长沙市公路桥梁建设有限责任公司 湖南长沙 410205
摘要:笔者针对隧道二次衬砌混凝土常见的蜂窝麻面、裂缝和错台等质量通病,根据其产生原因,结合以往工程经验,提出行之有效的防治措施,为达到预期的质量目标提供参考依据。
关键词:隧道二衬;混凝土;质量通病成因;防治
引 言
近年来,隧道工程施工逐渐引起了人们的重视。二衬混凝土作为隧道工程施工的重点,其质量与隧道整体质量存在密切关联。根据既往经验,二衬混凝土极易产生相关质量问题,为隧道工程带来一定的安全隐患。因此,分析隧道二衬混凝土质量通病的成因与防治策略具有一定必要性。
1 二衬混凝土质量通病的成因
1.1 裂缝成因
(1)二衬混凝土的原材料。在隧道的建设过程中,二衬混凝土一般采用泵送浇筑,泵送对混凝土的和易性要求较高,所以混凝土配合比设计坍落度及坍落扩展度设计相对较大。混凝土施工时如果出现混凝土和易性不好的情况,通常情况下是通过调整砂率或者增加与混凝土相同水灰比的水泥浆对混凝土和易性进行调节。砂中的石粉含量是引起混凝土出现干缩裂缝的主要因素之一,通过改变砂率,可以很好地防止混凝土开裂。水泥水化热也是引起混凝土开裂的主要因素之一,通过增加与混凝土相同水灰比的水泥浆进行调节,相当于增加了水泥用量,能够防止混凝土开裂。此外,混凝土中粉状颗粒(粉煤灰用量、集料的石粉含量、含泥量等)含量过多,会引起混凝土干缩量增加,从而引起混凝土裂缝。
(2)二衬混凝土的施工。在隧道施工过程中,施工技术直接影响着二衬混凝土的质量。隧道开挖以后,先进行初期支护的施工,目的是为了稳定围岩状况,让初期支护混凝土与围岩一起受力。初期支护施工结束后,如果围岩尚未稳定就进行二衬混凝土的施工,一旦围岩发生位移、沉降等变化,现象就会直接反应到二衬混凝土表面,形成裂缝。除此之外,二衬混凝土施工时采用模筑施工,当施工人员拆模时,如果拆模时间过早,混凝土的强度还没达到要求,一旦发生磕碰就会使混凝土损坏。这类问题通常出现在浇筑断面的两端,因此必须严格控制拆模时间,预防产生磕碰。
1.2 二衬混凝土出现的蜂窝麻面
首先,施工人员进行拆模时,如果没有及时清理模板上的混凝土残渣,使得脱模剂涂刷不均匀,二者一结合就会使得混凝土出现蜂窝麻面的问题。其次,如果二衬混凝土的拱脚位置没有出现符合要求的振捣,也会导致二衬混凝土出现蜂窝麻面的问题。最后,二衬混凝土的传送方式也会有一定影响,在传送二衬混凝土时采用泵送的方式,在泵送的过程中需要保证混凝土的流动性,因此就会在混凝土中加大水灰的投放量。虽然混凝土的流动性得到了保障,但是在振捣混凝土的过程中,由于水灰量的增加,使得混凝土出现离析及浮浆的情况,而且混凝土中的水离子会与模板中的脱模剂发生结合的现象,从而产生蜂窝麻面。
1.3 在隧道工程中出现错台的成因
作为隧道二衬混凝土质量通病之一,二衬混凝土错台会直接影响工程整体质量,这一病害主要源于隧道混凝土施工过程出现的不足,主要表现为两板混凝土在二衬脱模后存在不在同一个曲面上的接缝处。根据以往隧道二衬混凝土施工管理经验,可确定二衬混凝土错台质量通病问题的成因包括:①台车扣板与上板混凝土之间未实现相互紧接,由于台车扣板与上板混凝土间存在缝隙,错台现象便会因此出现,最终影响混凝土施工质量。②在二衬混凝土施工过程中,常用的重要设备包括台车大梁和模板,但如果两种设备存在变形问题,隧道二衬混凝土错台现象同样可能因此出现。③在隧道二衬混凝土施工过程中,施工时间未得到较好控制同样可能引发二衬混凝土错台,如存在施工时间过于紧张现象,混凝土便会在过大的侧压力下会产生超量现象,这就直接影响施工效果与混凝土质量,二衬混凝土错台通病的发生概率也将大幅提升。
