【GB国家标准】 纤维混凝土盾构管片

ICS 91.100.40
Q14
中华人民共和国国家标准
GB/T38901—2020
纤维混凝土盾构管片
Fiber reinforced concrete shield segments2020-06-02发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-04-01实施
规范性引用文件
术语、定义和符号
分类、形状与规格、标记
原材料
制作工艺
技术要求
试验方法
检验规则
标志与出厂证明书
贮存和运输
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
纤维混凝土管片制作工艺
纤维混凝土抗弯性能试验方法
GB/T38901—2020
纤维混凝土正常使用阶段的强度标准值于Fk和极限强度标准值于Fu的计附录C（规范性附录）
算方法
附录D（规范性附录）
附录E（规范性附录）
附录F（资料性附录）
附录G（资料性附录）
纤维含量检测试验方法
盾构管片抗弯性能试验方法
预埋槽道的径向抗拔性能和抗剪切性能试验方法·盾构管片整环径向承载力的验证试验19
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出本标准由全国混凝土标准化技术委员会（SAC/TC458）归口。GB/T38901—2020
本标准起草单位：中国建筑股份有限公司、大连理工大学、中国建筑第四工程局有限公司、北京市政建设集团有限责任公司、中建科技有限公司、中建西部建设股份有限公司、北京港创瑞博混凝土有限公司、贝卡尔特应用材料科技（上海）有限公司、马克菲尔（天津）钢纤维有限公司、山东天元实业股份有限公司、中国建筑一局（集团）有限公司、宁波时科新材料科技有限公司、中建科技湖南有限公司、玉田县致泰钢纤维制造有限公司、中建科技天津有限公司、中铁科学研究院有限公司、中建新疆建工集团第五建筑工程有限公司、上海申湘混凝土纤维有限公司、中国矿业大学（北京）、中建工程研究院有限公司本标准主要起草人：毛志兵、蒋立红、石云兴、倪坤、丁二宁、油新华、令狐延、周冲、孔恒、邓美龙、林力勋、王珏、孙斌、杨寒冰、李曦、季龙泉、彭亿洲、王成发、股石、王宏君、李守义、张燕刚、张发盛、王全贤、黎攀、郭小红、李德明、陈代秉、江玉生、叶俊能、王庆轩、柳根金、唐文波、杨青、江新理、张鹏、赵军文、石敬斌、张芳、王鹏、王勇忠、郭志鹏m
1范围
纤维混凝土盾构管片
GB/T38901—2020
本标准规定了用于隧道工程的纤维混凝土盾构管片的符号、分类、形状与规格、标记、原材料、制作工艺、要求、试验方法、检验规则、标志与出厂证明书、贮存和运输。本标准适用于轨道交通、公路、铁路、水利、电力、市政、地下综合管廊等盾构隧道工程用的纤维混凝土盾构管片。
规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB175通用硅酸盐水泥
GB/T1499.1
第1部分：热轧光圆钢筋
钢筋混凝王用钢
GB/T1499.2钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋GB/T1596
用于水泥和混凝土中的粉煤灰
GB8076
混凝土外加剂
GB/T14902
GB/T18046
预拌混凝士
用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18173.4
GB/T21120
GB/T22082
GB/T27690
GB/T31061
GB50010
高分子防水材料第4部分：盾构法隧道管片用橡胶密封垫水泥混凝土和砂浆用合成纤维
预制混凝土衬砌管片
砂浆和混凝土用硅灰
盾构法隧道管片用软木橡胶衬垫混凝土结构设计规范
GB/T50080
GB/T50081
GB/T50082
GB/T50107
普通混凝土拌合物性能试验方法标准混凝土物理力学性能试验方法标准普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准混凝土强度检验评定标准
地下工程防水技术规范
GB50108
GB50119
混凝土外加剂应用技术规范
GB/T50146
GB50157
GB50164
GB50204
粉煤灰混凝土应用技术规范
地铁设计规范
混凝土质量控制标准
