隧道衬砌施工中防止混凝土表面缺陷的几点意见

・１７４・　北　方　交　通　隧道衬砌施工中防止　混凝土表面缺陷的几点意见　王广新　（沈阳鑫通公路工程监理咨询有限公司，沈阳１１００３１）　摘要结合隧道衬砌施工中容易出现的混凝土表面缺陷，就施工工艺、原材料配比以及　施工准备、村砌浇注等方面应注意和采取的相应预防措施提出了建议，以期解决隧道二次衬砌　混凝土的外观质量缺陷。　关键词　衬砌混凝土工艺材料质量措施　１概述　窗内使管口向下，避免水平对岩面直泵。要充分利　目前，隧道衬砌施工多为泵送模注混凝土，其强　用台车上、中、下三层开窗，分层浇注混凝土，落差应　度等级以Ｃ２０级为主。从我国早期和近年来施工　＜２ｃｍ为宜。这一点应严加注意，因浇注高度过高，　的铁路隧道工程的调查反映来看，或多或少都有在　或不分层次、或直接对岩面泵送，将使得混凝土经岩　起拱线以下的边墙上局部出现麻面、水泡和气泡等　面一钢模之间多次反弹后，极宜造成物料分离，粗滑　表面缺陷，甚至个别还出现顶部空洞、施工接缝、拱　料下沉，浆液上浮，从而造成墙角和边墙混凝土表面　部油迹等，这些都严重影响了混凝土外观质量。是影　产生蜂窝麻面。　响隧道稳定性和长期运营安全的主要因素，也是现　（２）延长搅拌时间，加强混凝土养护　场技术人员呼吁急需解决的现实问题之一。　搅拌站搅拌时应适当延长混凝土搅拌时间，使　隧道模筑整体混凝土衬砌作为持久保持隧道功　混凝土各组分充分水化，包裹紧密，杜绝拌和物泌　能的重要结构，除应满足使用、增强安全感外，还必　水、离析，一般可为２—３ｍｉｎ；拆模后应对混凝土晒　须具有饰面美观耐久的功能。引起隧道衬砌表面缺　水养护＞１４ｄ，防止混凝土干缩开裂，影响其外观质　陷的原因很多，所以，在隧道衬砌混凝土施工中，建　量和耐久性；特别对采用山砂、机制砂拌制的混凝土　议从以下几方面加强控制和管理，防止混凝土表面　尤应适当延长搅拌时间，加强对混凝土的前期养护　缺陷的大面积出现。　工作。　２混凝土施工工艺方面　（３）严禁往泵车内加生水　（１）分层分窗浇注　水灰比是强度的重要保证要素，过多的自由水　在出料管前端加接３—５ｃｍ同径软管，并伸人　是引起麻面、水泡、气泡等缺陷的主要原因。因此，　Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ　ａｎｄ　Ｄｒａｉｎａｇｅ　ｆｏｒ　Ｔｕｎｎｅｌｓ　Ｎｏ．１，２　ａｔ　Ｔｉｅｂｅｉｓｈａｎ　ｏｎ　Ｓｈｅｎ—Ｆｕ　Ｆｒｅｅｗａｙ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｏｎｅ　ｆｏｒ　ｍｎｎｄｓ　ａｔ　Ｔｉｅｂｅｉｓｈａｎ．ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅｉｒ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｕｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｆｒｅｅｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ　ａｎｄ　ｄｒａｉｎａｇｅ　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　王广新：隧道衬砌施工中防止混凝土表面缺陷的几点意见　・１７５・　应严格按试验室签发的施工配合比进行搅拌施工，　４施工准备方面　严禁往泵车内加生水，如确需加水，需经有关人员确　施工前应制定切实可行的组织措施，并严格执　定后，作好记录。同时加水、水泥，保证水灰比不改　行技术标准和规范，科学组织、合理安排、严格管理，　变，确保混凝土强度，并注意做到使混凝土拌和物不　确保混凝土衬砌做到顶部不空、底部不软、边墙无蜂　离析、分层。　窝麻面和水泡纹线，实现质量目标。　（４）选择合理的拆模时间　（１）仰拱铺底超前，即先灌注仰拱及边墙基础，　应定期通过现场同条件养护试件或钻芯取样试　后灌注墙拱混凝土。　验，确定混凝土在１２ｈ、１６ｈ、２０ｈ、２４ｈ时的抗压强度，　（２）立模前再次检查断面和中线水平、防水板　保证脱模时有足够的抗拉强度（＞５ＭＰａ）及抗压强　安装质量、渗漏水情况，并清除基底水、松渣及杂物。　度（＞２．５ＭＰａ）。以防止脱模时拉脱混凝土外表面，　衬砌台车定位要准确，锁定牢固，接头密贴上一次衬　造成缺陷。　砌面，保持衔接和衬砌轮廓的准确。　（５）工艺流程　（３）板台车就位前，准确安装拱顶排气管，确保　衬砌混凝土浇注应采用轨行式衬砌台架和组合　封顶时不出现空洞。