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。6、复紧连接螺栓一环管片拼装后,利用全部盾构千斤顶均匀施加压力,充分紧固轴向连接螺栓。
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。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。一种新型快速运模地铁管片自动化生产线,该生产线将管片脱模区和浇筑作业区分离,实现了成品管片脱模及转运物流、钢筋骨架物流和混凝土物流三大物流的分离,进一步提升了各物流流转效率,从而大幅提升管片的生产能力。
3.2.3铁锌合金共渗
在常温下,铁元素在潮湿环境中容易生锈,无法起到防腐的作用。
3.2.4陶瓷防腐
采用陶瓷防腐层耐高温,耐酸、耐碱以及耐盐腐蚀效果好,但是陶瓷防腐层的韧性和黏结性较差,在预埋槽道施工安装过程中难免会发生碰撞或在盾构隧道内列车运行的动荷载作用下容易脱落使其防腐失效。
3.2.5不锈钢
采用不锈钢作为预埋槽道的主材,可耐酸、碱、盐类腐蚀,防腐性能***,但是不锈钢材料力学性能与普通低碳钢相比具有明显的差异,主要表现在其具有较低的比例极限、明显的应变硬化特性。因此目前国内不锈钢一次热轧成型无法完成。5结论与建议
(1)在考虑隧道杂散电流的情况下,预埋槽道的绝缘层是其防腐的步,研究解决好绝缘层的耐久性是预埋槽道防腐技术的***和关键。若是预埋槽道的绝缘层老化失效,盾构隧道内的电化腐蚀会使得部分槽道失去使用功能,无法满足100年的使用要求。因此,绝缘封闭层应检测绝缘性、强度、韧性、软化点、憎水性、抗酸碱、阻燃性、黏结力、厚度等9个指标来确定其性能。3、盾构千斤顶操作拼装时,若盾构千斤顶同时全部缩回,则在开挖面土压的作用下盾构会后退,开挖面将不稳定,管片拼装空间也将难以保证。
(2)在不考虑隧道杂散电流的情况下,采用镍锌合金共渗防腐层是可行的。因为镍元素在高温下不会与碱性物发生化学反应,镍锌合金广泛应用于轮船和飞机***部件的防腐方面,镍锌合金也非常适合盾构管片预埋槽道的防腐要求,在盾构管片制作过程中,采用蒸汽养护时,镍元素也不会在近100℃的温度下与混凝土中的碱性物发生化学反应。预埋件防腐能力决定了其使用寿命的长短,直接影响工程运行的安全。
(3)采用改性环氧树脂作为预埋槽道的绝缘层是目前普遍采用的一项技术,改性环氧树脂因其性能***被广泛使用于多个领域,不管采用改性环氧树脂还是其他化学材料作为绝缘层,其技术性能除满足国家的技术标准之外,还应该根据工程的实际情况,通过试验来确定技术指标,这样才能更好地满足工程实际的需要。国内传统地铁盾构隧道内安装管线及固定设备采用打孔、化学锚栓与金属支架配合的方式,存在施工环境恶劣、安装时效低、对管片结构损伤大、维修保养困难等一系列问题。
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