混凝土结构工程施工质量验收规范盾构法隧道施工及验收规范
GB50446
GB/T50476
混凝土结构耐久性设计规范
GB50838
城市综合管廊工程技术规范
矿物掺合料应用技术规范
GB/T51003
GB/T38901—2020
预制混凝土衬砌管片生产工艺技术规程JC/T2030
JGJ52普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGI63混凝土用水标准
TB/T3329电气化铁路接触网隧道内预埋槽道YB/T151混凝土用钢纤维
3术语、定义和符号
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
管片shield segment
盾构隧道预制衬砌环的基本单元。注：管片的类型主要有钢筋混凝土管片、纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。3.1.2
纤维混凝土fiberreinforcedconcrete掺加钢纤维、合成纤维或其他纤维的混凝土总称。3.1.3
纤维混凝土管片fiberreinforced concreteshield segment以纤维混凝土为主要原材料制成的管片。3.1.4
适筋纤维混凝土管片fiberreinforcedconcreteshieldsegmentwithunder-reinforced完全按照普通钢筋混凝土设计，不考虑纤维的增强作用或只考虑纤维限制裂缝扩展的作用而配置受力钢筋的纤维混凝土管片。
3.1.5
减筋纤维混凝土管片fiberreinforced concreteshieldsegmentwithmoderatedrebars考虑纤维的增强作用而减少一定比例的受力钢筋配筋大于构造要求的纤维混凝十管片3.1.6
无筋纤维混凝土管片fiberreinforcedconcreteshieldsegmentwithoutmainrebars考虑纤维的增强作用不配受力钢筋，配筋不大于构造要求的纤维混凝土管片。3.1.7
钢纤维
steelfiber
用钢材料经一定工艺制成的、能随机地分布于混凝土或砂浆中短而细的纤维。3.1.8
合成纤维Syntheticfiber
以合成高分子化合物为原料制成的化学纤维。3.1.9
钢纤维混凝土管片steelfiberreinforced concreteshield segment以钢纤维混凝土为主要原材料制成的管片。3.1.10
非金属纤维混凝土管片non-metalfiberreinforcedconcreteshieldsegment以合成纤维等非金属纤维混凝土为主要原材料制成的管片。2
3.1.11
混杂纤维混凝土管片hybridfiberreinforced concreteshieldsegment采用两种以上的纤维复合增强的混凝土为主要原材料制成的管片。3.1.12
aspect ratio of fiber
纤维长径比
纤维长度与直径或当量直径的比值。3.1.13
纤维掺量fiberdosage
GB/T38901—2020
纤维在混凝十中的掺加量，以每立方米混凝十掺加的纤维的重量计量，单位为千克每立方米（kg/m3）3.1.14
纤维含量fibercontent
纤维混凝土中的实际含量，以每立方米混凝土中纤维的重量计量，单位为千克每立方米（kg/m\）。3.1.15
管片吊装孔
segmentliftinghole
用于盾构机机械臂吊装管片进行管片拼装的预制孔道3.1.16
预埋槽道slotembeddedparts
在管片内弧面预埋的用于固定电线电缆、疏散平台板等管线物件的槽式部件。3.2符号
纤维混凝土盾构管片常用符号如下：fhk
fRik
纤维混凝土的抗弯比例极限的标准值。对应于裂缝口扩展宽度CMOD为0.5（CMOD）或挠度值。为0.47（81）时的残余抗弯强度的标准值。
对应于裂缝口扩展宽度CMOD为2.5(CMOD，）或挠度值为2.17（：)时的残余抗弯强fr3k
度的标准值。
正常使用阶段纤维混凝土的正常使用阶段的抗弯强度标准值。f Ftak
fFtuk
纤维混凝土的极限抗弯强度标准值4分类、形状与规格、标记
4.1分类
