本发明涉及盾构隧道管片,尤其是涉及一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法。
背景技术:
1、盾构隧道管片在滨海、填海等地下氯盐环境中服役时,长期处于高湿度、高氯盐的侵蚀性环境中,其耐久性直接关系到隧道的服役寿命与安全。滨海隧道外侧水土环境中氯离子浓度高,单侧侵蚀模式使氯离子优先侵入管片临土侧,诱发钢筋锈蚀。传统的钢筋混凝土(rc)管片密实度低,氯离子渗透速率快,在氯盐侵蚀与长期荷载的耦合作用下,极易产生宏观裂缝,为氯离子向内部钢筋的快速迁移提供了通道,显著加速氯离子渗透,使裂缝处钢筋出现坑蚀,形成不均匀锈蚀,终导致管片承载能力线性退化。
2、为提高耐久性,现有技术提出了在rc结构外侧增设保护层的方案。其中,高延性纤维增强水泥基复合材料(ecc)因其优异的韧性、抗裂性和低渗透性而受到关注。然而,将ecc层应用于壳形管片并实现其与rc层的长效协同工作,仍面临一些问题。如在预制过程中,rc层浇筑时常导致预留至ecc层的钢筋锚固段被混凝土污染、粘连,严重削弱了钢筋与ecc层的粘结性能;传统双层管片未针对氯盐-持载耦合环境优化界面设计,ecc层与rc层之间的界面粘结薄弱,在复杂荷载下易发生剥离,无法保证双层结构的整体受力。
3、因此,迫切需要发明一种全新的加工方法,以系统性地解决上述问题,制造出能真正抵御氯盐-持载耦合侵蚀的高性能双层壳形管片。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,以解决背景技术中的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,所述双层壳形管片包括rc层和ecc层,包括以下步骤:
3、s1、首先进行模板系统安装,先拼接内侧钢模板并校准曲面弧度,再安装rc层外侧临时钢模板,随后绑扎由箍筋和纵向筋组成的钢筋骨架并固定于内侧钢模板上;
4、s2、对裸露于rc层外侧的纵向筋锚固段进行表面清洁,涂刷可剥离水性防护剂,干燥后覆盖带凹槽的橡胶覆盖板,使纵向筋锚固段嵌入凹槽内,通过橡胶覆盖板中部预留的浇筑口从壳形管片底部向两侧同步分层浇筑rc层混凝土,浇筑完成后进行养护;
5、s3、养护完成后,同步拆除rc层外侧临时钢模板和橡胶覆盖板,对rc层外侧界面进行凿毛处理形成粗糙面,随后对粗糙面及纵向筋锚固段依次进行高压水冲洗和干燥处理;
6、s4、安装ecc层外侧钢模板,从壳形管片顶部向两侧对称连续浇筑ecc材料,振捣并收光;随后进行多阶段养护。
7、优选的,所述s1中,内侧钢模板拼接后接口处粘贴遇水膨胀止水条,确保密封防漏;拼接后用全站仪校准曲面弧度,偏差2mm;
8、rc层外侧临时钢模板内侧均匀涂刷水性脱模剂,防止与rc层粘连;
9、钢筋绑扎时,先绑扎箍筋,确保箍筋弧度与壳形曲面贴合,再穿入纵向筋,调整纵向筋位置使锚固段预留长度达标;最后用定位筋将钢筋骨架与内侧钢模板固定。
10、优选的,所述s2中,先用钢丝刷清除钢筋表面油污、浮锈及氧化皮,再均匀涂刷可剥离水性防护剂;可剥离水性防护剂的厚度为0.1~0.2mm,涂覆后自然干燥时间不少于2h。
11、优选的,所述s2中,橡胶覆盖板的整体弧度与壳形管片的曲面弧度相适配;橡胶覆盖板的表面开设多个用于容纳纵向筋的凹槽,凹槽的直径比纵向筋的直径大2mm,确保纵向筋精准定位;
12、橡胶覆盖板的中部开设有用于引导混凝土从壳形管片底部向两侧同步推进浇筑的浇筑口,避免单侧压力过大导致模板变形,同时防止浇筑过程中钢筋移位。
13、优选的,所述橡胶覆盖板的材质为三元乙丙橡胶,硬度为705邵氏a。
14、优选的,所述s2中,rc层混凝土的浇筑为分层进行,每层浇筑厚度为50mm,采用插入式振捣器振捣;
15、控制混凝土坍落度为18020mm,若坍落度损失超过50mm,补加不超过原混凝土用量10%的聚羧酸系高效减水剂。
