盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准及其质量管理

及其质量管理蔡亚宁I黄清杰2（1北京城建集团有限责任公司工程总承包部，北京100088；2北京预制建筑工程研究院有限公司,

北京 100070）摘要模具是影响管片成品质量的重要因素之一。文章在介绍盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准的

基础上，总结了模具设计加工及使用过程中需要注意的有关问题.分析了常见的与模具有关的管片质量问题及原

因，列出了模具在使用与维护中常见问题的处理措施，提出了模具生产厂家的售后服务建议,以利于地铁管片生产

和使用各方的质量控制,为地铁工程建设各产业链的质量控制打好基础。关键词盾构隧道钢筋混凝土管片模具标准质量中图分类号:U455.43

文献标识码:A1概述模具是由各种零部件组成的用来成型物品的工

术标准中,模具都是不可忽略的一项重要内容，需工

程技术人员认真掌握标准中对模具的各项规定和要

求。具，在工业上属于重要的生产物资。对于预制混凝

土构件生产而言，模具是使预制混凝土构件按所要

表1、表2中分别罗列了我国在盾构法隧道工程

求的几何尺寸成型的模型板，虽然不是进入构件实

中使用的主要国家、行业和地方层面的技术标准、规

范,均对预制混凝土管片及其制作做出了明确、严格

体的原材料,但其质量决定了预制混凝土构件外形

和细部尺寸精度、混凝土成型质量和生产效率。因

的要求，是研究和管理预制混凝土管片模具的重要

此，模具质量与钢筋、混凝土质量一样也是影响预制

依托资料。除国家、行业和地方标准之外，北京、上海、深

混凝土构件生产质量的关键因素。2与盾构隧道管片模具有关的标准盾构隧道钢筋混凝土管片最显著的特点是外形

尺寸的高精度，其质量直接影响管片拼装质量和成

圳、沈阳、西安等很多城市的地下铁路建设管理单位 依托大量隧道工程建设情况，积极组织参与企业总

结,提炼地铁建设经验和成果,编制地铁建设设计、

施工、生产等有关企业标准,并根据工程技术发展，

型后隧道的结构性能、防水性能和耐久性能W预

新技术、新产品的运用进行更新修订,为提升建设管 理水平、工程质量和推广应用提供技术支撑。制钢筋混凝土管片的模具（以下简称模具）对于隧道

衬砌工程来说,重要性更加明显，其投资占比相比普

通预制混凝土构件更大，质量管理与控制也更为重 要。因此，在与钢筋混凝土管片有关的各级、各种技

修改稿返回日期：2019-11-213模具在设计、加工及使用过程中易忽视的重要问题作者简介：蔡亚宁（1970-）,女，硕士，教授级高级工程师，主要从事装配式混凝土结构工程施工与建筑材料技术研究与管理工作,E-mail：603391435@qq.com.70 第57卷第1期（总第390期）,2020年2月出版Vol.57, No.l (Total No.390), Feb.2020盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准及其质量管理现代隧道技术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY表1模具有关的国家和行业类标准Table 1 Relevant national and industry standards of moulds序号标准名称标准号实施日期内容或适用范围共分29章和5个附录。主要内容包括：总则，术语，运营组

织，车辆，限界，线路，轨道，路基，车站建筑，高架结构，地下

结构，工程防水，通风、空调与供暖，给水与排水，供电，通信， 1《地铁设计规范》GB50157-20132014年3月1日信号，自动售检票系统，火灾自动报警系统，综合监控系统，

环境与设备监控系统，乘客信息系统，门禁，运营控制中心，

站内客运设备，站台门，车辆基地,防灾和环境保护等《盾构法隧道施工

2与验收规范》GB50446-2017适用于采用盾构法施工、预制管片拼装式隧道衬砌结构的施

2017年7月1日工与质量验收《地下铁道工程施

3GB50299-1999工及验收规范》适用于新建、扩建、改建地下铁道工程的施工质量验收（2003 版）2018年12月1日规定了预制混凝土衬砌管片的术语和定义、分类、形状与规

