随着国民经济的迅速发展, 我国客运专线铁路建设方兴未艾。客运专线铁路隧道工程对二次衬砌的质量提出了较以往更高的要求, 如要求隧道防水等级必须达到《地下工程防水技术规范》规定的一级防水等级, 即二次衬砌结构不允许渗水, 二次衬砌结构表面无湿渍;二次衬砌混凝土必须具有高强度、耐久性等。因此, 在二次衬砌施工时就必须加强质量控制, 以达到设计要求。下面, 我们结合某隧道进口二次衬砌施工的实例, 对客运专线铁路隧道二次衬砌施工的质量控制要点进行探讨。
1 工程概况
该隧道全长3893m, 分进出口两个作业面双向掘进。我部负责进口段1947m的施工, 该段设计V级围岩段415m, 1V级围岩段11 8m, Il l级围岩段54 3m, I级围岩段8 53 m, 斜切式洞门明挖段18m。隧道洞身采用复合式衬砌, 二次衬砌分别采用C35钢筋混凝土或C30混凝土, 其中Ⅳ级、V级围岩衬砌为钢筋混凝土, Ⅱ级、Ⅲ级围岩衬砌为素混凝土。拱墙衬砌厚度设计为:Ⅱ级35cm, Ill级40cm, IV级45cm, V级50cm。
隧道地下水有硫酸型酸性侵蚀, 根据其侵蚀类型及程度, 选用相应的耐腐蚀性混凝土, 耐腐系数不小于0.8。
2 影响二次衬砌施工质量的主要因素
(1) 施工工艺或现场操作不规范。
(1) 隧道开挖成型差, 衬砌混凝土厚度严重不均匀;欠挖或初期支护侵入衬砌限界, 造成衬砌混凝土厚度不足;个别隧道衬砌}昆凝土背后存在脱空现象。
(2) 未开展监控量测工作, 仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间, 安全可靠性差, 造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。
(3) 混凝土生产时原材料计量误差大, 尤其外加剂的掺加随意性大, 没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量, 造成混凝土水胶比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也时有存在。
(4) 采用整体式钢模板台车施工时, 混凝土浇筑时不振捣或漏振, 混凝土均质性差。
(5) 盲目追求施工进度, 随意提前脱模时间, 使低强度混凝土过量承受荷载, 破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
(6) 夏季施工时砂、石料露天堆放, 无切实有效的降温措施, 混凝土入模温度高。冬季施工时采取的防寒保温措施不力。
(2) 原材料质量差、配合比设计不合理。
水泥品种选择不当, 安定性不良, 不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差, 含泥量超标, 碎石中石粉含量大, 针、片状物过多, 影响了水泥与骨料的凝结。进行配合比设计时, 忽视水泥用量增多对混凝土性能的负面影响。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导, 往往达不到预期的效果。
(3) 施工中对隧道地质情况核查不细。
对隧道围岩类别的认定不认真, 未贯彻落实“动态设计”、“岩变我变”的理念。
3 二次衬砌混凝土施工质量控制要点
3.1 衬砌台车的就位
在隧道二次衬砌混凝土施工中, 如果衬砌台车就位不牢固, 极宜出现错台和跑模现象。为了杜绝此类问题的出现, 应在台车就位前, 施工技术人员应着重检查。
(1) 在进行衬砌施工前, 对整体衬砌台车的拼装设计应尽量保证板块间的衔接圆顺;衬砌台车组装完毕后, 须对结构尺寸进行检查与调整, 保证结构尺寸满足设计要求。
(2) 钢模板的平整度对衬砌混凝土外观有重要影响。若钢模凹凸不平, 过于粗糙, 混凝土拆模后即在混凝土表面留下孔洞、气泡。
(3) 检查衬砌台车在使用过程中是否变形, 如果变形, 应及时进行调整。
(4) 检查衬砌台车支撑刚度够不够, 如果支撑刚度不够, 在混凝土压力作用下致使台车模板向内收敛变形, 造成衬砌板缝错台。处理此类问题应加强台车支撑, 增加支撑丝杠个数, 要求全部支撑紧固到位, 保证台车整体受力。
(5) 模板台车就位前, 施工技术人员应仔细检查模板是否打磨干净, 模板刷洗不净, 是造成混凝土局部麻面的一个重要原因。