4.1.1管片按拼装成环后的隧道线形分为直线段管片（2）、曲线段管片（Q）和既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片（T）。曲线段管片又分为左曲管片（ZQ）、右曲管片（YQ)和竖曲管片（SQ）。4.1.2管片按在环内的拼装位置，可分为：标准块（B）、邻接块（L1，L2）、封闭块（F）。4.1.3管片按受力可分为：普通环（无标记）和加强环（十）。4.1.4管片按照纤维混凝土管片中的配筋情况分为适筋纤维混凝土管片（S）、减筋纤维混凝土管片（J）和无筋纤维混凝土管片（W）。
4.1.5纤维混凝土管片按中纤维的种类分为钢纤维混凝土管片（GX）、非金属纤维混凝土管片（FX)和混杂纤维混凝土管片（HX）。
4.2形状与规格
4.2.1根据隧道的断面形状可分为圆形（Y）、椭圆形（TY）、矩形（J）、双圆形（SY）、异形（YY）等多种3
GB/T38901—2020
断面。
4.2.2常规规格纤维混凝土管片按GB/T22082.其他规格由设计确定。4.3标记
管片以隧道形状、分类代号、块数、规格、管片在环内的位置、纤维混凝十管片类型标记。其中纤维混凝王管片类型包括管片配筋情况、纤维种类和受力等级信息标记格式如下：
-XOXO-O
受力情况
纤维种类
配筋情况
管片在环内的位置
规格-厚度
规格-宽度
规格-内径
分类代号
隧道形状
示例：
圆形隧道、通用管片、6块、内径5900mm、宽度为1500mm、厚度为300mm、封闭块、纤维混凝土管片类型（减筋钢KaeeiKAca
纤维混凝土管片、管片受力等级加强环）.标记为：YT6-5900X1500X300-FJGX+
5原材料
5.1水泥
宜采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其性能应符合GB175的规定。水泥碱含量（等效Na2O)不大于0.6%。不同厂商、不同品种和不同等级的水泥不得混用。5.2骨料
5.2.1细骨料宜采用中粗砂，细度模数2.3~3.3.含泥量不大于2%，氯离子含量不天于0.06%，人工砂总压碎指标不大于30%，其他质量指标应符合JGJ52的规定。5.2.2粗骨料宜采用连续级配的碎石或卵石，其最大粒径不大于31.5mm，同时不大于钢纤维长度的1/2，且不大于钢筋骨架最小净间距的3/4。粗骨料针片状含量不大于15%，含泥量不大于1%，硫化物和硫酸盐含量不大于1.0%，其他质量指标应符合JGJ52的规定。5.3钢纤维
5.3.1钢纤维可用于适筋纤维混凝土管片、减筋纤维混凝土管片和无筋纤维混凝管片，纤维长度不大于钢筋骨架最小净间距的2/3。
5.3.2减筋纤维混凝土管片宜采用端钩形钢纤维，端钩形钢纤维长度宜为30mm～60mm，纤维长径比宜为40～100，抗拉强度不宜小于1000MPa5.3.3无筋纤维混凝土管片宜采用端钩形钢纤维，端钩形钢纤维长度不宜小于45mm，纤维长径比宜为60～100，抗拉强度不宜小于1300MPa。5.3.4钢纤维表面应保持干燥清洁，不得粘有残留物，包括表面氧化物、油脂、污垢及其他影响钢纤维在混凝土中黏结性及和易性的物质。4
GB/T38901—2020
5.3.5对于适筋纤维混凝王管片，减筋纤维混凝土管片和无筋纤维混凝管片，钢纤维内含有的因加工不良造成的粘连片、表面严重锈蚀的钢纤维、铁锈粉及杂质的总质量，分别不应超过钢纤维重量的1%、0.5%和0.5%。
5.3.6钢纤维的其他质量应符合YB/T151的规定。5.4合成纤维
5.4.1合成纤维按外形可为单丝纤维、膜裂网状纤维和粗合成纤维等。5.4.2提高在火灾下纤维混凝土管片的抗爆裂性能时应使用单丝纤维，纤维掺量宜为1kg/m~2kg/m。
5.4.3粗合成纤维既可单独制作非钢纤维混凝土，也可与钢纤维制作混杂纤维混凝土用于减筋纤维混凝土管片和无筋纤维混凝管片。粗合成纤维当量直径不应小于0.3mm，抗拉强度不应小于500MPa。5.4.4合成纤维的其他质量应符合GB/T21120的规定。5.5矿物掺合料
5.5.1矿物掺合料的应用应符合GB/T51003。5.5.2粉煤灰的质量不低于GB/T1596规定的Ⅱ级要求；粉煤灰的应用应符合GB/T50146的规定。5.5.3矿渣粉的质量不应低于GB/T18046规定的S95级技术要求5.5.4硅灰应符合GB/T27690的规定。5.5.5其他矿物掺合料的质量和在混凝土中应符合GB/T51003，不应对纤维混凝土管片制品性能和耐久性产生不利影响。
5.6混凝土外加剂