格、标记、原材料、技术要求、试验方法、检验规则、标志与出

《预制混凝土衬砌

4管片》GB/T22082-2017厂证明书、贮存、运输等；2018年11月1日适用于以钢筋、混凝土为主要原材料制成的用于轨道交通、

公路、铁路、水利、电力、市政等隧道工程以及城市地下综合

管廊的预制混凝土衬砌管片规范共10章，主要内容包括：总则，术语，地下工程防水设

计，地下工程混凝土结构主体防水，地下工程混凝土结构细

《地下工程防水技

地下工程排水，注浆防水,特殊施工法的结构防

5GB50108-2008部构造防水,术规范》（2013 版）2014年3月1日水,地下工程渗漏水治理，其他规定；适用于工业与民用建筑地下工程、防护工程、市政隧道、山岭

及水底隧道、地下铁道、公路隧道等地下工程防水的设计和 施工主要内容:总则,术语，基本规定,主体结构防水工程,细部构

《地下防水工程质

造防水工程，特殊施工法结构防水工程，排水工程，注浆工

6量验收规范》GB50208-20112012年10月1日程，子分部工程质量验收；适用于房屋建筑工程、防护工程、市政隧道、地下铁道等地下

防水工程质量验收规定了盾构施工法用预制混凝土衬砌管片产品制造过程中

《预制混凝土衬砌 各工序的工艺技术要求，包括原材料、钢筋骨架、混凝土、模

7管片生产工艺技术

JC/T2030-20102010年3月01日具及组装、成型、蒸汽养护、脱模、修补、后期养护、检验、标

规程》志、防腐、产品贮存及运输等；适用范围同产品标准规定了预制混凝土衬砌管片的安全基础管理、设备及安全设

《预制混凝土衬砌 施、工艺安全规定、作业场所与职业健康安全等安全生产要

8管片安全生产规

JC/T2351-20162016年7月1日求；范》适用于预制混凝土衬砌管片的安全生产管理,其它混凝土制

品生产可参照执行《盾构隧道管片质

适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进

9量检测技术标准》CJJ/T1-20112012年 3 月 1 0场拼装施工前的检测和质量验收规定了铁路隧道预制钢筋混凝土衬砌管片的术语和定义、分

类与标记、原材料、制作要求、技术要求、检验方法、检验规

《铁路隧道钢筋混

10凝土管片》TB/T3353-20142015年5月1日则、标志与出厂质量证明书、储存与运输；适用于铁路隧道工程掘进机法、盾构法施工用钢筋混凝土衬

砌管片第57卷第1期（总第390期）,2020年2月出版 71Vol.57, No.l （Total No.390）, Feb.2020现代隧道技术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准及其质量管理表2模具有关的地方标准寸高精度性、坚固耐久性和便于操作性,高质量的管

Table 2 Local codes related to moulds片模具产品体现了模具生产企业的长期经验和技术

序号标准名称标准号实施

积累。但即使如此，对于预制混凝土管片生产企业

地方来说，为了采购到质量优异的模具来制作高品质的

1《盾构隧道混凝土管片》DB13/T2085-河北预制混凝土管片，也需要从谨慎选择模具生产厂家

2014入手，从模具设计、加工、检验、使用和维护全过程积

《轨道交通建设工程用预制混 2DB34/T1937-凝土衬砌管片》安徽2013极参与和精心控制模具各阶段、各环节质量,为精品 《地铁隧道工程盾构

管片生产提供良好的、高质量的模具支撑。表3是 3DG/TJ08-施工技术规程》上海2041-2008作者总结出的管片模具在设计、加工和使用过程中

《盾构法隧道防水技术

4DBJ08-50-容易忽视的重要问题,以期引起大家重W'-5]o规程》上海1996《轨道交通用预制混凝土衬砌

4常见的可能与模具有关的管片成品

5DB31/969-管片单位产品能源消耗限额》上海2016质量问题及原因分析模具是影响管片成品质量的重要因素之一，因模 钢筋混凝土管片模具与普通预制混凝土构件模

具原因产生的管片成品质量缺陷主要涉及外观、外形

具相比，最显著的差异在于前者技术上更为凸显尺 尺寸和水平拼装等一般缺陷项目。但由于管片属于表3模具在设计、加工和使用过程中的注意事项及需重点注意的内容Table 3 Cautions and key points during mould design, machining and serving序号注意事项重点内容(1) 管片模具是一种工业化产品，按照振捣方式可分为附着式、整体式和人工插入式模具，采购模具时要 选用经验丰富的专业化生产企业；(2) 应重点考察和关注模具厂家的技术水平、生产能力、模具方案设计质量、模具加工精度质量、模具寿

