浅谈隧道施工中二次衬砌混凝土施工质量控制的措施

李海阳,康耀华,杨兴云,王政

摘要

随着建筑业的快速发展和混凝土材料的快速发展，还存在一些相关的技术问题。如何加强混凝土质量控制，提高混凝土检测限，分析土木工程混凝土施工技术中存在的质量问题。研究如何保证质量，加大质量检验，有效提高工程质量，降低工程成本，也是世界各国都感兴趣的研究课题。本文基于广西苍昭高速公路薯良坪隧道相关施工背景，对建筑行业混凝土施工技术质量问题进行了分析。最后，正在落实施工中二次衬砌混凝土施工工艺的质量控制措施。即改进模板安装技术，改进钢材加工和连接，调整改进混凝土搅拌和运输，改进混凝土生产质量和混凝土浇筑施工工艺，改进混凝土原料的选择。

With the rapid development of construction industry and concrete materials, there are still some related technical problems. How to strengthen the quality control of concrete, improve the detection limit of concrete, and analyze the quality problems existing in the concrete construction technology of civil engineering. Research on how to ensure quality, increase quality inspection, effectively improve project quality and reduce project cost is also a research topic of interest to all countries in the world. Based on the relevant construction background of Shuliangping tunnel of CangZhao Expressway in Guangxi, this paper analyzes the technical quality problems of concrete construction in the construction industry. Finally, quality control measures for secondary lining concrete construction process are being implemented. That is, improve the formwork installation technology, improve the steel processing and connection, adjust and improve the concrete mixing and transportation, improve the pouring and concrete, and improve the selection of concrete raw materials.

关键词：混凝土；施工技术；质量控制

前言

近年来，我国建筑业发展迅速，混凝土作为一种重要的建筑材料，随着建筑工程的快速发展，也得到了越来越多的进步。主要表现为大型构件、预制与预应力、结构的统一。在水泥材料的性能方面，结合国内外相关先进施工经验总结，体现了高强、高效的匠心品质。同时，混凝土还存在一些问题需要深入分析研究，提出具体的质量控制方案。

第二章 钢筋混凝土施工技术存在的质量问题

2.1二次衬砌混凝土外观缺陷

二衬混凝土外观缺陷：混凝土表面裂纹，蜂窝、麻面、露筋、混凝土色泽不一致等。部分或全部空隙未填充混凝土，这些空隙的深度超过混凝土保护层的厚度，导致钢筋部分外露。麻面、蜂窝和凹坑主要表现在钢筋混凝土粗糙不平的表面上。模板拆除后，混凝土表面松散，用手触摸混凝土会脱落。混凝土缺棱掉角，外观不平整，混凝土的外观质量与设计要求有很大差异。

图2.1 混凝土外观蜂窝麻面

2.2二次衬砌混凝土出现裂缝

2.2.1、原因分析： 根据施工日志，试验检测资料和专家组现场调研处理意见认为裂纹属于混凝士浇筑后拆模过早，聚集在混凝土内部的水化热过高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝士表面产生拉应力而形成的裂纹。这样的裂纹对隧道结构安全不会产生影响。后延长拆模时间，再未出现二衬裂缝现象。二衬出现裂缝以来，经我部跟踪检测，裂缝无发展延伸， 也无渗水，己处于稳定状态，且为表层裂缝，对二衬结构受力无影响。根据裂纹情况，决定采用以下方案进行处理。

2.2.2、处理方案： 对于裂缝深度较浅的细小裂缝采用水泥和环氧树脂混合成封口胶泥进行人工打磨涂刮封闭处理；对于裂纹宽度＞保护层厚度，采用环氧树脂和108胶混合成灌封胶进行灌注处理。