模板台车自由方向封堵时，要　钢模板、混凝土运输车和混凝土输送泵完成，采用两　预留好拱顶处的泵管和排气管位置，并设立观察窗　侧对称地连续全断面泵送灌注。　口，利于随时检查混凝土在拱顶的灌注情况；同时做　３原材料及配比优化方面　好灌注结束后封堵的材料准备。　（１）水泥、钢材一般都有甲方或集团指挥部指　封顶混凝土应按规范严格操作，尽量从内向端　定提供。衬砌用碎石应按指定的石场捉供，亦可利　模方向灌注，排除空气，保证拱顶灌注厚度和密实。　用隧道开挖出来的合格石料加工；衬砌用砂应选购　（４）混凝土泵送施工时，混凝土人仓应自下而　细度模量满足要求的河砂。　上，从已灌注段接头处向未灌注方向，分层对称浇　外购或自产碎石时最好能选用５—３１．５ｒｎｍ的　灌，转窗时应两侧交叉进混凝土，防止偏压使模板变　连续级配碎石，并经水洗后使用。这样，可较好的改　形。　善混凝土和易性，利于泵送，减少混凝土表面出现缺　灌注下层混凝土时，应将台车中层窗口开启，以　陷的可能，提高强度，同时可减少机管磨耗。　利排气；同理，灌注中层混凝土时，应将台车顶层窗　（２）所采用的高效减水剂应定期抽检，确保质　口开启，以利排气。　量，防止含气量超标。如有可能，应改用其它非引气　（５）钢筋混凝土衬砌地段，模板台车就位前，设　型高效减水剂（减水率＞１６％为宜），以便减少混凝　置定位钢筋，确保钢筋安装位置正确。衬砌施工时　上用水量、节约水泥、降低水胶比Ｗ／（Ｃ＋Ｆ）＜０．６，　要十分注意预埋件和相关的洞室的施作。　提高粘聚性，确保强度。必要时可选用消泡剂，以消　（６）拌和站和输送泵的人料仓上加罩格筛，控　除气泡比例。　制倒人仓内碎石的最大粒径和其它异物，防止混凝　（３）配合比应按ＪＧＪ／Ｔ５５—２０００进行设计。选　土输送管堵塞和损坏输送泵，造成质量和机械事故。　择最优砂率，优化配合比，并应随原材料、气候、机具　（７）严格控制混凝土从拌和出料到人模的时　等条件的改变，随时调整施工配合比。　间，当气温２０ｃＩ＝一３０ｃＩ＝时，≤ｌｈ；１０℃～１９℃Ｃ时，　（４）粉煤灰可由施工单位试验部门提出要求自　≤１．５ｈ。避免间隙灌注形成纵向冷缝和施工缝。　行订购。粉煤灰等级宜选用Ⅱ级以上，充分利用其　５其他注意事项　活性成分，建议采用内掺法、等量取代水泥。应尽量　（１）脱模剂的使用：拆模后、立模前要认真清除　加大粉煤灰用量，增加粉细物料比例，以填充混凝土　模板台车上锈迹及残留混凝土和其他异物，用喷涂　物料间隙，改善和易性，提高混凝土自防水能力，提　方法均匀喷涂脱模剂，必要时应进行补喷。应在试　高混凝土抗渗标号。　验的基础上选用性能稳定的脱模剂产品，以免脱模　（５）在加强前后方通讯联络和严格控制的前提　剂失效从而防止混凝土表面拉坏、起皮。应严禁使　下，边墙和拱部混凝土其坍落度指标可考虑区别设　用废旧机油代替脱模剂，避免混凝土表面出现油污，　计，分别拌和、运送和灌注，避免就高不就低现象。　颜色不均等现象。　这样可节约部分水泥，降低成本，亦可减少因水灰比　（２）加强计量，做好监盘工作。压力机、拌和楼　过大造成混凝土表面缺陷的出现几率。　台称应定期请有关计量部门校检，出具合格证明，确　维普资讯 http://www.cqvip.com

・１７６・　北　方　交　通　保可信度。拌和楼水箱应定期自校，做好记录。水　除误差；适当加大台车刚度，增加支撑，防止台车上　泥、粉煤灰、外加剂计量误差应＜ｌ％，砂、石计量误　浮；准确设定中线位置，使台车中线与隧道中线保持　差应＜４－２％．　一致；是完全可以消除和避免出现错台和严重的施　（３）加强与混凝土生产有关的管理、技术、质　工接缝。　检、拌和、运输、立模、灌注等人员的岗位培训，建立　（３）采取有效措施，准确安装拱顶排气管，要预　严格的职责及奖惩制度，实行三级检查签认制度，落　留好拱顶处的泵管和排气管位置，并设立观察窗口，　实到人。有条件可配备相应的无损检测仪器。　利于随时检查混凝土在拱顶的灌注情况，及时补灌；　６结论　拱部混凝土坍落度指标可适当区别于边墙；必要时　（１）经对个别工点调查分析后我们认为：“麻　采取钻孑Ｌ抽检混凝土芯样，确保拱部密实。　面”占总缺陷的６０％～７０％；“水泡”约占２０％一　（４）严禁使用废旧机油代替脱模剂，倡导优选　３０％；气泡约占５％～１５％。其“麻面”和“水泡”造　脱模剂。加强试验控制。均匀涂喷，严格掌握间隔　成混凝土外表不美观，应引起重视，采取严格工艺配　时间，同时控制好混凝土灌注速度，避免造成脱模剂　比、加强振捣等综合措施，加以改进。　