16、优选的,所述s2中,rc层的养护为:浇筑完成后12h内覆盖土工布,确保完全包裹壳形表面,前3天时间段内每2h洒水一次,3~7天时间段内每4h洒水一次,养护7d后rc层强度需达设计值70%以上。
17、优选的,所述s3中,拆除过程中在接触点垫设橡胶垫,避免磕碰壳形边角与rc层外侧界面;
18、凿毛深度为5~8mm,界面粗骨料覆盖率不低于80%;干燥处理后界面含水率不超过5%。
19、优选的,所述s4中,ecc层的浇筑为分层浇筑,每层厚度40mm,采用平板振捣器轻振,直至表面无气泡溢出,浇筑完成后用抹子对ecc层表面进行收光处理。
20、优选的,所述s4中,多阶段养护过程为:浇筑完成后6h内覆盖塑料膜密封,24h后拆除ecc层外侧钢模板,移入温度202℃、湿度90%的恒温恒湿环境养护28天,随后转入室内自然养护,避免阳光直射。
21、因此,本发明一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,具有以下有益效果:
22、(1)通过可剥离水性防护剂与带凹槽橡胶覆盖板的组合,确保了预留钢筋的精准定位与表面绝对洁净,为钢筋与ecc的强粘结奠定了基础;后续的三步法界面处理过程创造了高强度结合的机械咬合面。二者共同作用,确保了在长期荷载下ecc层与rc层如同一个整体般协同受力,避免了界面剥离的早期破坏。
23、(2)本发明系统性地解决了钢筋移位、模板变形、界面薄弱、钢筋污染等长期困扰预制构件质量的难题,通过底部向两侧浇筑rc层避免了单侧压力,通过顶部向两侧浇筑ecc层利用了其自流平特性,保证了成型质量与几何精度。下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,所述双层壳形管片包括rc层和ecc层,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s2中,可剥离水性防护剂的厚度为0.1~0.2mm,涂覆后自然干燥时间不少于2h。
3.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s2中,橡胶覆盖板的整体弧度与壳形管片的曲面弧度相适配;橡胶覆盖板的表面开设多个用于容纳纵向筋的凹槽,凹槽的直径比纵向筋的直径大2mm;橡胶覆盖板的中部开设有用于引导混凝土从壳形管片底部向两侧同步推进浇筑的浇筑口。
4.根据权利要求3所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述橡胶覆盖板的材质为三元乙丙橡胶,硬度为705邵氏a。
5.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s2中,rc层混凝土的浇筑为分层进行,采用插入式振捣器振捣。
6.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s2中,rc层的养护为:浇筑完成后12h内覆盖土工布,前3天时间段内每2h洒水一次,3~7天时间段内每4h洒水一次。
7.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s3中,拆除过程中在接触点垫设橡胶垫;凿毛深度为5~8mm,界面粗骨料覆盖率不低于80%;干燥处理后界面含水率不超过5%。
8.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s4中,ecc层的浇筑为分层浇筑,采用平板振捣器轻振。
9.根据权利要求1所述的一种抗氯盐侵蚀的双层壳形管片的加工方法,其特征在于:所述s4中,多阶段养护过程为:浇筑完成后6h内覆盖塑料膜密封,24h后拆除ecc层外侧钢模板,移入温度202℃、湿度90%的恒温恒湿环境养护28天,随后转入室内自然养护,避免阳光直射。