图2.2 混凝土裂纹打磨处理

2.3钢筋连接、绑扎的问题和缺陷

钢筋连接包括焊接、搭接和机械连接。钢筋焊接出现的问题主要表现为起泡、焊接不完整。搭接接头的一个问题是钢筋长度太短，无法满足锚固长度要求。加强带的连接部分不相互偏移，集中在一个受力带。钢筋粘接的主要问题是主筋长度不够，钢筋的位置和数量不对，粘接强度差。结构钢筋未按图纸要求随意排列，搭接钢筋位置选择不正确。

图2.3 二衬箍筋绑扎不规范

箍筋绑扎问题包括：箍筋绑扎时与主钢筋不垂直、箍筋与主钢筋夹角不合理、主筋与箍筋不偏移；钢筋网格固定方式不合理，骨架钢筋偏斜；箍筋的连接处（即吊钩的搭接处）顶于二衬台车钢模板和防水层之上；箍筋的开口端置于受压钢筋一侧。钢筋安装不规范问题极易造成二衬浇筑成型后钢筋外露和钢筋保护层厚度不合格现象。

2.4混凝土施工缝缺陷

施工缝是指由于设计要求或浇筑时的设计要求而导致的浇筑步骤。浇筑混凝土的时间有差异，后浇混凝土超过初凝时间，预制和预制混凝土有一个共同的表面。施工构件中间层的主要问题是施工缝处的粗骨料太密，混凝土中间层太小，混凝土会松散。第一次浇的混凝土和最后一次浇的混凝土之间有明显的接茬迹象；间隙完整性差，有“软膜”，流过间隙的流体严重。用手触摸缝隙中的混凝土，混凝土、灰尘或小块混凝土渣或其他异物（如锯末等）会洒落下来。

这些质量问题的发生，严重影响混凝土构件的使用和耐久性，甚至威胁到人们的生命财产安全，影响公司的声誉和经济效益。因此，有必要对工程中混凝土质量的不足和问题进行分析。并采取适当的补救措施，防止和减少质量问题的发生，赢得公司声誉，提高经济效益。

第三章 钢筋混凝土施工技术质量控制的对策

3.1改进混凝土原材料的质量控制

3.3.1、水泥的质量控制

水泥在混凝土中的主要起润滑和胶凝作用，水泥质量的好坏直接关系着混凝土的工作性和混凝土实体质量，因此对于水泥质量的控制应放在首位。水泥在使用之前出应持有厂家的合格证外，还应做强度、凝结时间、安定性等常规检验，检验合格方可使用。在工程开工之前水泥应提前检验，不同品种的水泥应分开存储。由于水泥入场时温度较高，若立即使用，则会造成混凝土需水量变大，与外加剂适应性变差，还有可能因为温度过高出现假凝现象，从而影响施工，对混凝土的质量也会造成很大影响，因此水泥在使用之前应预先存放2-3天，使温度降低，有助于改善混凝土的和易性。水泥强度必须按批次检测，根据水泥的强度变化来指导生产。

3.3.2、骨料的质量控制

1、粗骨料的质量控制

粗骨料是混凝土的主要组成材料，其特征和性能直接影响着混凝土的质量。粗骨料质量主要控制项目应包括颗粒级配、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量、压碎值指标和坚固性，用于高强混凝土的粗骨料主要控制项目还应包括岩石抗压强度。

2、细骨料的质量控制

施工用细骨料的选用； 必须选择级配合理、 质地均匀坚固、 吸水率低、 空隙率小的洁净天然中粗河砂，（中砂细度模数为2.5～3.0，含泥量≤2.5%，泥块含量≤0.5%），不得使用山砂和海砂。如果经取样检验有含泥量超标现象时，必须在采砂场或捞砂船上安装冲洗装置，必要时还需在现场安装冲洗设备，确保质量良好的原材料投入使用。

