隧道二次衬砌混凝土外观质量的影响因素与预防措施 张红刚

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年第7期   作者: 张红刚 尚会年
[导读] 提高二次衬砌混凝土外观质量不能忽视耐久性,所以,追求内在质量还是第一位的,一味地强调外观质量是不行的。
        摘要:伴随着社会经济的高速发展推动各项工程建设数量不断增加。二衬在隧道施工阶段出现了各类外观质量缺陷,主要表现在二衬混凝土的外观质量缺陷,比如在隧道轮廓断面起拱线以下的侧墙上局部出现:错台;颜色不一致;混凝土表面蜂窝麻面、气孔等表面质量缺陷,影响了混凝土外观质量。针对以上公路隧道二次衬砌常见的外观质量通病,分析二衬表面缺陷形成的原因,提出现场解决这类质量通病的最基本的方法,并对表面质量通病的处理方法进行了介绍,以力争克服混凝土表面的常见病症,全面提高工程质量。
        关键词:隧道;二次衬砌;外观
        引言
        公路隧道二衬混凝土在施工过程中受施工条件、施工环境等因素的影响经常发生一些质量通病,尤其是隧道二衬外观质量是隧道最终修建成果的展示,是一个隧道的门面工程,往往影响上级部门检查对隧道的评价结论,笔者结合在公路隧道方面的实际工作和施工经验,就隧道二衬外观质量常见问题产生的原因和防治措施进行探讨。
        1外观质量常见问题
        公路隧道二衬混凝土外观质量控制存在的常见问题有:错台;混凝土表面存在花斑、颜色不一致;混凝土表面蜂窝麻面、气孔等处理不好直接影响隧道二衬外观质量。出现上述问题原因是多方面的,但主要是由于施工工艺和控制措施不当所致。
        2外观缺陷产生的原因及预防措施
        2.1混凝土蜂窝、麻面
        根据混凝土相关研究,蜂窝产生的机理是:粗骨料与水泥浆未充分混合致使水泥浆无法紧密包裹粗骨料,如混凝土离析、水泥浆流失等导致粗骨料与水泥浆分离的现象一般都会产生蜂窝。蜂窝产生的症状为:混凝土局部酥松,砂浆少石子多,石子之间出现空隙,形成蜂窝状的孔洞。蜂窝主要由下列几个因素导致:(1)混凝土振捣不规范,漏振及单点振捣不充分;如台坡隧道右线出口,左边墙由于振捣不到位,拆模后留下较大面积的蜂窝麻面,以及拱部由于人工振捣难易触及,往往也会出现麻面,这在井沟岭隧道车行横洞二衬施工时,情况尤为突出;(2)水分含量过高,实际施工中由于管理不到位等因素,工人现场往泵车内加生水,使水分含量偏高,导致混凝土离析;(3)混凝土浇筑高度偏高或浇筑角度过大,导致粗骨料下沉,这一情况在车行横洞施工时表现突出。现象:混凝土表面局部缺浆粗糙,或有许多小凹坑,但无钢筋和石子外露。麻面产生的原因有:(1)模板表面粗糙或清理不干净,粘有干硬水泥砂浆等杂物,拆模时混凝土表面被粘损;(2)钢模板脱模剂涂刷不均匀,拆模时混凝土表面粘结模板;(3)模板接缝拼装不严密,灌注混凝土时缝隙漏浆;(4)混凝土振捣不密实,混凝土中的气泡未排出,一部分气泡停留在模板表面。
        2.2气泡麻面
        混凝土内部气体如果排不出来,聚集到模板上,拆模后混凝土表面就出现气泡形成的坑,影响外观。其形成有以下几种原因。(1)振捣不到位。整体式模板都留有浇注和振捣操作窗口,而窗口以外的部位是全封闭的,这给振捣工作带来一定难度,个别部位容易漏振。特别是起拱线以下,模板在混凝土上部,气泡上升聚集到模板上不易排出,很难杜绝。为此,在浇注混凝土时,起拱线以下要多分层勤振捣,减少一次振捣厚度(不大于50cm),尽量使气泡全部排出。在内部振捣的同时,要从外侧敲击或振捣模板,使气泡沿模板上升排出。(2)振捣操作不规范。为了便于气泡的排出,振捣时,振捣棒快速插入,慢慢提出,直到没有气泡排出或混凝土不再泛浆下沉为止。但现场工人由于不懂操作,往往慢慢让振捣棒下沉,上部混凝土先密实使下部混凝土内气泡很难排出。为了杜绝不规范操作,必须选用经过技术培训、有经验的振捣工操作,并加强现场监督管理,上一层混凝土不振捣完毕不得进行下一层浇注。(3)振捣时间控制不当.有时操作工人为了加快浇注速度,混凝土还在下沉或者气泡没有排完就停止振捣浇注下一层混凝土。导致振捣时间不够,气泡没有完全排出。但还有操作工人错误的认为振捣时间越长效果越好,导致气泡排光后,由于长时间反复振捣而产生新的气泡。

