北京市南水北调工程质量监督站 北京市 100195
摘要：混凝土表面气泡的产生和存在，不仅影响了工程的美观，更重要的是它反映了该工程的质量还没有达到规范标准，如何消除混凝土表面气泡是许多技术人员和监理工作者常遇到而又感到棘手的问题。引起混凝土结构表面气泡的原因较多，也较复杂，本文针对某工程隧洞二衬混凝土表面存在不同程度气泡的问题，通过试验深入分析了气泡产生的原因，提出解决二衬混凝土浇筑外观质量的措施和方法。
关键词：隧洞工程；二衬混凝土；气泡
1、某工程二衬混凝土工程概况
某工程输水隧洞总长11km，为两条直径3400mm钢筋混凝土现浇圆涵。一衬（暗挖初期支护）完成后需进行厚度为350mm强度为C30W10二衬钢筋混凝土施工，二衬结构中环向钢筋间距100mm，纵向钢筋间距200mm。施工中采用钢模台车、自密实混凝土一次浇筑成型。在施工过程中发现，二衬浇筑混凝土表面存在不同程度的气泡。气泡直径一般在3mm~15mm之间，个别较大者达到25mm。同时调查发现，在各个施工标段，气泡聚集的部位基本相同，经调查，混凝土质量控制措施（包括原材料来源、施工配合比设计、浇筑工艺、现场入仓指标控制等）在各施工标段执行中缺少明确、有效的技术要求。同时考虑到以往的类似工程中，也存在这样的通病。为此，拟对气泡产生的原因进行深入研究分析，为二衬混凝土浇筑的外观质量（主要是控制气泡数量和大小）提供一套明确、可行、有效的技术要求和控制措施，同时也为类似工程提供技术参考。
2、二衬混凝土表面气泡控制工艺研究
2.1、原混凝土配合比施工工艺现场试验
二衬混凝土产生气泡浇筑过程控制方面的主要影响因素有：混凝土工作性能、混凝土入仓方式、混凝土浇筑速率、辅助振捣措施应用情况等。
在现场浇筑过程中重点进行上述因素的对比试验，总结各项施工参数，指导现场施工操作，力求达到混凝土表面气泡控制的最佳效果。
脱模材料的选择和使用也是混凝土外观质量控制的重要一环，脱模材料的对比研究与现场工艺优化实验同时进行。
2.1.1、浇注工艺控制研究
结合施工现场情况，浇筑过程控制研究如下：
（1）混凝土工作性能：依据规范要求，自密实混凝土坍落扩展度应控制在650±50mm，试验采用上、中、下限三种性能，即坍落扩展度分别控制在700mm、650mm、600mm左右进行对比。
（2）混凝土入仓方式：台车在拱顶正上方沿隧洞顺水流方向共设置了3个灌注口，正中设置一个，距端头板2m左右各设置一个。采用中间灌注口入仓和端部入仓两种方式进行对比研究。
（3）混凝土浇筑速率：采用快速不间断浇筑实验一仓，此时混凝土坍落扩展度控制在中限（650mm左右），不振捣，避免混凝土过稠或过稀出现其他缺陷；其余各实验仓均放慢混凝土浇筑速率，采用分车控制：每仓混凝土理论方量46m3左右，分6车运输浇筑，控制各车浇筑速率、配合不同辅助振捣进行浇筑。
（4）辅助振捣措施：台车共设置6台附着式振捣器（380v，1.5kW，震动力为500kg），布设在断面腰线下45°角位置两侧，每侧3台，纵向平均分布。每台振捣器单独设置开关，可独立工作、单侧工作、全仓工作。实验过程中，三种方式全部采用，每种实验一仓。
2.1.2、脱模材料试验
（1）脱模剂的选用
经过市场调查与施工经验，选取反应良好的机油、油脂脱模剂、水质脱模剂和食用色拉油等四种脱模剂进行对比试验。
（2）试验方案
以模板垂直中线为界，左右各涂抹一种脱模剂。每一仓试验两种脱模剂，观察在同等浇筑条件下，隧洞左右两侧外观差异。
试验中对四种脱模剂进行物理状态检查：机油稠度适中可以直接涂刷、油性脱模剂稠度过大，必须掺兑适量的柴油稀释后使用；水质脱模剂流动性强；食用色拉油液体透亮，便于涂刷。由于水性脱模剂主要用于木模板，试验中单独对水性脱模剂进行了钢模板涂刷浇筑试验。实际发现涂刷过程液体流动过快，致使模板表面浸润效果较差、脱模后局部模板沾灰现象较严重，故取消此类脱模剂的实体试验。
（3）试验结果