混凝土外加剂应符合GB8076的规定，不应使用氯盐类外加剂或其他对钢筋和纤维有腐蚀作用的外加剂。混凝土外加剂的应用应符合GB50119的规定5.7水
纤维混凝土拌合用水应符合JG63中钢筋混凝土用水的规定5.8钢筋
直径大于10mm时宜采用热轧螺纹钢筋，其性能应符合GB/T1499.2的规定；直径小于或等于10mm时宜采用热轧光圆钢筋，其性能应符合GB/T1499.1的规定，5.9预埋件
注浆孔、吊装孔等预埋件的规格和性能应符合设计要求。5.10预埋槽道槽道
预理槽道槽道的规格满足TB/T3329的规定，性能满足GB50157和GB50838的要求。5.11弹性密封垫与衬垫
橡胶弹性密封垫和软木橡胶衬垫符合GB/T18173.4和GB/T31061的规定6制作工艺
6.1纤维混凝土应采用强制式搅拌机搅拌。纤维混凝土不得离析、泌水，纤维不应出现结团现象。GB/T38901—2020
2纤维混凝土管片的生产工艺应符合JC/T2030和附录A的规定。6.2
技术要求
纤维混凝士
纤维混凝土的抗压强度等级不应小于C50，且应符合工程设计要求7.1.1
7.1.2
纤维混凝土的抗渗等级应符合工程设计要求，无设计要求时抗渗等级应符合GB50108的规定。7.1.3
纤维混凝土的抗弯性能的分级按照表1的规定。表1纤维混凝土的抗弯性能等级
强度等级
N+1
fRik/MPa
1.0≤fR<1.5
1.5≤f2.0
2.0≤fRlk2.5
2.5≤f3.0
3.0≤fkk<3.5
3.5≤fR<4
4≤fR5
5≤f6
N≤fRN+1≤fR残余强度等级
frak/fRis
0.5≤fRk/fR<0.7
0.7≤fR/fR<0.9
0.9≤fRk/fR<1.1
1.1≤fRak/fRi1.3
1.3≤fRsk/fR1k
注：分级示例如下，纤维混凝土的等级为3b，表示其fk为3MPa3.5MPa.fR3k/fRlk为0.7～0.9；纤维混凝土的等级为2c，表示其fRk为2MPa~2.5MPa,fRsk/fRk为0.9~1.17.1.4纤维混凝土的抗弯性能等级应符合工程设计要求。对于减筋纤维混凝土管片，应采用抗弯性能等级不小于3a级（即强度等级不小于3级且残余强度等级不小于a级），且fR1k/fLk>0.4的纤维混凝土；对于无筋纤维混凝土管片，应采用抗弯性能等级不小于3c级（即强度等级不小于3级且残余强度等级不小于c级），且fR1k/ftk>0.6的纤维混凝土。7.1.5用于减筋纤维混凝土管片和无筋纤维混凝土管片的纤维混凝土在正常使用阶段的强度标准值fpak和极限强度标准值feuk应符合设计要求7.1.6纤维混凝土拌合物中纤维的含量应符合配合比设计要求。减筋钢纤维混凝土管片中钢纤维掺量不应小于20kg/m；无筋钢纤维混凝土管片中钢纤维掺量不应小于30kg/m：减筋非金属纤维混凝土管片或无筋非金属纤维混凝土管片中粗合成纤维掺量不应小于8kg/m。7.1.7纤维混凝土的耐久性和其他长期性能应符合设计要求符合GB50010、GB/T50476的有关规定，纤维混凝土的氯离子含量不大于0.06%，碱含量不大于3.0kg/m。7.2管片外观质量、尺寸偏差、水平拼装7.2.1纤维混凝土管片成品的管片外观质量缺陷等级划分符合表2的规定。管片外观质量不应有严重缺陷，当出现一般缺陷时应采取技术措施进行处理，修补材料的强度不得低于纤维管片混凝土的设计强度。
预埋部位缺陷
外形缺陷
外表缺陷
纤维伸出
7.2.2
规定。
7.2.3
管片外观质量缺陷等级划分
缺陷描述
管片内钢筋未被混凝土包裹而外露混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露混凝土中出现深度和最大长度均超过保护层厚度的孔穴混凝土中有少量深度或最大长度未超过保护层厚度的孔穴混凝土内夹有杂物且深度达到或超过保护层厚度混凝土内夹有少量杂物且深度小于保护层厚度混凝土局部不密实
从管片混凝土表面延伸至内部且超过设计给出的允许宽度或深度的裂缝其他少量不影响管片结构性能和使用功能的宽度小于0.2mm的裂缝管片预理埋件松动
埋部位存在少量麻面、掉皮或掉角外弧面混凝土破损到密封槽位置存在少量且不影响结构性能或使用功能的棱角磕碰、翘曲不平或飞边凸肋等密封槽及平面转角部位的混凝土有剥落缺损其他部位的混凝土表面有少量麻面、掉皮、起砂或少量气泡等GB/T38901—2020
缺陷等级
严重缺陷
严重缺陷
严重缺陷
一般缺陷
严重缺陷
