隧道衬砌混凝土质量主要通病的预防和控制详细

隧道衬砌混凝土质量重要通病的防止和控制

隧道衬砌混凝土质量存在某些问题目前，隧道衬砌混凝土质量存在的重要问题有：衬砌表面水波纹和气泡、衬砌接茬错台、背后空洞、混凝土开裂等。现针对其问题产生原因作一剖析，并提出防止和控制措施。衬砌表面水波纹和气泡混凝土在灌注过程中的振捣不精确，导致浮浆太多甚至是局部混凝土的离析。模板质量和脱模剂的使用不妥也会导致水波纹的出现。气泡的形成重要是混凝土在密实过程中的排气粘附导致的，与模板的角度、材质、振捣的措施等均有较大的关系，可影响构造外观的使用效果。衬砌接茬错台混凝土衬砌的错台重要反应在分两次浇注的混凝土的接合部位，小半径曲线外侧的错台尤其明显，可影响构造外观的使用效果。背后空洞二次衬砌混凝土背后的空洞重要反应在拱顶部位。混凝土灌注自下而上至拱顶后，受到压力、模板和防水材料的限制，导致一定程度的空洞，可影响构造实体使用效果。混凝土开裂在实际施工过程中，普遍存在多种原因导致的混凝土开裂现象，轻者为不影响构造使用的裂纹和细微裂缝，经修补可以满足外观规定，自身对衬砌构造使用没有影响；重者则导致大的裂缝甚至衬砌构造移位，直接影响衬砌构造的使用，甚至导致构造的破坏。质量问题形成的原因剖析

衬砌表面水波纹和汽泡

混凝土在灌注过程中的振捣是使混凝土密实的重要手段，但由于混凝土的水灰比在实际操作中掌握不精确，模板质量和脱模剂使用不妥，导致浮浆太多，甚至是局部混凝土的离析。由于混凝土入模后的振捣，使模板表面因水泥浆和脱模剂在高频振动下的混合液是导致水波纹出现的重要原因。由于目前脱模剂大多使用机油、柴油的混合物，甚至是废旧机油，加之混凝土的振捣过程在现场实际控制中多以过振为佳，愈加剧了贴近模板表层混凝土浆液的不均匀性，从而产生大量的水波纹。衬砌表面水波纹和汽泡

气泡的形成重要是混凝土在振捣密实过程中的排气粘附导致的，与模板的角度、材质、振捣措施等有较大的关系。混凝土在振捣密实过程中不停从其内部排出气体，减小空隙率，随振捣时间的加长气泡排出逐渐减少。在振捣过程中，靠近模板的气体会顺模板向上排出，但由于模板表面的脱模剂和水的张力作用，一大部分气体在排出过程中形成气泡吸附在模板表面而不能排出，这些气泡在拆模后会形成混凝土表面的小坑，影响外表美观。气泡产生还与模板的角度有较大关系，拱部由于模板渐趋于混凝土下部而气体向上排出一般很少有气泡产生，而曲墙下部的模板，气体在向上排出时，大部分不能沿模板有效排出，附着在模板上而导致大量的气泡。实际状况表面曲墙下部是气泡的重灾区。衬砌接茬错台

混凝土衬砌的错台重要是混凝土分次浇筑在接触位置由于模板设计、变形及自身构造限制等引起的。模板就位后与前次浇筑混凝土有搭接，由于模板设计前后不完全一致，加固强度也不完全一致，曲线多以分段直线衬砌（以折代曲），导致两次混凝土衬砌接茬处搭接后，混凝土形成错台。此外模板在实际混凝土灌注过程中，没有很好地进行模板看护或无专人负责模板监控，导致模板局部变形跑模而形成错台。背后空洞

二次衬砌混凝土背后的空洞重要反应在拱顶部位。目前一般的隧道衬砌均采用整体式模板台车，泵送混凝土一次性灌注，在灌注过程中常常会碰到灌注靠近拱顶时：①由于防水卷材预留局限性，拱顶防水卷材紧绷导致其背后与初期支护有一定间隙无法灌注混凝土，导致直接空洞；②混凝土灌注至拱顶后，没有及时调整混凝土的水灰比，并且并不是控制一定泵送压力进行灌注，导致拱顶混凝土没有灌注饱满而形成空洞；③堵头模板与初期支护不密贴，同步又没有进行有效堵塞，导致混凝土灌注不饱满而形成拱顶衬砌前端空洞。混凝土开裂

混凝土开裂形成的原因是多种不利原因综合作用的成果。施工不规范导致的混凝土裂缝占了很大一部分，材料质量差或配合比不合理产生的开裂和设计不妥引起的开裂仅占一小部分。重要形成的原因包括如下几方面。混凝土开裂

