隧道衬砌砼的质量控制

隧道衬砌砼的质量控制
摘要：隧道衬砌是现代公路隧道最常用的支护结构，衬砌施工容易产生裂缝、麻面气泡、色泽不一等外观问题。

本文以工程实践，对衬砌麻面产生的分布规律、大小、产生原因及相应处治方法进行了调查分析，得出起拱线以下为预防重点，并从结构、原材料、配合比、施工工艺、管理等方面进行有效的控制进行了论述。

关键词：隧道衬砌砼质量
中图分类号：f253.3文献标识码：a 文章编号：
随着我国公路隧道的大规模施工，在我国隧道的设计和施工中，已经普遍接受了新奥法，并全面的贯彻和应用。

复合式衬砌是新奥法施工的支护结构，也是对围岩二次附加的施作的刚性支护（二次衬砌）。

同时，隧道衬砌作为持久保持隧道安全的重要结构，必须满足结构安全功能、使用功能、美观功能等。

所以，衬砌的外观要求也是重要的控制指标。

合理设计可以从理论上保证衬砌质量，而实际的衬砌质量还依赖于精心施工。

在工程实践中，隧道施工技术越来越受重视，随着大模板衬砌台车、泵送混凝土等技术的应用，我国隧道衬砌质量有了很大提高。

但是，由于隧道作业空间狭窄，作业环境差，施工工序多，隐蔽工程多，目前隧道施工中仍有一些细节问题，普遍存在外观质量未尽如人意。

比如出现蜂窝麻面、色泽不均、错台等问题。

其中，麻面产生的原因多种多样，不易被有
效控制。

本人依据正在施工的某隧道的衬砌施工，对衬砌外观麻面的产生原因进行分析，并提出一些较为有效的处理方法。

1. 调查分析
对已经施工的100m衬砌进行了调查，发现气泡多为大小不等的半球状小孔，直径1-20mm，深度多为1-10mm，出现气泡部位蜂窝麻面比例达1m2的1%-3%，远远大于质量评定标准中0.5%的标准。

直径1-10mm的比率为80%-85%，直径10-20mm的比率为15%-20%，可见，衬砌表面的麻面的形成主要由气泡引起的。

2、原因分析
2.1结构构造的不足
整体式衬砌台车大多由左右边墙侧模、拱顶模板三大部分组成。

拱部与边墙连接部位称为起拱线，半径发生变化，因此在这附近一定区域会产生反弧区。

当混凝土浇筑该区域时，振捣处的气泡沿模板不易顺势排出，容易集中，可能会出现大量的气泡。

衬砌台车的模板平整度是否平顺也对衬砌的外观有重要影响。

若模板凸凹不平，存在缺陷，混凝土拆模后也可能留下麻面。

2.2 材料和配合比不恰当
混凝土所用的粗骨料碎石级配不连续，粒径过大；衬砌用砂细度模量不符合要求；骨料里面含有杂质多、粉尘多等。

水灰比不当。

水灰比是影响混凝土强度和流动性的主要因素。

水灰比的控制对混凝土进行泵送起着重要作用。

在一定范围内，混凝土强度随着水灰比的减小而增强，但减小水灰比对泵送不利，可
见，水灰比、强度指标和混凝土可泵性对泵送混凝土来说实际上存在着相互制约的因素，因此，泵送混凝土配合比设计很重要，就是根据强度和可泵性来考虑水灰比。