受压不均匀而出现冷缝和顶部油迹不均的现象。　（２）精确制造衬砌台车，经常加以校正检修，消　Ｓｏｍｅ　Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ａｖｅｒｔｉｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｄｅｆｅｃｔ　ｉｎ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｌｉｎｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｌｉａｂｌｅ　ｔｏ　ａｐｐｅａｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｌｉｎｉｎｇ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｓｕｇ—　ｇｅｓｉｆｏｎｓ　ｏｎ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｓｓｕｍｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒａｗ—ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｉｎｉｎｇ—ｐｌａｃｉｎｇ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｉｎ　ａｐｐｅａｒａｎｃｅ　ｑｕａｌｉｙｔ　ａｆ－　ｔｅｒ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｌｉｎｉｎｇ　ｉｎ　ｓｅｃｏｎｄ　ｔｉｍｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｌｉｎｉｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　（上接第１０７页）　折减系数；　必须采取相应的措施，如加密箍筋、采用高强度箍　（２）剪跨比、轴压比、箍筋、纵筋、截面形式和混　筋、增加纵筋量等。　凝士强度对框架柱的抗剪承载力和延性具有十分重　５结论　要的影响，实际设计中要根据实际情况采取相应的　通过试验研究和理论分析，可以得出如下结论：　措施，增大框架柱的延性，防止脆性破坏的发生；　（１）建议钢筋混凝土框架柱抗剪承载力的计算　（３）若采用高强混凝土，必须适当增加箍筋和　采用公式（５），实际工程中为确保安全可以再乘以　纵筋用量。　Ａｎａｌｙｓｅ　Ａｂｏｕｔ　Ｓｈｅａｒ　Ｂｅａｒｉｎｇ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｆｒａｍｅ　Ｃｏｌｕｍｎｓ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｏｆ　ｆｒａｍｅ　ｃｏｌｕｍｎｓ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｐａｎ，ａｘｉｌａ　ｃｏｒｎ．　ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｓｔｉｒｒｕｐ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｉｔ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｉｎ　ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｖａｌｕｅｓ．Ｈｏｗ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｉｔｓ　ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｕｍｎｓ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｆｒａｍｅ　ｃｏｌｕｍｎｓ　Ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｐａｎ　Ａｘｉａｌ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　Ｓｈｅａｒ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