3、外加剂的质量控制

(1) 掺外加剂混凝土应先检验外加剂与水泥的适应性，符合要求后方可使用。

(2) 掺外加剂混凝土所用材料如水泥、砂、石、掺合料、 外加剂均应符合国家现行的有关标准的规定。试配掺外加剂的混凝土时，应采用工程使用的原材料， 检测项目应根据设计及施工要求确定，检测条件应与施工条件相同， 当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时，应再进行试配试验。

4、掺合料的质量控制

本项目施工中选用的混凝土掺合料主要为粉煤灰，现在市场上比较常见的进场检验只有细度和需水量比，但这两项并不能够全面的检验粉煤灰质量，因此可增加以下几种比较常规且快速的检验方法。

（1）观察粉煤灰颜色

粉煤灰的外观和颜色比较类似于水泥，通常为浅灰色粉状。相同级别的粉煤灰颜色越浅，表明其含炭量越低，细度越细。高钙粉煤灰往往呈浅黄色，含铁量较高的粉煤灰呈现较深的砖红色，磨细粉煤灰一般要比原灰颜色深等。

（2）加水搅拌看外观、闻气味

在烧杯中加入适当水，再加入粉煤灰，搅拌均匀，查看浆体颜色。若粉煤灰颜色发黑，水面有油珠，则该粉煤灰为浮油灰，应该退货。若没有此类现象，则闻气味。如果能闻到刺鼻的氨气味道，该粉煤灰为脱硝灰，须同样予以重视。

（3）简易需水量比

常规的需水量比检验时间较长，操作也比较麻烦。可以采取简易需水量比的方法：取定量的粉煤灰与定量的水，搅拌均匀做水泥净浆扩展度，如果扩展度大于140mm，初步判断需水量比合格，否则一律退场。

（4）烧失量

烧失量主要是检测粉煤灰中未充分燃烧的炭，炭具有较强的吸附性，若烧失量过大，就表示粉煤灰中未充分燃烧的炭较多，对外加剂的吸附性很高，需水量较大，混凝土坍落度损失较快。烧失量检测是一个时间较长、精准度要求较高的检测方法，只适用于批次检验。

3.2改进模板安装技术

针对模板工程造成的质量缺陷，应提高二衬台车模板装配工程的技术水平。具体行动包括：现场土建工程师、施工班组长，至少1人进入工程实施过程，严格检查模板的安装和封堵情况。在安装模板之前，必须彻底指导施工人员清除模板上的油渍、附着在表面的水泥和其他小部件，并将二衬台车洒水清洗干净。在模板安装过程中，测量人员应严格控制二衬轮廓以防侵限。若钢模板表面不光滑，由施工测量人员和模板铺设人员进行校核，施工人员应全程监控。对于稳定性较低的部位，加装夹具，保证混凝土浇筑时浆液不会从模板底部流出，造成“烂根”等缺陷。浇注时模板组装不牢固，接缝尺寸过大，应及时修复固定钢模板，确保连接尺寸减小，严格控制模板变形，，这些补救措施可以有效的减少蜂窝、麻面、混凝土色泽不均匀等外观质量。

3.3改进钢筋加工及绑扎

在钢筋混凝土的施工中，钢筋的使用是重要的一步，在绑扎钢筋之前，要保证钢筋不生锈，检验合格，形状准确。这也是正常施工的必要条件，所以钢筋一定要保养好，不被腐蚀。钢筋的加工和翻样必须遵循设计图纸和钢筋加工的相关规则。钢筋的绑扎不应移位，受压钢筋应在箍筋的四个角处。为了满足这些要求，项目部将需要改进以下施工工作：