谨慎选择模 命、成本价格、交货周期、售后及维修服务承诺等1；具厂家⑶欧洲的法国CBE、意大利和瑞士以及亚洲的日本(排名不分先后)等国的高精度模具技术较为先进，清

晰地了解厂家产品的技术特性和质量非常重要；(4)国内的上海隧道股份、河北众鑫源、杭州铁牛、北京首钢、深圳华森机电和江苏银旭隧道机械等企业近 年来也占据了国内市场不小的份额，能够提供模具、配套设备和生产线全套解决方案(排名不分先后)(1) 新型管片模具设计前,管片生产厂家应和管片设计单位以及模具设计加工厂家充分沟通,针对管片技 术质量要求和各细部构造设计从模具设计和加工角度提出明确的技术质量要求，确保模具整体和细部构

就模具设计

造设计满足管片成品质量标准；和加工问题

(2) 必要时可由管片生产厂家跟管片设计单位进行沟通协调，在不影响管片结构性能和使用功能的条件 2加强技术交

下，对影响管片产品表观质量的细部构造进行优化设计；流与沟通(3) 要充分理解模具厂家对模具的设计理念阐述、加工装备使用、加工精度和质量控制的手段和过程控制 情况,避免产生模具质量纠纷；(4) 督促厂家严格按照规范要求精度加工制作和组装模具,模具拼装合拢后拼缝应严密，不得存在造成漏 浆的缺陷管片模具材 (1) 因管片模具精度高、造价高、周转频次高,要选用具有良好的抗氧化性的钢材，并应有足够的强度和时

3料的精挑细 效处理，制作模具的钢材不得存在变形、破损等缺陷；选(2) 不得使用氧化皮不完整，存在划痕、锈蚀、斑痕、龟裂等缺陷和扭曲变形、折叠死弯的钢材(1) 模具进场后采用由管片模具厂提供的靠模等专用工具和经过计量部门检定的计量器具对模板宽度、

弧弦长、靠模夹角间隙、对角线、内腔高度等进行检测,检验合格后方可投入使用；模具质量 (2) 使用过程中，每套模具每生产100片管片必须进行系统检验，允许偏差若不能满足规范要求必须及时

4检测调整，必要时进行返厂维修；(3) 管片带有弧状的外形给尺寸检测带来了困难，模具厂家给模具使用厂家提供一套制作模具中用于控 制尺寸精度的检测工具,应指导其使用，在检定合格的条件下用于对管片模具进行质量检测，确保管片尺

寸精度质量72 第57卷第1期(总第390期),2020年2月出版Vol.57, No.l (Total No.390), Feb.2020盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准及其质量管理现代隧道技术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY续表3序号注意事项重点内容(1) 管片高精度模具的损坏容易在合模过程中发生，应特别注重合模操作的规范性检查；(2) 合模前应检查各部件、部位是否清理干净，端侧板与底板连接密封胶条是否脱落或损坏。若带问题强

5合模操作行合模会给模具密封带来隐患，严重的会损坏模具的密封性能；(3) 合模时按模具手册要求的扭矩紧固相应螺栓，紧固顺序为先中间后两端，严禁倒序操作造成模具局部

变形甚至缺损破坏(1) 模具清理应按照由内而外,先侧板、端板再底板，先中间后四周的顺序，清理后的模具内表面任何部位

均不得残留任何杂物，尤其是止水带或凹凸樺等凹凸部位、底部密封条、板与板之间的连接处及预留预埋

部件四周要重点清理；6模具清理(2) 混凝土浇筑过程中散落在模具上的混凝土必须随时清理干净，以免混凝土凝固后难以清除；(3) 模板清理过程严防损害模具的成型面,避免用重锤敲击或尖锐器具刻划模板；(4) 模具清理不到位的后果不仅在于影响生产管片的混凝土表观质量，更为严重的是可能造成合模中的

模具损坏，以及模具内表面的永久划伤,进而会影响成品钢筋混凝土管片的清水混凝土表观效果高精度清水混凝土预制构件，一般缺陷严重的将影响 重物资设备,本身成本不菲,故保持管片模具的质量