(6) 模板上涂脱模剂 (严禁用废机油) 过多或不均匀, 衬砌混凝土脱模后均会产生油迹、色泽不一致, 影响外观质量。涂完油后, 以油不沾手为宜。
3.2 混凝土施工工艺
混凝土施工工艺不当, 是二次衬砌混凝土表面产生蜂窝麻面的主要原因。
(1) 混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料用水量不准, 造成砂浆少, 石子多, 粗骨料下沉, 浆液上浮, 从而造成起拱线附近混凝土表面产生蜂窝麻面;施工配合比应随原材料、气候、机具等条件的改变随时调整。
(2) 在泵送混凝土时, 利用台车上、中、下三层开窗, 分层浇注混凝土, 落差应小于lm为宜, 并且两侧轮流浇注或采用对称地连续全断面泵送灌注。这一点应严加注意, 防止偏压使模板变形。
(3) 掌握正确的振捣方式。 (1) 振捣时间太短, 易形成上层收缩裂缝, 强度不均匀, 要求振动棒插入下层混凝土内的深度不应小于50mm, 并且延长振捣时间, 使振捣密实;同时, 混凝土振捣也能起到气泡顺利消散的效果。 (2) 振捣棒与模板距离控制在10cm左右。距离过小, 振捣易触击模板发生振动, 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, 将影响混凝土的外观质量。
(4) 脱模及养护时间。二次衬砌混凝土脱模时, 保证混凝土抗压强度大于2.5MPa及抗拉强度大于0.5MPa。拆模后应对混凝土洒水养护, 养护应大于14d。
(5) 其它方面。比如外加剂及掺合料的选择, 确保质量, 合理采用双掺技术 (掺粉煤灰和抗裂防水剂等) 是降低水化热和防渗防裂的有效措施, 同时增大坍落度及混凝土黏度, 保持混凝土不泌水。
3.3 防排水施工
(1) 防排水施工前, 首先要对基面进行处理, 彻底清除各种异物, 清除各类尖锐凸出物体。
(2) 纵、环向透水盲管的施工, 重点要控制好其安装的位置。
隧道纵向排水管放置在墙角的矮边墙上, 排水管上方采用无砂混凝土作为排水体, 下侧由防水板包裹。矮边墙的宽度尽可能窄, 以不侵占或少侵占二衬厚度为原则, 一般在15cm宽左右。矮边墙的高度和纵向排水管管底的设计标高一致, 排水体水泥含量不超过80kg/m3, 粒径16mm~32mm, 施工时表面坡度按1∶1控制。
(3) 防水板的施工, 重点要控制好防水板和土工布一起与基面密贴, 防止背后留下空洞。防水板和热融衬垫进行热合后, 两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。防水板焊接缝要焊接牢固, 并要进行气密性检查, 防止个别地方漏焊, 对漏焊部位要用热风枪补焊结实。
冲气检查:检查方法是将5号注射针与压力表相连, 用打气筒进行冲气, 当压力表达到0.5MPa时停止冲气, 保持2min, 压力下降在20%以内, 说明焊缝合格。如压力下降过多, 证明有未焊好之处, 用肥皂水涂在焊接缝上, 产生气泡地方为焊接不合格。重新焊接可用热风焊枪或电烙铁等补焊。
(4) 中埋式止水带的定位安装应准确, 其中间空心圆环应与施工缝重合。止水带固定在挡头模板上, 先安装一端, 浇筑混凝土时另一端应用附加钢筋固定, 以防止止水带偏移, 影响止水效果。止水带定位时, 应使其在界面部位保持平展, 如发现有扭结不展现象应及时进行调整。
3.4 钢筋施工
结构钢筋下料要准确, 尽量减少钢筋接头数量, 钢筋接头应设置在承受应力较小处, 并应分散布置。
钢筋绑扎时, 要控制好钢筋之间的间距, 控制好钢筋的混凝土保护层厚度, 防止露筋或混凝土保护层厚度过大。钢筋绑扎过程中, 注意不要戳破防水板。
3.5 预埋槽道的安装
按照设计图准确埋设各种弧形、直形槽道。采用在台车模板上开螺栓定位孔的方法定位安装槽道, 每根槽道要有2个~3个固定点。槽道嵌入混凝土表面的施工误差、槽道的倾斜施工误差以及两槽道 (每组) 间的平行施工误差精度要求高, 施工中要特别注意加强控制。已经施工好的槽道要注意保护, 不得被水泥浆及其他杂物堵塞如有, 要及时清理干净。
在隧道二次衬砌混凝土施工过程中只要能合理选用衬砌材料、混凝土配合比及施工方法, 并不断地总结施工经验和提高相关人员质量意识, 就可以控制混凝土的表面缺陷, 保证工程质量, 从而取得良好的社会效益和经济效益。
摘要：本文对二次衬砌施工实际, 对客运专线二次衬砌施工的质量控制要点进行了探讨。
关键词：隧道,二次衬砌,质量控制,探讨