2 二衬混凝土问题防治措施
为了提升隧道二衬混凝土质量,避免通病问题的形成,可将以下几种策略,应用隧道二衬混凝土质量控制工作中:
2.1 蜂窝麻面通病防治
对于蜂窝麻面的防治,要特别注意原材料的使用,必须严格把握好粗细材料的配比,针对细骨料进行重点筛选,然后加以处理,方便后续工作的使用。在振捣混凝土时,会有不方便使用插入式振动器的位置,因此可以将插入式振动器与附着式振动器结合,共同使用。在进行混凝土的浇筑工作时,要控制分层的厚度,按照对应的数据要求进行处理。如果只是简单的局部蜂窝麻面问题,可以使用白水泥混合调色料进行修补,然后用砂纸打磨即可,要及时处理,避免之后的严重化。
2.2 裂缝通病防治
为了减少裂缝问题的出现,需要在施工过程中加以重视,采取一系列措施进行防治。在对二衬混凝土进行拆模之后,及时进行洒水养护,保持混凝土表面始终保持湿润,以此减少裂缝的产生。在选择原材料方面,应该严格按照相关规定选取材料,通过对混凝土中的粉状颗粒物进行控制,并且对拌和设备进行定期检查,保证原材料和设备符合使用标准,从根本上防止裂缝的出现。在隧道建设过程中,可以在围岩级别变化处设置沉降缝,同时在软硬地层交界处每隔10m设置一道沉降缝,对于围岩的分级处或者围岩较差的位置,根据实际情况进行增设。在隧道施工开始前,应该及时掌握隧道工程的各项数据,并对施工情况进行实时监测,防止突发状况,在保证地段支护已经达到标准要求后,再开展二衬混凝土的施工。
在隧道建设完成后,必须严格按照拆模的统一标准进行拆模工作,根据混凝土实际的强度进行拆模,不可以过早进行,避免出现裂缝。要严格把控施工前的材料准备工作,必须按照对应的比例添加材料,按照统一的规定开展准备工作,还可以提前进行测试,保证二衬混凝土的质量。尽管二衬混凝土具有较大的强度,但也不可忽视养护工作,应注意对混凝土进行保湿工作。在工程施工时,如果混凝土表面已经产生细小的裂缝,应该及时进行清洗,使其保持湿润,然后用腻子涂抹,最后用调色料使其表面保持统一的颜色。
2.3 错台通病防治
在隧道工程施工中,可按照如下方法,做好错台通病的预防:①严格按照施工进度方案施工。施工单位在进行二衬混凝土施工时,需严格按照施工进度方案施工,以防因出现赶工现象而增加错台通病的形成风险。②做好台车施工管理。在运用台车施工期间,注意检查上班混凝土与台车扣板的连接状况,避免于连接异常状态下施工。此外,还需注意检查施工设备的性能,避免使用变形设备。而当隧道工程的二衬混凝土形成错台问题后,需结合错台严重程度采用不同方法进行处理。如错台较大,可经电动凿毛机初平后,以手提打磨机进而二次精平,最后选用调色料进行抹面施工,以改善二衬混凝土施工质量。如错台较小,则可按照2~10cm宽度标准,以手提打磨机进行打磨处理。打磨结束后,运用牵线测定其平整度参数,检查无误后,经调色料处理二衬混凝土表面。
结束语
综上所述,二次衬砌在保证隧道围岩安全性等方面具有重要作用,而作为混凝土结构,其容易产生一系列质量问题。因此,在实际的施工作业中,应根据不同质量问题,通过对其产生原因的分析,采取有效措施予以防治处理,进而从根本上保证衬砌结构质量。
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