隧道二衬混凝土质量通病成因及防治

2011-12-31黄斌

中国新技术新产品 2011年23期

黄斌

（广东省长大公路工程有限公司，广东广州 510000）

1 概况

石鼓隧道是博深高速公路的控制性工程，左线隧道长4011米，右线隧道长3880米，为双洞6车道，左、右线隧道分离布设，最大埋深534米。隧道二次衬砌混凝土采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺，但是在混凝土的硬化过程中产生了各种病害，不但影响了美观，还给工程质量留下了隐患。因此，必须采用合理的工程技术措施，控制和减少混凝土病害的产生。

2 二衬混凝土质量通病的成因

2.1 裂缝成因

在原材料方面：二衬混凝土采用泵送混凝土，为保证泵送混凝土的强度和可泵性，混凝土采用了较大的水泥用量、水灰比，以及较高的砂率。水泥用量的增大，直接导致了水化热的加大，同时水灰比以及砂率的增大，也使混凝土干燥收缩加大，从而导致混凝土表面出现温缩裂缝；在施工方面：1）隧道开挖成型差或初期支护侵入衬砌限界，围岩超挖部分衬砌变厚，而局部欠挖又侵入衬砌，使得衬砌厚度不均匀。由于衬砌局部偏薄等原因，在衬砌内形成了多处薄弱面。这些薄弱面受砼收缩、温度变化等综合作用从而形成不规则的斜向和竖向裂缝。2）二衬混凝土拆模时间不合理，在拱顶混凝土强度未达到规范要求时，为了赶进度提前拆模，造成裂缝。

2.2 蜂窝麻面成因

1）台车拆模后，模板上的砼残渣没有清理干净，脱模剂有漏涂现象。2）拱脚处没有振动到位或局部漏振。3）拆模时间过早，砼强度不够，产生粘模现象。4）二次衬砌采用泵送混凝土施工，需要较大的流动性，因此不得不采用较大水灰比。流动性增加了固然施工比较方便，但是在振捣时容易产生离析、浮浆等现象，同时多余的游离水也会与钢模板上的脱模剂结合形成水珠，拆模后在混凝土表面产生蜂窝麻面现象。

2.3 错台成因

1）在曲线段用直线台车拟合曲线，不可避免会造成错台。2）没有按照限位台来严格控制矮边墙的高度、平面位置和线形，在台车就位时，横向靠不到矮边墙，环向贴不紧已完工的二衬。台车就位后，横向稳定性能最差，为错台现象的发生创造了条件。3）施工速度过快，导致台车在施工过程中先上浮、后下沉，模板竖向变形过大，造成拱顶错台。4）浇筑砼时，两侧砼的高差大于1m，导致模板台车横向变形过大，造成拱腰以下环向错台。5）拱脚弧度段与拱部连接部位，千斤顶没有顶紧，造成该处严重变形。6）施工局部段钢模板与上一环已浇筑的二衬混凝土搭接长度过长，从而导致接缝处错台较大。

2.4 漏浆成因

1）模板与已浇筑砼环向面封堵不严密，没有用橡胶条或双面胶处理好。2）矮边墙的高度、平面位置及线形没有控制到位，台车模板底部与矮边墙没有用泡沫封堵严密，导致漏浆。3）混凝土浇筑速度过快，台车在施工过程中上浮、变形或堵头板爆模，导致漏浆。

3 防治及处理措施

3.1 裂缝

1)混凝土拆模后沿施工缝环向及时切出5 mm左右深的假缝。2)通过多家比选重新选择了级配良好的粗、细集料。3)在围岩分级处及围岩较差地段每隔30 m增设了一道沉降缝。4)加强了对初期支护的变形量测工作，确认变形稳定后，再进行二衬混凝土的浇筑施工。5)严格控制二衬混凝土拆模时间，通过对同条件养护下的混凝土试块强度试压确定。6)加强对混凝土拌合原材料的计量，以及混凝土坍落度均匀性的控制。7)对高温干燥环境下二衬混凝土的养护工作进行了加强，保证混凝土表面经常处于湿润状态。8）若产生细微裂缝，可先清洗干裂缝的表面，然后涂上腻子几遍，最后用刮抹料或调色料处理砼表面，使其颜色与周围衬砌砼颜色一致。9）若产生贯通性裂缝，则必须采用有效的治理方法：沿裂缝方向凿成一条沟槽，在沟槽内每隔50cm左右钻一孔，孔深为二衬厚度的1/2～2/3，一般不得小于15cm。钻孔后再在孔内安装Φ10mm的压浆管道，利用环氧树脂砂浆固定，灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比环氧树脂：水泥：细砂：乙二胺：二丁酯=1：1.6：3.2：0.1：0.12，其中乙二胺是固化剂，二丁酯是稀释剂，环氧树脂砂浆强度达到0.15～0.2MPa时压入水泥一水泥玻璃浆液或环氧树脂浆液，压浆结束后并检查其效果，裂缝表面用刮抹料和调色料处理。

3.2 蜂窝麻面

1)严格控制好粗细集料级配，特别是细集料，对超粒径集料进行了过筛处理。2)混凝土振捣时，插入式振动器与附着式振动器联合使用，对于拱顶不易于振捣的位置应加设附着式振动器。3)混凝土浇筑时，控制分层厚度不超过30 cm。4)起拱线以下部位混凝土施工加强了振捣。5）拱脚和拱腰入模时混凝土以坍落度160～180mm为宜，拱顶入模时混凝土坍落度以180～200mm为宜。6）对于局部蜂窝麻面现象可采用白水泥浆液调色料抹面进行修补，修补后用细砂纸打磨。

3.3 错台

1）对于较小错台：首先采用手提打磨机对二衬的错台进行打磨处理，打磨范围根据现场情况确定，依据错台及接缝的不同而现场确定打磨宽度，一般在控制在2cm～10cm。打磨后，应采用2m直尺或牵线进行检查，保证平整度满足要求，大面圆顺。然后采用白水泥浆液调色料处理表面，调色料配比为水泥：白水泥：107 胶=5：1：1，由试验室在抗压后的隧道二衬C25砼试块上试验，根据试验结果调整，求出颜色最相符的调色料配比。2）对于较大错台：首先采用电动凿毛机进行初平处理，处理的范围根据现场情况确定，一般在控制在5cm～30cm，然后用手提打磨机进行精平，保证平整度满足要求和大面圆顺，最后采用白水泥浆液调色料抹面。