，每级持荷时间不少于5min，记录每级荷载作用下螺栓的位移量。试验测得，螺栓的位移量随着试验荷载的增加而变大，当试验荷载增加至250kN时，最后三次位移的相邻两个位移差均小于0.01mm。
4.结论
本次型式检验的受检管片外观质量、尺寸偏差、水平拼装、检漏试验、抗弯性能、抗拔性能均符合《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）与《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的要求，判断该批盾构管片产品合格，可以投入工程使用。此（下转第330页）（上接第248页）外，在管片抗拔试验中，检测规范本身并没有要求在管片与千斤顶之间设置反力架，也就是说从管片破坏形式的角度而言，并未考虑管片基体的破坏，这将有待今后做进一步的探索研究。■
【参考文献】
[1]周海鹰，李立新，陈廷国.地铁管片抗裂度及裂缝宽度试验和计算方法[J].山东大学学报（工学版），2010，40（03）：124-126.
[2]管俊峰，赵顺波，李晓克，黄承逵.钢筋混凝土梁裂缝宽度试验与计算方法[J].中国公路学报，2011，（05）：178-181.
[3]《預制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）.
[4]《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）.
【关键词】型式检验；地铁盾构；管片
0.引言
地铁盾构施工技术节省人力、施工速度快，而且开挖时可控制地面沉降及减少对地面建筑物的影响，一直广泛使用与我国的轨道交通领域。但是地铁盾构管片的不可更换性，既是该项技术的特点，也是其缺点。管片承担着隧道主体内部和外部的全部负荷，其综合性能的重要程度不言而喻。因此，采用各种检测手段对地铁盾构管片进行各项性能指标的检验，也是地铁建设中不可或缺的环节。
1.试验概况
根据委托方的要求，对南宁轨道交通土建施工项目盾构区间的管片进行型式检验，其中包括外观质量、尺寸偏差、三环拼装、抗弯、抗拔、抗渗检漏检验。采用A型标准环管片进行管片抗弯试验及管片抗渗检漏试验，采用标准K型封顶片进行管片灌浆孔螺栓抗拔试验，环内径为5400mm，外径为6000mm，片厚为300mm，片宽为1498mm，混凝土设计强度等级为C50，抗渗等级P12，养护龄期超过28d，外弧面钢筋保护层设计厚度为50mm，内弧面钢筋保护层设计厚度为40mm。主要力学性能指标要求为：管片抗拔性能试验加载达到设计荷载250kN下的最后三次所测位移，相邻两个位移差均小于0.01mm；管片抗弯荷载试验加载达到设计荷载200kN并持荷30min后，没有观察到裂缝或裂缝宽度不大于0.20mm；管片抗渗检漏试验在设计抗渗压力1.2MPa下稳压2h，管片内弧面不出现渗漏水现象，渗水进入管片外背高度不超过50mm。
2.试验的主要依据及所需的设备
2.1试验的主要依据
本次试验的主要依据为《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）、《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）、设计图纸等。
2.2试验所需的设备
本次试验所需的主要设备有刚性台架系统、YDC450-200T型千斤顶、YDC300-200T型千斤顶、0-30mm百分表、裂缝测宽仪、水压表、游标卡尺、钢筋扫描仪及其他辅助设备等。
3.试验方法及试验结果
3.1管片外观质量检测
对混凝土管片外观进行目测，观察管片是否有裂缝、露筋、孔洞、蜂窝等进行检查，并及时记录每条裂缝的位置、最大宽度和长度、记录外露钢筋的位置及数量、记录孔洞的位置及数量、每个孔洞的最大孔径和最大深度、应记录蜂窝的位置及数量等，螺栓孔检测时要先采用目测，再采用螺栓对管片环向、纵向螺栓孔进行穿孔检验，并应记录螺栓穿孔检验、内圆面平整和螺栓孔塌孔情况。在试验过程中，并未发现管片有贯穿性裂缝、内、外表面露筋、孔洞、蜂窝缺陷，管片的环、纵向螺栓孔畅通、平整。
3.2管片尺寸偏差检测