管片拼装质量，进而影响隧道结构的防水及耐久性 稳定和经久耐用性对厂家保障管片产品质量和提高

能，值得重视对待。表4是作者总结的管片成品常见

经济效率都具有重要意义,这有赖于加强模具使用 的可能与模具有关的管片成品质量问题及其原因分

和维护管理。表5总结了管片模具在使用和维护中

析,管片生产企业应该在生产实践中加强类似问题的

的常见问题及处理措施,采取正确的对待模具方式,

总结并及时解决，以不断提升管片生产质量W将为管片生产提供重要的技术和物资保障。5模具在使用与维护中常见问题处理6建议管片模具是管片生产重要的技术性和经济性双

为了确保管片生产质量,除了管片生产厂家应表4管片成品与模具有关的质量问题及原因分析Table 4 Finished segment quality problems related to mould and the causes analysis类别质量问题描述原因分析疏松振动力不够或漏浆，布料过厚、振动不及

时所引起预埋部位

模具上固定预埋件的部位不光滑，固定不 缺陷预埋部位存在少量麻面、掉皮或掉角好或清理不干净，脱模剂涂刷不到位管片外弧面混凝土破损到止水密封槽位置模具止水槽的稍度有问题或不光滑，清理

不干净，脱模剂效果不佳外观缺陷外形缺陷管片存在少量但不影响结构性能或使用功能 模具顶盖与侧板直接密封不好,螺栓振动

的翘曲不平或飞边凸肋过程中有松动管片止水密封槽及平面转角部位的混凝土有 模具止水槽不光滑,清理不干净或脱模剂

少量剥落缺损不够好外表缺陷管片其它部位的混凝土表面有少量麻面、掉

皮、起砂、存在少量气泡等模具清理不干净或脱模剂不够好宽度超差螺栓紧固不到位，模具侧板翘曲变形，或

清理不干净导致合模不到位几何尺寸厚度超差翘曲,混凝土收面控制不好弧长超差底模变形、刚度不足或周转超周期水平拼装径向尺寸超差、间隙过大模具本身翘曲或螺栓紧固问题，水平拼装

胎具定位有误第57卷第1期(总第390期),2020年2月出版

73Vol.57, No.l (Total No.390), Feb.2020

现代隧道技术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准及其质量管理表5模具在使用和维护中的常见问题和处理措施Table 5 The common problems and treatment measures during mould operation and maintenance阶段常见问题原因处理措施检测工具(1)检测工具定期检定；⑵留有备用工具(1) 大面上定期用砂轮机+细砂纸打磨抛光；模具边角清理不仔细(2) 每个周转期都要对边角部位用油灰刀、不锈钢清洁球或细砂纸清理；(3) 每个周转期对阴角部位进行清理(1) 保护好模板外侧和上部的合模标记；(2) 按照说明书要求的顺序合模；精度不够(3) 螺栓紧固的顺序不对；没有正确合模(4) 个别螺栓紧固过紧；(5) 螺栓用错；(6) 螺栓丝扣因锈蚀或长期使用有损坏；(7) 螺栓丝扣上的污物清理(1) 局部焊点开焊；模具变形(2) 局部刚度加强；(3) 置换有问题的模板；使用期间(4) 以旧换新⑴空压机问题，出气量达不到设计值；气压不足(2) 锅炉至空压机间的气路漏气；(3) 气压表显示不正确(1) 查找出空压机至模具间管路漏气部位；(2) 气路中的水汽必须清理干净管路密封不好振动力

不足固定振动器部位开焊(1) 加焊;(2) 清理先前焊点后重焊正常的使用步骤:随着下料的开启，逐步加大振动力，任何时候都不要开

到最大振动器未正常使用(1) 最常见的是垫片磨损严重，换垫片；振动器损坏(2) 内部进入湿气，清理；(3) 内部钢体磨损新材料的研究与选择钢材本身问题锈蚀长期接触蒸汽非蒸养阶段用非吸湿性材料覆盖未正常清理模具停用前不清理模具(1) 建议清除混凝土残殖后用空气吹净浮磴浮尘；(2) 如果非要用水冲洗,则冲洗后用空气风吹干模具推荐的做法为：在模具上压重物停用期间⑴管片不出模且加以覆盖是对模具最好的保养；涂刷被污染过的油月旨长期停用期间不覆盖(2) 清理模具后涂刷脱模剂非油脂类模具；(3) 长期不使用导致锈蚀的,在使用前反复涂刷脱模剂进行打磨,直至模

