高强度钢筋混凝土在某工程盾构管片中的应用及其防水效果

2019-10-21裴宝佳

科技风 2019年2期

摘要：对于某盾构法隧道中盾构管片混凝土原材料技术要求，耐久性原则和配合比思路进行了简要的介绍。根据轨道地下工程盾构管片混凝土的性能特征，控制原材料质量、优化配合比，设计出符合耐久性设计要求的管片混凝土，通过管片生产、养护特点与防水设计相结合，论述其防水效果。

关键词：高强度混凝土；盾构管片；防水；地下工程

地铁隧道施工盾构法是依托于盾构管片使用的施工方式，必须通过强度高、耐性好、工作性科学的混凝土。因而在配合管片混凝土的过程中，应该全面考虑原材料的特点，管片的制作工艺、混凝土的质量等等统一考虑，也需要考虑实际工程中管片的防水效果。所以提高盾构管片中所使用混凝土的性能，这样能够在一定程度上延长工程结果的寿命，同时还能够提高自然资源的利用率。

1 管片混凝土原材料及技术要求

1.1 混凝土及其配合比要求

1）区间管片混凝土为C50高强混凝土。

2）混凝土的最大碱含量为每立方米3.0kg，水泥的碱含量应不大于0.6%。

3）混凝土材料中加入了氯离子元素，其中不能超过胶凝材料总量的0.06%。

4）在混凝土中，三氯化硫的最大含量应该不超过胶凝材料总量的0.04。

5）关于设计混凝土的配合比和配制混凝土，首先应该使强度登记以及施工的需求得以满足，在实际控制过程中，需要结合混凝土的相关性能。

1.2 胶凝材料

为提高混凝土的性能、耐久性，以达到要求，配制混凝土时需要选择那些性能比较优良的水泥，优质粉煤灰、矿粉等材料，也可以选择满足需要的复合型胶凝材料，对每立方米的混凝土中所使用的胶凝材料的最多用量以及最少量进行限制，对胶凝材料的技术性能进行要求。

1）水泥。推荐选择强度等级不小于43的硅酸盐水泥或者普通的硅酸盐水泥。所选材料的质量应该满足相关要求的规定：

A.C3A含量不宜超过8%；碱的含量不得超过0.06。

B.水泥的表面积在每千克300方米到每千克350立方米之间（普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥）。

C.为了达到选用匹配的、性能优良的水泥的目的，在对最终的水泥种类进行确定之前，需要进行相关实验对外加剂、所使用的材料以及水泥进行检查。

2）粉煤灰。对于粉煤灰等材料的要求，需要符合相关要求的规定的不低于II级灰标准。

3）矿粉。关于矿粉原材料的要求，应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2008）中S95级及以上级别要求。

4）综合要求。关于胶凝材料中水泥的用量，应尽量减少。若结构裂缝渗水，则应进行亲水环氧注浆等堵水、防渗处理，处理可参考结构补强、止水和耐久性等要求。在不同季节条件下掺和材料中对粉煤灰、矿粉等掺合比也应作出调整，优质粉煤灰、矿物复合掺和料或矿粉等矿物掺和料，掺量一般控制在20%～40%，并应满足《交通工程混凝土制备及其耐久性增强技术研究报告》中要求，可以根据混凝土的性能试验来确定不同矿物掺合料的掺量和外加剂。

1.3 细骨料

碱活性细骨料不允许使用，使用要求为：级别合理、吸水率小、质地坚固的感觉天然河沙，当然，也可以选择符合标准的其他原材料，其中粒径0.06毫米的累计筛量必须大于0.65，泥块含量≤0.7%的专门机组生产的人工砂。山砂、海砂、石灰岩属性人工砂及风化严重的多孔砂不得使用。

1.4 粗骨料

在实际施工过程中，并不允许使用碱活性粗骨料，应该使用卵石或者小石头，首先选择品质符合《建设用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）的河石。具体要求为级配良好，最大粒径小于等于40mm，建议粒径为5到25mm，碎石、卵石压碎指标详见表-1。其中小石头中氯离子的含量不能超过0.0002，吸水率不能超过0.01等。

1.5 混凝土拌和用水

混凝土拌和用水，需要使用不含有影响水泥硬化、导致钢筋腐蚀的饮用水，其中的品质必须按照相关要求的规定。

1.6 混凝土耐久性主要技术指标

最少和最多胶凝材料用量，可以根据强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥为基准规定，可根据实际情况调整使用更高标号的水泥。

1.7 混凝土耐久性设计其它要求

若结构裂缝渗水，则应进行亲水环氧注浆等堵水、防渗处理，处理可参考结构补强、止水和耐久性等要求。堵漏、防渗处理可用聚氨酯。应采用硫铝酸盐膨胀快硬水泥作为封缝材料或抹面封缝堵漏。

2 结构防水设计

2.1 防水设计体系

a.結构自防水管片混凝土采用C50.P12。裂缝宽度不大于0.20mm，不得有贯通裂缝。耐腐蚀要求严格执行《混凝土结构耐久性设计规范》。

b.接缝防水要求多道设防，不得渗漏水。

2.2 防水设计方案

盾构法隧道，管片密封垫、螺栓孔密封垫使用三元乙丙橡胶。管片内嵌缝要求为聚合物水泥，环缝和纵缝使用丁晴软木橡胶垫。洞口帘布橡胶板的模具分块压制帘布橡胶板，然后连接成一整块。