因此,施工前要加强对振捣工人的技术培训;施工时合理控制振捣时间,以减少气泡的残留。(4)原材料质量偏差。有些地方由于地理条件的限制,砂子普遍过粗,并且含泥量较高;加工碎石采用颚式破碎机,片状含量较高。这样混凝土和易性较差,振捣稍不到位就易形成大面积麻面。要解决这个问题,必须加强原材料的选用和控制,不合格材料严禁使用。
        2.3表面裂缝
        混凝土裂缝主要有下列几种形式:塑性收缩裂缝、干缩裂缝、沉降裂缝及温度裂缝。二衬混凝土裂缝主要是干缩和塑性收缩导致的,而沉降裂缝由于在围岩分级的部位设置了沉降缝故可较好地避免。以下主要分析塑性收缩裂缝及干缩裂缝产生的原因:塑性收缩裂缝:浇筑后混凝土表面蒸发过快和被基础模板吸收过快,造成初始凝固混凝土急剧脱水而产生的收缩裂缝属塑性收缩,当这种塑性收缩受基础、模板或钢筋的约束,因混凝土强度趋于零而产生裂缝。从混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快,裂缝越容易产生。降低单位用水量,减少坍落度是防止塑性收缩的根本途径;改善环境温度减少蒸发量和良好的养生也是非常重要的。干缩裂缝:水分蒸发是造成干缩和塑性裂缝的重要原因,但塑性是在硬化前短期内产生的,而干缩是在硬化后较长时间产生的。混凝土干缩是因为水泥石干燥造成的。这种干燥、蒸发是由表面及里逐渐发展的。这种裂缝发生在距表层很浅的位置,常被人们所忽视。在潮湿多雨地带,这种裂缝必将损害隧道衬砌结构的的渗透性和耐久性,从而危及隧道使用安全和长期的正常运营。
        2.4露筋
        2.4.1产生原因
        (1)灌筑混凝土时,钢筋保护层垫块位移或垫块太少或漏放,致使钢筋紧贴模板外露;(2)混凝土配合比不当,产生离析,靠模板部位缺浆或模板漏浆;(3)混凝土保护层太薄或保护层处混凝土振捣不实;或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋。
        2.4.2防治措施
        浇灌混凝土应保证钢筋位置和保护层厚度正确,并加强检查,钢筋密集时,选用适当粒径的石子,保证混凝土配合比准确并有良好的和易性;混凝土振捣严禁撞击钢筋,操作时,避免踩踏钢筋,保护层混凝土要振捣密实;正确掌握脱模时间,防止过早拆模。
        2.5对于错台的预防措施
        施工衬砌之前,将所有的支撑丝杠全部紧固到位,保证台车整体受力。台车就位前,将混凝土与台车搭接部位表面彻底清理干净,使台车与混凝土表面尽量紧贴;加强台车支撑,即在原设计台车两端各增加支撑丝杠或液压油缸4~6个,使每端的支撑总数达到12~14个,同时加强搭接部位支撑,要求支撑紧密;检查台车前后断面尺寸,及时消除制造误差;中线位置要求准确设定,使台车中线与隧道中线尽量保持一致;放慢台车底部高3m处的混凝土灌注速度并控制混凝土塌落度在14cm以内。避免台车下面过往机械设备对台车的碰撞而造成台车错位出现衬砌混凝土错台。
        结语
        提高二次衬砌混凝土外观质量不能忽视耐久性,所以,追求内在质量还是第一位的,一味地强调外观质量是不行的。对混凝土外观质量不能进入误区,认为“光、亮、平”就是外观质量好,其实混凝土外观质量强调的是:“混凝土密实的表观体现”,要达到内实外美的施工标准。
        参考文献
        [1]陈东柱.高速铁路隧道衬砌裂缝病害及其整治措施研究.中南大学,2019(26).
        [2]杨小峰.浅析隧道二次衬砌混凝土裂缝产生的原因及预防措施.北方交通,2019(44).
        [3]刘晓树,赵建宇.改进施工工艺提高隧道衬砌质量.铁道建筑,2019(14).
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