（1）绑扎钢筋前对隧道初支净空进行测量放样， 确定隧道轮廓线长度， 根据长度下料，既节约原材料又能从源头控制保护层厚度不符合要求的问题。

（2）第一层钢筋绑扎结束后再次进行测量放线，确定第二层主筋的具体位置， 在第一层钢筋上焊接定位钢筋，控制第二层主筋的位置。

（3）定位筋设置好后，先绑扎二衬两端头处钢筋，端头钢筋绑扎完后从两端头拉水平线，粉笔标出环向主筋布设位置，然后施工中间部分钢筋，各钢筋交叉处均应绑扎。

（4）二衬外层钢筋绑扎结束后，在主筋上绑扎高强度保护层垫块，垫块数量每平米不少于5个，呈梅花形布置，垫块用细铁丝绑牢在外层钢筋上。

（5）保护层垫块绑扎完成并检查，定位完后检查保护层垫块是否有损害或掉落的，发现损坏或者掉落的及时更换补齐。 检查保护层垫块是否全部贴近衬砌台车模板，发现有未贴近模板的要对主筋进行调整，直到全部合格为止。

3.4改进混凝土的搅拌及运输

搅拌混凝土时，可根据建设工程的实际情况选择合适的混凝土搅拌机型号（直接式和强制式）。将水泥与水混合时使用立式搅拌机，在使用干砂浆搅拌混凝土时选择强制搅拌机以获得最佳效果。强化混凝土搅拌时间控制，确保混凝土完美搅拌，混凝土搅拌时间控制在60秒以上。同时，主进料量控制力强（通常进料量为产量的1.5倍左右）。严格控制水泥的沉淀、粗细混合物、水和外加剂，水泥误差控制在±1%以内，聚集误差控制在±2%以内，水和外加剂误差控制在±1%以内。这样可以有效减少隧道施工中大体积混凝土钢筋的外漏。在每次混凝土混合之前，将一些水倒入搅拌机中，充分润湿。此外，还要加强砂石含水量的测定，以减少砂石含水量对混凝土工作能力和坍落度的影响。对于混凝土运输，可以提前确定运输方式和具体路线。这是为了保证初末调度不影响混凝土浇筑，严格控制运输时间，保证单车混凝土在60分钟内完成配送和浇筑。

3.5改进混凝土振捣和养护方式

选择高频平板振捣器与插入式振捣器相结合方式。高频平板振捣器功率均为1.5KW，共24台，安装于二衬台车左右对称的定型模板上，分上、中、下三层布设，每层布设四台，上、中、下三层呈梅花形布置。高频振捣器使用时，通过试验确定混凝土浇筑及振捣工艺， 按照以下方式操作：采用对称浇筑、分层振捣，第二层和第三层窗口均采用溜槽灌入。所有窗口首先采用振捣棒振捣分层摊平，待混凝土浇筑到振动器上方1m 高处，开动当前高度下的整排高频振动器，同时振动15秒，然后继续灌注。

采用插入式振捣器振捣方法为“直上直下、快插慢拔”，两次振捣最大距离不超过50厘米。如果混凝土在振动过程中没有气泡，也没有明显的沉降，可以停止振动，避免因振动过大而造成混凝土离析。振动不得与钢筋、预埋件等接触。在混凝土施工中，应采用“分定点、浇点、顺序推进、一次浇注”的方法。此外，夏季高温施工时，应控制混凝土进入模具的温度，尽量减少混凝土内外温差。

对于混凝土养护，项目部根据已施工隧道成洞段订制加工了二衬混凝土养护台车，并成立专门的养护小组。混凝土表面每天洒水（饮用水）。在强度达到设计要求的75%以上时二衬混凝土台车向掘进方向推移，采用二衬混凝土养护台车洒水养护。混凝土养护过程中设专人负责，加强管理，确保了混凝土的强度和耐久性。

图3.5 成洞段二衬混凝土养护

结语

在我国建筑业快速发展的时代，混凝土技术的地位是不可替代的。作为一种应用范围广、适应性强的建筑材料，其性能不仅取决于材料本身，还取决于施工过程。高质量的混凝土是施工过程中建筑安全的保证，也是建筑施工后可靠性的保证。只有掌握建筑和土木工程中的混凝土施工技术，才能从技术层面控制施工过程的量，确保施工效率且经济合理。

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