利用游标卡尺对混凝土管片的宽度、厚度进行检测，测量管片宽度时，要用游标卡尺在内、外弧面的两端部及中部各测量1点，共6点，精确至0.1mm，允许偏差为±1mm；测量管片厚度时，要用游标卡尺在管片的四角及拼接面中部各测量1点，共8点，精确至0.1mm。允许偏差为（+3，-1）mm。用钢筋探测仪测量钢筋保护层厚度，要在内弧面和外弧面各测量5点，精确至1mm，允许偏差为±5mm。试验测得管片的宽度偏差在0.0mm-0.9mm之间，厚度偏差在0.0mm-2.9mm之间，钢筋保护层厚度合格点率为93%。
3.3管片水平拼装检测
在平整的场地上选择一个中心点，根据管片半径向四周制作出圆形拼装平台，专业人员校准平水后，用吊机将管片吊运就位，并由现场人员配合把管片安放在拼装台上，毎环管片拼装顺序依次为：B块、A1块、A2块、A3块、C块、K块，并使用螺栓固定管片。每次拼装随机选择三环管片进行，安装完毕后，按照钢筋混凝土管片水平拼装检验标准进行量测检验及数据记录，环向缝间隙允许偏差为0-2mm，纵向缝间隙允许偏差为0-2mm，成环后内径允许偏差为±2mm，成环后外径允许偏差为（-2，+6）mm。试验测得环向缝间隙偏差为0.1-0.6mm，纵向间隙偏差为0.1-1.2mm，成环后内径偏差为1-2mm，成环后外径偏差为1-5mm。
3.4管片捡漏测试
打开排气阀门，接通进水阀，注入自来水。当排气中排出水后，关闭排气阀，启动加压泵，按0.05MPa/min的加压速度从0开始按0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa分级加压，每级各持压10分钟，检查管片是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度，作好记录。第六级加压至1.2MPa后，持压2h，直至试验完成。持压过程中，仔细观察构件各端面是否有渗漏水现象，观察侧面渗透高度，并做好记录。试验测得在每级加压过程以及最大压力的恒压过程中，并未发现管片有渗漏现象。
3.5管片抗弯性能检测
3.5.1管片裂缝理论计算方法
3.5.2检测方法与实测数据
管片抗弯性能分别在56、112、168、224、252、266、280kN的荷载下进行测试，每级恒载时间不应少于5min，应记录每级荷载值作用下的各测点位移，并施加下一级荷载。 当管片出现裂缝后，应持续荷载10min，观察管片裂缝的开展，并应取本级荷载值为开裂荷载实测值。当加载至设计荷载时，应持续荷载30min，观察管片裂缝开展，记录最大裂缝宽度，随后卸载，终止检验。试验测得，当加载至224kN时，管片中部开始出现裂缝；当试验加载至280kN并恒荷30min后，测得管片中部裂缝最大宽度为0.16mm，而按照设计图纸所提供的相关参数所计算出的理论最大裂缝宽度为0.169mm，表明管片构件的静力响应良好，受力状态基本符合设计预期。
3.6管片灌浆孔螺栓抗拔检测
管片抗拔性能检验采用分级加荷的形式进行，50、100、150、200、225、237.5、250的荷载下进行测试，每级持荷时间不少于5min，记录每级荷载作用下螺栓的位移量。试验测得，螺栓的位移量随着试验荷载的增加而变大，当试验荷载增加至250kN时，最后三次位移的相邻两个位移差均小于0.01mm。
4.结论
本次型式检验的受检管片外观质量、尺寸偏差、水平拼装、检漏试验、抗弯性能、抗拔性能均符合《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）与《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）的要求，判断该批盾构管片产品合格，可以投入工程使用。此（下转第330页）（上接第248页）外，在管片抗拔试验中，检测规范本身并没有要求在管片与千斤顶之间设置反力架，也就是说从管片破坏形式的角度而言，并未考虑管片基体的破坏，这将有待今后做进一步的探索研究。■
【参考文献】
[1]周海鹰，李立新，陈廷国.地铁管片抗裂度及裂缝宽度试验和计算方法[J].山东大学学报（工学版），2010，40（03）：124-126.
[2]管俊峰，赵顺波，李晓克，黄承逵.钢筋混凝土梁裂缝宽度试验与计算方法[J].中国公路学报，2011，（05）：178-181.
[3]《預制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）.
[4]《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ/T164-2011）.