1、设计局部与实际地质不符、处置不妥，设计单位在设计勘察时无法深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护构造设计时缺乏必要精确的根据，并且实际地质状况与设计截面不相适应，导致构造受力与设计的严重不符。混凝土开裂

2、施工措施和现场操作不规范、管理不到位①隧道开挖控制不严格，监控量测检查不到位，现场管理不严格，个别部位衬砌厚度严重局限性，衬砌混凝土厚度严重不均匀，导致局部应力集中而产生混凝土的开裂。由于没有严格进行监控量测，不能科学地判断围岩的变形和收剑状况，盲目进行二衬混凝土的施工，导致混凝土不能抵御围岩变形从而产生开裂；②不严格执行有关规范规定，盲目追求施工进度，过早拆除模板，拆模后不进行有效的养护（尤其是靠近洞口的地段），导致混凝土水化热不能有效循序散发、混凝土自身承载力局限性，局部混凝土在不能有效抵御外力的状况下，产生局部变形，进行应力的二次分布而导致开裂。混凝土开裂③软弱围岩地段不能严格执行设计，基底清理不彻底，仰拱填充施工偷工减料，没有根据实际围岩状况对沉降缝的设置进行调整，除非是出现重大状况，一般很少向设计、监理单位反应，同步监理人员水平也参与不齐，对设计缺陷或局限性难以提出建设性意见或提议，多种原因的综合作用，导致设计不能满足实际地质状况，从而发生混凝土的开裂；混凝土开裂④混凝土机械拌合过程中原材料不严格计量，伴随掺加外加剂，没有严格或者不能严格根据现场砂、碎石的实际含水率及时调整施工配合比，导致混凝土水灰比与设计不符，混凝土质量不能满足设计规定；没有严格控制混凝土灌注速度，导致模板压力的剧变，局部变形引起初凝混凝土产生开裂。防止和控制措施

根据实际状况分析，对在施工过程中存在的质量问题，采用必要的防止措施，进行有效控制，减少甚至是杜绝了质量问题的发生。衬砌混凝土表面的水波纹和气泡的防止和控制1）提高混凝土的拌合质量，规定搅拌足够的时间（一般罐车运送时间≥2min,无搅拌运送时间≥3min）。2）严格振捣作业程序，控制好振捣设备和模板的距离以及振捣时间和气泡排出的关系，保证不漏振、不过振。采用插入式振动棒振捣时，要快插慢拔，保证与模板距离控制在10cm左右，并认真观测浮浆和气泡状况，保证振捣质量；采用附着式振捣器控制布置点位，综合考虑布置的位置、振动的范围、开机的时间和持续的时间，在开始时必须有专人进行入模观测，不停对浇筑过程进行总结、积累，以科学的数据指导后续施工。衬砌混凝土表面的水波纹和气泡的防止和控制3）在有条件的状况下,用厚2mm的钢板加工成长20cm、宽10cm的小铲,并焊钢筋把,在振动时让其紧贴模板进行插拔,以更好的排出气泡。4）在灌注过程中，运用橡胶锤对干曲墙下部的模板进行合适的锤击，加速气泡的排出。5）使用前认真进行模板面的打磨和涂油，一般要反复多次才能保证第一次使用正常，这也是模板使用一段时间后，反而不用涂脱模剂也能有好的表面的原因。使用好的脱模剂，不要使用废机油和柴油的混合物。衬砌混凝土接茬错台的防止和控制1）控制混凝土的灌注速度，加强振捣，对超挖大的位置必须有专人进入模板内进行补强振捣，以保证混凝土灌注蜜实。有时轻易出现灌注速度快、振捣跟不上，致使混凝土局部不密实而形成空洞。2)铺设防水材料必须由顶部逐渐向墙脚进行，增长固定锚固的点位，并预留一定的富裕量，防止混凝土由墙脚自下而上灌注时，受防水材料限制，使拱顶形成空洞。3）当灌注至拱顶后，合适减小混凝土的坍落度，在封口处，以人工干硬性混凝土进行填塞。衬砌混凝土开裂的防止和控制1）严格控制混凝土的拌合质量，重要是混凝土配合比和混凝土和易性的控制。2）严格执行监控量测程序，进行科学分析后指导衬砌作业，遵守科学的二次衬砌原则，对特殊状况（一般是变形不稳定）必须提供分析数据，提议设计单位调整衬砌参数。3）及时进行断面检测，保证开挖轮廓符合设计，杜绝严重衬砌现象的发生。对模板就位时发现的侵入不得存在侥幸、偷懒心理，必须认真进行返修，诸多局部的开裂均是由于个别位置侵入未处理引起。衬砌混凝土开裂的防止和控制4）认真清理基底浮碴，并用清水冲洗洁净，对于有仰拱填充的衬砌，严格控制和保证仰拱尺寸、厚度，拱墙衬砌时一定要对与仰拱接触面进行凿毛清理。5）对于地质