水灰用水量大，过多的自由水是引起麻面缺陷的重要原因。

当水灰比过大，水泥用量过多时，混凝土的水化热过大，在施工中产生大量水蒸气不易排除，以致形成气泡麻面。

混凝土的和易性不理想，主要表现为塌落度不合理。

塌落度过大时，混凝土粗细骨料易离析分离，且施工中容易跑浆。

塌落度过小，则混凝土不易振捣或振捣不均匀，容易造成粗骨料集中现象，若集中在模板附近则产生大面的气泡、麻面现象。

脱模剂选用不当。

为方便拆模，一般在衬砌前，在衬砌台钢模上均匀涂刷一层脱模剂。

脱模剂存在一定的粘度，如果选用粘度较大的脱模剂是，则在混凝土灌注过程中，加大了气泡和模板间的摩擦阻力，增大了气体的排出难度，同时在拆模式容易造成脱皮现象。

脱模剂涂刷不均匀，在衬砌过程中，由于空间狭小，照明不足，人工在涂刷过程中，不可避免的产生不均匀现象。

2.3施工工艺不当
混凝土的拌和时间不足。

混凝土原材料未经过充分搅拌均匀，仍有粗细骨料相对集中现象存在，影响了混凝土的质量。

混凝土灌注操作不当，灌注角度方位不正确，分层厚度过厚等。

振捣方法不正确，过振或漏振，振捣不均匀，距离模板太近或太远。

2.4 施工管理不善
项目管理层对衬砌施工的质量，特别是对衬砌外观质量不重视，没有制定相应的管理措施和技术措施或者有措施不好好执行和落实，没有考核和奖惩。

导致作业工人工作积极性不高，态度不认真，造成了衬砌外观质量的下降。

3 预防和处治技术
3.1 结构方面
整体式衬砌台车设计要进行结构演算，并在加工过程中严格控制精度。

做好衬砌台车的进场验收，修整。

三大板块衔接圆顺，使之不出现突变，以利于施工中气泡的排出。

对模板表面进行认真打磨，除掉杂物，保证模板光滑、均匀。

对于窗口，更要进行认真的打磨，确保平顺。

对液压系统、丝杠等均进行认真调试。

对钢轨的铺设也要认真，垫木要牢固，间距要适当，不可过大。

3.2 材料和配合比
要选用合适的原材料。

粗细骨料要选用经过试验检验合格的，并且要保证质量的均匀性。

对于配合比，要认真选择，多做几组试验，选择最优砂率，水灰比，配合比。

如果调整原材料、施工情况等，必须及时调整配合比。

混凝土的塌落度对衬砌施工质量有很大影响。

采用泵送灌注施工，塌落度不能过小，否则混凝土泵送困难，甚至发生堵管现象。

混凝土塌落度亦随着施工的部位发生一些变化。

经过现场测试，起拱线以下部位宜控制在12-15cm，拱部宜控制在15-18cm，要在施工现场测定混凝土的塌落度。

对于脱模剂，要认真对比，合理选用。

脱模剂的喷涂采用专用设备，机械喷涂，改变人工喷涂的方式。

3.3 改进施工工艺
拌和时间要满足规范的规定，混凝土的拌和采用自动计量的强制式搅拌机，电脑自动控制，保证拌和的精度。

运输过程不出现离析。

混凝土拌和完成后在规定的时间内用完，否则将重新进行试验检验或报废。

混凝土浇注全部采用泵送混凝土入模。

经试验后确定脱模时间，脱模后及时进行养护，养护时间不少于28d。

泵送混凝土自下而上，从已灌注段接头处向未灌注方向进行。

充分利用台架上、中、下三层窗口，分层对称浇注混凝土，在出料管前端加接3-5m同径软管，使管口向下，避免水平对混凝土面直泵。

混凝土浇注时的自由倾落高度不宜超过2m，当超过时，通过模板上预留的孔口加串桶或梭槽浇注。

使用插入式振捣棒的原则应为快插慢拔。

振捣棒的转速为
1450r/min,而振捣下气泡的移动速度2cm/s，因此振捣棒拔出速度应为2cm/s，拔出速度过快，则气泡不能随振捣棒排出。

同时振捣时间控制在20s以内，若超过20s，混凝土容易发生离析。

振捣棒的作用半径为15cm，因此距离模板应控制在10cm左右。

距离过小，振捣棒易触及模板发生振动，而模板的振动易造成大量气泡向模板集中，若气泡得不到有效逸出，将形成大量的外观气泡麻面问题。

有条件的情况下，用厚2cm的钢板加工成长20cm、宽 l0cm的小铲焊钢筋把，在振动时让其紧贴模型进行插拔以更好地排出气泡。

加强角落部位和钢筋密度大部位的振捣。

这些部位由于振捣较为困
难，施工质量不易保证，若没有振捣密实，就容易出现蜂窝麻面，降低衬砌强度，给渗漏水提供通道。

3.4 加强管理和培训
项目部要高度重视衬砌的施工，设置相关人员负责，制订管理制度和值班制度等。

对衬砌作业班组要进行认真培训。

4 结语
隧道施工环境差，工序繁杂，在施工中很容易出现这样或那样的问题。

对隧道衬砌的危害有些可能在短期内出现，也可能在隧道的长期运营过程中出现。

随着我国隧道数量的增加和运营年限的增加，由此造成的危害将逐步的显现出来。

为了保证隧道衬砌安全，降低运营养护成本，应当加强对隧道施工中各种细节问题包括麻面水泡的观察、研究和管理，只有从细部抓起，精心施工，严格把关，才能获得较好的经济社会效益。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。