地铁盾构用混凝土预制管片存在外弧面和环向侧面开裂现象,开裂会大幅度降低管片抵御有害物质侵入的能力,降低管片的使用寿命。此外,管片生产过程中采用蒸养促凝,但现行蒸养制度时间较长,管片厂产能较低。管片开裂及产能低是两个亟待解决的问题。为解决管片开裂、产能较低的问题,本文分析了管片开裂的原因,并进行了粗骨料最优级配研究、抹面工艺对管片开裂及耐久性的影响研究以及CABR-J1型降粘增强剂的应用研究。通过研究粗骨料级配对空隙率、混凝土拌合物的工作性、硬化混凝土内部气泡特征及力学性能的影响,确定了管片混凝土用粗骨料的最优级配;通过研究抹面工艺对氯离子扩散系数及碳化深度的影响,确定了管片最优的抹面工艺;自行提出振动流空法,并用流空时间对CABR-J1型降粘增强剂的降粘效果进行评价,确定了最优掺量;采用自行提出的贯入阻力强度法,研究了各因素对管片混凝土蒸养临界强度的影响;通过试验确定了管片混凝土在掺加CABR-J1型降粘增强剂时的最优蒸养制度,并用贯入阻力强度法测定了在最优蒸养制度下的蒸养临界强度。主要研究结论如下:1.管片开裂的敏感因素有:混凝土拌合物粘度大,外弧面砂浆富集、抹面工艺不合理、蒸养制度不合理、管片早期收缩等;2.盾构管片混凝土用粗骨料的最优级配是规范《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52-2006)规定的上、下限级配曲线的中间区域;3.3次抹面能有效减少管片开裂,提高耐久性,最优抹面次数为3次;4.采用振动流空法测定管片混凝土拌合物粘度时,可直接用流空时间表征其粘度;5.CABR-J1型降粘增强剂的最优掺量为基准配合比中水泥用量的15%,粘度降低约20%。掺加CABR-J1型降粘增强剂时,混凝土的最优蒸养制度为静停150min,蒸养330min,静停时间和蒸养时间共减少了120min,管片厂产能提高了24%,用贯入阻力强度法测得的蒸养临界强度为13MPa;6.经混凝土材料和生产工艺优化后,管片外弧面平整光滑且无裂缝出现。