一般缺陷
严重缺陷
严重缺陷
-般缺陷
严重缺陷
一般缺陷
严重缺陷
一般缺陷
-般缺陷免费标准bzxz.net
-般缺陷
在棱角、侧面、内弧面钢纤维或粗合成纤维伸出或外弧面钢纤维或粗合成纤维明显伸出
一般缺陷
纤维混凝土管片的几何尺寸、钢筋的混凝土保护层厚度和预埋槽道位置允许偏差应符合表3的表3
几何尺寸、钢筋的混凝土保护层厚度和预埋槽道位置允许偏差项目
钢筋保护层厚度
预埋槽道位置
纤维混凝土管片的水平拼装尺寸允许偏差应符合表4的规定表4
环向缝间隙
纵向缝间隙
成环后内径
成环后外径
水平拼装尺寸允许偏差
充允许偏差/mm
+3,-1
3，+5
允许偏差/mm
不大于2
不大于2
+6.-2
GB/T38901—2020
3管片抗弯性能
抗弯性能应符合设计要求。
7.4管片检漏试验
在设计检漏试验压力的条件下，恒压2h，不得出现漏水现象，渗水深度不超过50mm。7.5管片吊装孔抗拔性能
管片吊装孔抗拔性能应符合设计要求。当设计无要求时，抗拉拔力不应低于管片自重的7倍。7.6管片预埋槽道性能
管片预理槽道的径向抗拔性能，沿槽道方向和垂直槽道方向抗剪切性能应符合设计要求。有设计要求时，拉拨荷载和两个方向的剪切荷载均达到设计承载力；无设计要求时，管片预埋槽道的径向拉拨荷载达到14kN、两个方向的剪切荷载均达到10kN。持荷10min，预埋槽道及T型螺栓未有变化，T型螺栓位移小于0.5mm。
7.7管片整环径向承载力
异形、特大直径等非标准断面隧道的纤维混凝土管片可根据设计要求进行整环径向承载力验证试验。
8试验方法
纤维混凝土
8.1.1纤维混凝土抗压性能试验方法应符合GB/T50081的规定，强度的评定应符合GB/T50107的规定。
8.1.2纤维混凝土的抗渗试验方法应符合GB/T50082的规定。8.1.3纤维混凝土的抗弯性能试验方法见附录B。8.1.4纤维混凝土的正常使用阶段的强度标准值fFtsk和极限强度标准值frtul的计算方法见附录C。8.1.5纤维混凝土中钢纤维或粗合成纤维含量的检测方法见附录D。纤维含量的宜选择测定新拌混凝土，有争议时可测定硬化混凝土。8.1.6纤维混凝土的耐久性和其他长期性能试验方法应符合GB/T50082的规定。纤维混凝土的氯离子含量和碱含量分别为相应试验方法测得的各组分氯离子含量和碱含量的总和。8.2管片外观质量、尺寸偏差、水平拼装纤维混凝土盾构管片的外观质量、尺寸偏差、水平拼装检验方法应符合GB/T22082的规定。8.3管片抗弯性能
纤维混凝土盾构管片的抗弯性能试验方法见附录E，或其他经过设计认可的试验方法。8.4管片检漏试验
纤维混凝土盾构管片的检漏试验检测方法应符合GB/T22082的规定8
8.5管片吊装孔抗拔性能
纤维混凝土盾构管片的吊装孔抗拔性能检测方法应符合GB/T22082的规定。8.6管片预埋槽道性能
GB/T38901—2020
纤维混凝土盾构管片预埋槽道的径向抗拔性能试验方法、沿槽道方向和垂直槽道方向抗剪切性能试验方法参见附录F。
管片整环径向承载力
纤维混凝土盾构管片整环径向承载力的验证试验参见附录G.按照设计要求进行检测。9检验规则
检验分类
纤维混凝土管片检验分为出厂检验和型式检验。9.2出厂检验
9.2.1检验项目
检验项目包括纤维混凝土抗压强度、纤维混凝土抗弯性能（减筋纤维混凝土管片和无筋纤维混凝管片）、钢纤维或粗合成纤维纤维含量、管片外观质量和尺寸偏差。9.2.2批量与抽样
出厂检验批量组成与抽样数量应符合表5的规定表5出厂检验批量组成与抽样数量项目
抗压强度
混凝土
抗弯性能（减筋纤维混凝
土管片和无筋纤维混凝管片）
纤维含量
混凝土
9.2.3判定规则
9.2.3.1
外观质量
尺寸偏差
纤维混凝土抗压强度
同一配合比的纤维混凝土，每
天取样不得少于1次
同一配合比的纤维混凝土，每
200环取样不得少于1次
每周3次
200环
200环
纤维混凝土抗压强度按GB/T50107检验评定。抽样数量
成型3组试块，每组3块，规格150mm×150mm×150mm。两组同条件养护试块分别进行脱模强度检测和出厂强度检测，组标准养护试快进行混凝土28d抗压强度评定
成型1组试块，每组4块，规格150mm×150mm×550mm。标准养护28d，进行混凝土抗弯性能评定
两组，每组5L混凝土
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