经过对几种脱模剂的综合比较，可以看出使用色拉油作为脱模材料涂刷操作性较好、混凝土表面气泡相对较少、表面光泽度较好，建议使用色拉油作为二衬混凝土浇筑脱模材料。
2.2、新混凝土配合比施工工艺现场试验
通过混凝土搅拌站对配合比所作研究，提出了采用双掺的推荐配合比。为进一步验证在实体浇筑中使用效果，课题组确定在施工二标进行五仓浇筑试验，通过对成型混凝土的质量总结，对新配合比的浇注工艺进行优化调整，达到与新配合比相适应的浇注工艺。
（1）浇注现场试验
1）第一仓（桩号L1+910.2～L1+920.2）浇注混凝土量共计51m³，剩余约0.5m³，浇注用时4h，坍落度损失5mm～20mm，扩展度损失30mm～60mm，台车上浮5mm。期间浇注混凝土按照技术要求执行，浇注顺利，未发现异常。
拆模后，通过实际现场量测，腰线以下存在气泡，气泡最大长4mm、宽4mm、深3mm，气泡面积占总面积4%。表面平整度实测值1mm～4mm＜10mm；中心线位移1mm～4mm＜10mm；底坡高程1mm～4mm在±10mm之间；其余检测项目均符合技术及规范要求。
2）第二仓（桩号L1+920.2～L1+930.2）浇注混凝土量共计53m³，剩余约1m³，浇注用时4：48，坍落度损失5mm～25mm，扩展度损失25mm～70mm，台车上浮4mm。期间浇注混凝土按照技术要求执行，浇注顺利，未发现异常。
拆模后，通过实际现场量测，腰线以下存在气泡，气泡最大长4mm、宽4mm、深3mm，气泡面积占总面积3%。表面平整度实测值1mm～5mm＜10mm；中心线位移1mm～5mm＜10mm；底坡高程-2mm～3mm在±10mm之间；检测项目均符合技术及规范要求。
3）第三仓（桩号L1+930.2～L1+940.2）浇注混凝土量共计50m³，剩余约0.5m³，浇注用时2：58，坍落度损失5mm～20mm，扩展度损失25mm～60mm，台车上浮4mm。期间浇注混凝土按照技术要求执行，浇注顺利，未发现异常。
拆模后，通过实际现场量测，腰线以下存在气泡，气泡最大长4mm、宽3mm、深2mm，气泡面积占总面积4%。表面平整度实测值1mm～5mm＜10mm；中心线位移1mm～4mm＜10mm；底坡高程-2mm～3mm在±10mm之间；检测项目均符合技术及规范要求。
4）第四仓（桩号L1+940.2～L1+950.2）浇注混凝土量共计49m³，浇注用时3：57，坍落度损失5mm～25mm，扩展度损失20mm～100mm，台车上浮3mm。期间浇注混凝土按照技术要求执行，浇注顺利，未发现异常。
拆模后，通过实际现场量测，腰线以下存在气泡，气泡最大长4mm、宽3mm、深2mm，气泡面积占总面积4%。表面平整度实测值1mm～5mm＜10mm；中心线位移1mm～5mm＜10mm；底坡高程-4mm～3mm在±10mm之间；检测项目均符合技术及规范要求。
5）第五仓（桩号L1+950.2～L1+960.2）浇注混凝土共计50m³，浇注用时3：15，坍落度损失5mm～20mm，扩展度损失50mm～80mm，台车上浮5mm。期间浇注混凝土按照技术要求执行，浇注顺利，未发现异常。
拆模后，通过实际现场量测，腰线以下存在气泡，气泡最大长4mm、宽4mm、深2mm，气泡面积占总面积4%。表面平整度实测值1mm～5mm＜10mm；中心线位移1mm～5mm＜10mm；底坡高程-2mm～3mm在±10mm之间；检测项目均符合技术及规范要求。
总而言之，经过对几种脱模方式的综合比较，考虑透气性模布使用虽然对混凝土气泡的吸附有利，可提高结构整体光洁度，但在模具上贴模布要求整体平整度高，稍有不慎容易产生皱纹，施工难度大，不推荐采用。使用色拉油涂刷操作性较好，且脱模后混凝土表面气泡相对较少，表面光泽度较好。推荐优先选择色拉油作为脱模剂使用，试验过程显示模板的清洁度对于浇筑混凝土表观质量影响较大，建议施工过程中严格控制保证模板使用前平整、光洁。
参考文献：
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