高温地热条件下隧道初支及二衬混凝土强度发展规律及养护方式论文

高温地热条件下隧道初支及二衬混凝土强度发展规律及养

护方式的探讨

摘要：本文浅析了云南大丽高速公路下山口隧道混凝土施工中遇到的地热问题，并对地热隧道中混凝土强度进行了标准养护与同条件养护的对比。

关键词：高温；地热；隧道；混凝土；同条件；养护

中图分类号：u457 文献标识码：a

1前言

隧道施工中，混凝土施工质量对整体施工质量占有很大比例。只有混凝土质量控制稳定，强度良好，才能保证混凝土外观质量优异。在高温地热隧道施工过程中，如何控制混凝土质量，是我们施工过程中一直关注并收集、整理相关资料的重点。

2正文

工程概况：大理至丽江高速公路是国家高速公路网横12杭州至瑞丽高速公路联络线，是国家214线西宁至景洪公路云南境内的重要组成部分，是云南省“9210”干线公路骨架网的连接线丽江至南涧公路中的一段。本标段路线内地下水丰富，（含泉水、岩溶水）均对混凝土无腐蚀性；下山口热泉和牛街热泉均具有不同程度的

h2s气味，因而可考虑对混凝土具弱结晶类腐蚀，对金属制品具腐蚀性。

泵送混凝土配合比选配时，考虑到混凝土搅拌、运输、泵送等因素，坍落度设计为180~200mm，1.5h混凝土坍落度保留值不小于

160mm。

高温地热隧道施工中遇到的问题及数据分析处理

下山口隧道在施工中因为高温地热泉涌问题，导致掌子面施工停顿。在随后的各项探索解决方案中，我们陆续发现并如实地记录了如下问题：

地热

下山口隧道进口端左线：2010年11月07日至2011年08月29日，采集掌子面及掌子面外20m、40m、60m、100m温度5个施工段落3个时间段各405个，共2025个数据。见表1。

表1下山口隧道进口端左线温湿度统计表表2下山口隧道进口端右线温湿度统计表

下山口隧道进口端右线：2010年12月01日至2011年08月31日，采集掌子面及掌子面外20m、40m、60m、100m温度5个施工段落3个时间段各372个，共1860个数据。见表2。

温湿度分析

根据现场施工进度，二次衬砌混凝土所处位置为掌子面外

60m~100m范围，亦即所处温度范围为39.6℃~35.1℃，比标准养护温度高出20~15℃。

图1 左线隧道温度曲线图图2 右线隧道温度曲线图

抗压强度

下山口隧道进口端二次衬砌：

2011年03月01日至2011年06月05日，左线二次衬砌共采集7d标准养护、同条件养护试件及28d同条件养护试件各20组，28d 标准养护试件40组。28d标准养护试件抗压强度31.5mpa。

2011年03月04日至2011年05月31日，右线二次衬砌共采集7d标准养护试件、同条件养护试件及28d同条件养护试件各21组，28d标准养护试件42组。

二次衬砌标准养护试件7d抗压强度约26.0mpa、28d抗压强度约31.0mpa，同条件养护试件7d抗压强度约29.0mpa 、28d抗压强度约37.0mpa。

下山口隧道进口端初期支护喷射混凝土

2011年03月03日至2011年05月29日，左线初期支护共采集7d标准养护试件、同条件养护试件及28d同条件养护试件、标准养护试件各48组。

2011年03月02日至2011年05月29日，右线初期支护共采集7d标准养护试件、同条件养护试件及28d同条件养护试件、标准养护试件各58组。

初期支护标准养护试件7d抗压强度约25.0mpa、28d抗压强度约30.0mpa，同条件养护试件7d抗压强度约28.0mpa 、28d抗压强度约35.0mpa。

3强度发展规律

由各项数据分析可以得出部分结论：

下山口隧道进口端左右线掌子面平均温度基本上都在45℃左右，同条件养护试件抗压强度基本都要高出标准养护试件抗压强度5.0mpa。

下山口隧道二次衬砌所处区域温度基本上都在40℃~35℃，28d 同条件养护试件抗压强度平均高出28d标准养护试件抗压强度5.0 mpa左右。

4养护方式的探讨

基本上，现场的实体强度都要偏高，但是在实际施工过程中，还存在部分问题，未能解决。

混凝土尤其是二次衬砌混凝土的养护问题。常规洒水养护方式难以满足养护要求，即使频率够了，在如此高温情况下，水分也会很快蒸发，不能很好的养护。

在常规养护方式不能满足混凝土养护的情况下，只能考虑采取其他养护方式，具体建议如下：

薄膜布养护。采用环向粘贴薄膜，覆盖养护。但工序繁琐，维护工作量大，性价比不高。

节水保湿养护膜养护。混凝土节水保湿养护膜是以新型可控高分子材料为核心，以塑料薄膜为载体，粘贴符合而成，高分子材料可吸收自身重量200倍的水分，吸水膨胀后变成透明的晶状体，把液体水变为固态水，然后通过毛细管作用，源源不断地向养护面渗透，同时又不断吸收阳护体在混凝土水化过程中的蒸发水。因此在

一个养生期内养护膜能保证养护体表面保持湿润，相对湿度大于等于90%，有效控制微裂缝，保证工程质量。节水保湿养护膜养护也是一种比较可行的养护方式。

薄膜养生液。薄膜养生液养护是将可成膜的溶液喷洒在混凝土表面上，溶液挥发后在混凝土表面凝结成一层薄膜，使混凝土表面与空气隔绝，封闭混凝土中的水分不再被蒸发，而完成水化作用。但应注意薄膜的保护。工序比较简单，人力少，维护小，比较适应二次衬砌的养护。

混凝土养护不足，就存在了一个混凝土水化热散发不及时、不充分的问题。但是在高温地热隧道施工过程中，由隧道施工特性决定，隧道内部通风设备必然长时间、大功率运行，导致混凝土表面水分蒸发、散播快，内外部水化热失调，肯定会导致混凝土细小裂纹、裂隙的产生；只是由于隧道内部照明的不足，初期支护、二次衬砌混凝土会否产生部分细小裂纹、裂隙，肉眼不易发现、更无法进行明晰的考察、确认和分析。

5结束语

总体而言，在下山口地热隧道施工中，现场实体结构物抗压强度均略高于标准养护试件的抗压强度；为避免混凝土温度裂缝、收缩裂缝及其他形式的开裂，我们一是要从原材料着手，优化混凝土配合比，降低混凝土水化热，二是要做好二次衬砌混凝土基底的处理，从结构上杜绝开裂，三是必须做好混凝土的养护工作。

现场实际施工过程中，隧道地热问题对实体结构物强度及其他