槽道材质要求
盾构管片预埋槽道及锚杆和相应配件的材质选用低碳高合金钢,其中碳元素含量≤0.08%,镍元素含量Ni≥0.40%,铬元素含量Cr≥0.35%,钼元素含量Mo≥0.30%,含碳量低,其韧性、机械性能、防腐性能均好,非常适合动载;镍钼铬多元合金增强了槽道的防腐能力,槽道材质也可采用综合性能优于此钢材的其他材质。预埋槽道中采用一定量的Mo元素,使其达到耐火性能要求。盾构管片的生5261产通常采用高强抗渗混凝土,以确保可靠的承载性和防水性能,生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即4102可成型。
2.2槽道截面尺寸
国内目前地铁盾构管片设计的预埋槽道主要有38mm(高)×23mm(宽)、25mm×30mm、20mm×30mm三种型号。如图2所示。其中38mm×23mm型号的槽道预埋在2000mm宽盾构管片中,25mm×30mm型号的槽道预埋在1500mm宽盾构管片中,20mm×30mm型号的槽道预埋在1200mm宽盾构管片中。盾构管片预埋槽道一次热轧成型,表面防腐采用绝缘封闭层+多元合金共渗层,盾构管片预埋槽道轴向力、剪切力的工作荷载不小于10kN,设计荷载不小于14kN,槽道在拉力、轴力加载到30kN时槽道不发生任何屈服变形。管片模具,是用模具钢制造的,由一块底板、四块侧板、两个上盖所组成的用于隧道管片生产的性混凝土预制件模具。预埋槽道槽口设计采用燕尾槽时,α值为75°,或者设计成平口槽时,α值为90°,这需要根据实际受力的不同来决定。预埋槽道可满足无预埋在混凝土时疲劳试验100万次,预埋混凝土时疲劳试验可达300万次,且满足疲劳频率1~3Hz,正弦波波形,荷载基准及幅值为(10±3)kN。
在盾构管片蒸汽养护时,环境温度达到55℃,混凝土内部温度会接近100℃,加之混凝土的碱性环境,使得环氧树脂极易软化泪流,从而失效,因此改性环氧树脂的软化点应大于120℃。另外,若是预埋槽道采用铝锌合金作为防腐层,如果没有绝缘层软化泪流,起不到对防腐层的封闭作用,防腐层中的铝元素会与混凝土中碱性物质发生反应,使得防腐层遭到破坏。多元合金渗层均匀,金相组织致密,渗层厚度可达到10~100μm,抗腐性能大大优于热镀锌、电镀锌和普通粉末渗锌,多元共渗没有氢脆现象,具有良好的耐热性能,因此多元共渗可满足对疲劳强度、耐磨性、韧性要求高的钢铁结构件和紧固件的防腐处理。
管片的生产大致分为钢筋制作、管片生产工段、管片堆放工段,管片生产工段采用的是自动化流水线生产方式。蒸汽养护完毕,管片将被取出进入堆放阶段,模具进行第二个生产循环。
盾构隧道一般采用混凝土管片衬砌作为支护结构,作为支护的管片制造技术,是地铁隧道建设的关键技术之一。地铁管片作为一种混凝土预制衬砌,在隧道开挖过程中,主要起到支撑和防水作用。
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