具面板反光为止该避免对模具重使用、轻管理的错误做法，模具厂家

(1) 一旦模具出现问题尽快到达现场,保持积

作为模具的出品方更应该提高售后服务质量，重视

模具使用和维护培训，加大模具质量问题处理和维

极处理问题的态度。(2) 主要专业人员到场诊断、提供专业化的解

决方案，并指出可能存在的问题和维修能否达到客 户的要求,为后续产品杜绝此类问题赢得时间。修力度，树立起给客户解决问题就是为自己打市场

的理念。以下是笔者对管片模具厂家的售后建议,

对客户的优质服务应是产品质量优良的一部分。74

(3) 通知模具使用单位初步的维修期限，最好

第57卷第1期(总第390期),2020年2月出版Vol.57, No.l (Total No.390), Feb.2020盾构隧道钢筋混凝土管片模具相关标准及其质量管理现代隧道技术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY能分类给出解决问题需要多长时间以及累计多长时

钢筋混凝土管片模具的质量直接影响着管片成

间，体现自身对模具问题的深刻了解和合理的解决

品质量、隧道拼装质量以及管片生产厂家的生产效

之道。率与效益，模具质量控制应该得到更多的技术性重 (4) 积极组织力量维修,实现对客户的承诺。视。(5) 如果判断经维修不能达到客户要求，及早

管片模具质量应从模具采购、使用和维护阶段

沟通;尽量以旧换新或者折价换新。进行全程控制，合格的模具生产厂家不仅能供应品 (6) 建立客户的微信服务群，及时了解产品使

质优良的模具产品,也能提供优质的模具售后服务。用状况。管片生产厂家和模具生产厂家要加强在管片模

(7) 进行远程监测，确保模具被正常使用。具质量上的密切合作，推进双方合作的利益最大化, 7结语以利于地铁工程建设产业链的健康发展。参考文献References[1] 张弛,蔡亚宁.隧道盾构混凝土管片预制与模具[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.ZHANG Chi, CAI Yaning. Precast and Mold of Concrete Segment for Shield Tunneling[M]. Beijing: China Architecture & Building

Press, 2009.[2] 乐贵平，等.盾构工程技术问答[M].北京:人民交通出版社,2013.LE Guiping, et al. Questions and Answers on Shield Engineering Techniques[M]. Beijing: China Communications Press, 2013.⑶北京城建集团有限责任公司,北京城建建材工业有限公司.清水混凝土预制构件生产与质量验收标准:DBll/T968-2009[S].

北京:北京城建科技促进会,2009.Beijing Urban Construction Group Co., Ltd., Beijing Urban Construction Materials Industry Co., Ltd. Standard for Production and

Quality Acceptance of Precast Fair—faced Concrete Elements: DB11 /T968-2009[S]. Beijing: Beijing Urban Construction Technology

Promotion Association, 2009.[4] 蔡亚宁，张晋勋,武福美XGB50446-2017盾构法隧道施工与验收规范》中管片部分章节的修订简介[J].现代隧道技术,2019,56 (5):72-76.CAI Yaning, ZHANG Jinxun, WU Fumei. Brief Introduction to Revision of the Segment Section of'Code for Construction and Accep­

tance of Shield Tunnelling Method\"[J]. Modem Tunnelling Technology, 2019,56(5):72-76.[5] 北京市建设工程安全质量监督总站，北京城建集团有限责任公司.预制混凝土构件质量控制标准:DBlirri312-2015[S].北

京:北京城建科技促进会,2016.Beijing Construction Engineering Safety and Quality Supervision Station, Beijing Urban Construction Group Co., Ltd. Standard for

Quality Control of Precast Reinforced Concrete Elements: DB11 /T1312-2015[S], Beijing: Beijing Urban Construction Technology Promotion Association, 2016.Relevant Standards and Quality Management of the Mould for Reinforced

Concrete Segments of Shield Tunnels

CAI Yaning' HUANG Qingjie1(1 Engineering Procurement Construction of Beijing Urban Construction Group Co., Ltd., Beijing 100088; 2 Beijing Precast/Prestressed

Concrete Institute Co., Ltd., Beijing 100070)

Abstract Mould is one of the key factors affecting the quality of finished tunnel segments. Based on an introduc­

tion to relevant standards of the moulds for reinforced concrete segments of shield tunnels, the issues concerning

mould design and machining as well as operation are summarized, the quality problems related to mould and corre­

sponding reasons are analyzed, treatment measures for the common problems occur during mould operation and

maintenance are presented, and the suggestions on after-sales service of the mould manufactory are proposed in or­der to control the quality in the course of segment manufacturing and serving.Keywords Shield tunnel; Segment; Mould; Standard; Quality第57卷第1期(总第390期),2020年2月出版 75Vol.57, No.l (Total No.390), Feb.2020