混凝土離析在隧道二次襯砌施工中的作用

伊鵬　姜超

摘 要：西藏自治區(qū)嘎堆水電站工程，引水隧道的安全對于整體的工程的建設(shè)有著重要的影響。在具體的隧道施工過程中，隧道空間相對封閉、光線不充足等問題，對于具體的施工會形成很大的影響，在隧道二次襯砌施工中，這點尤為明顯。特別是在混凝土的澆筑過程中，隧道環(huán)境會造成對具體澆筑過程觀察的缺失、信息交流的不及時，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，混凝土出現(xiàn)水影、空洞甚至是大片石子裸露等現(xiàn)象，這會直接影響隧道的使用時間和使用安全。加強(qiáng)隧道二次襯砌施工中出現(xiàn)混凝土離析的原因的探究，對于提高施工效率和隧道安全有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：混凝土離析；二次襯砌施工；施工效率；隧道安全

我國現(xiàn)階段隧道施工多使用復(fù)合式襯砌的方式。復(fù)合式襯砌把具體的施工分為初期的支護(hù)和二次襯砌施工。初期支護(hù)能有效保證隧道施工前期隧道的穩(wěn)定，而二次襯砌施工主要針對隧道后期的圍巖壓力，與此同時建立一定的安全儲備。在進(jìn)行隧道二次襯砌施工中要充分的考慮圍巖的等級類型，當(dāng)圍巖為Ⅳ類及其以上，需要充分的考慮安全儲備來進(jìn)行二次襯砌施工設(shè)計；當(dāng)圍巖為Ⅳ類一下時，更多的考慮隧道后期的圍巖壓力問題。

1 混凝土離析對施工過程的影響

混凝土離析的出現(xiàn)會影響混凝土的泵送，具體表現(xiàn)為混凝土在輸送過程中出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。混凝土離析之后石子在泥漿中的富漿狀態(tài)會消失，因為自重的原因會形成沉積現(xiàn)象，在管中會造成石子在某一部位的堆積。混凝土離析后，一部分骨料中間的空隙得不到灰漿的填充，空氣會進(jìn)去到空隙之中，會造成泵送效率的降低，甚至是泵送完全停止工作。

因為混凝土離析會對施工流程的進(jìn)行有著重要的影響，需要制定相應(yīng)的措施來減少混凝土離析造成堵管現(xiàn)象。造成混凝土離析堵管的原因有混凝土壓力脫水、混凝土坍落度過大、骨料級配不合理。管道下行傾斜狀態(tài)等原因。因此在制定策略時，選擇合適的原材料進(jìn)行科學(xué)的配比，管道的布置要合理，減少彎管、椎管，管路中間盡量減少軟管的使用，當(dāng)管道傾斜管部的阻力，在進(jìn)行泵送之前要充分檢查混凝土的狀態(tài)和質(zhì)量，盡量的選擇連續(xù)泵送，停泵時間較長時，要及時的清理泵和管內(nèi)的混凝土。

2 混凝土離析對隧道二次襯砌施工的影響

2.1 工程概況

西藏自治區(qū)嘎堆水電站工程。引水隧道6194.59m，引水隧洞開挖斷面尺寸為2.5×2.5m，采用錨噴和混凝土襯砌混合支護(hù)方式。隧洞首端底板高程4173.00m隧洞末端底板高程3630.52m。其中Ⅱ～Ⅲ類圍巖段：內(nèi)斷面底寬2.34m，上半圓弧半徑1.17m，邊墻高1.10m，邊頂拱采用素噴的支護(hù)方式。Ⅳ類圍巖段：內(nèi)斷面底寬2.30m，上半圓弧半徑1.15m，邊墻高1.10m，邊頂拱掛網(wǎng)錨噴混凝土支護(hù)。Ⅴ類圍巖段，內(nèi)斷面為圓形。直徑為1.70m，采用厚雙層鋼筋混凝土襯砌。

2.2 二次襯砌混凝土離析產(chǎn)生的原因

首先是原材料的適應(yīng)會造成混凝土離析，包括水泥質(zhì)量和具體的配比，另外用水量和骨料表面性質(zhì)、級配及其添加劑不科學(xué)都可能造成混凝土離析。

另外在水電站施工中，漏振和單點振搗不充分、混凝土撞擊阻擋物、澆筑角度過大、混凝土拌合物自由落體的高度大、長距離運輸受振、振搗時間過長、施工管理不到位都會造成混凝土離析。

2.3 混凝土離析在隧道二次襯砌施工中危害

在隧道二次襯砌施工中一旦出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象，會影響混凝土的泵送施工效率，造成堵管現(xiàn)象，影響施工進(jìn)程的推進(jìn)，增加施工時間和資金，降低施工效益。與此同時，混凝土離析會對質(zhì)量造成重大的影響，混凝土出現(xiàn)水影、空洞甚至是大片石子裸露等現(xiàn)象，這會直接影響隧道的使用時間和使用安全。甚至?xí)?dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)部位局部骨料和鋼筋的外漏，破壞鋼筋保護(hù)層。另外，混凝土離析，其勻質(zhì)較差，在混凝土凝固過程中會出現(xiàn)收縮不一致，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，更為嚴(yán)重的會出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。混凝土離析會嚴(yán)重影響混凝土襯砌的質(zhì)量，降低混凝土的強(qiáng)度，影響其承載能力，嚴(yán)重的甚至需要返工，極大的增加了成本投入，直接影響隧道的使用壽命和使用強(qiáng)度。

2.4 在隧道二次襯砌施工中有效預(yù)防混凝土離析

（1）更加謹(jǐn)慎的選擇原材料，科學(xué)的進(jìn)行原材料配比。如果選擇較大的水灰比和用水量，混凝土多余的水分會形成較厚的水膜包裹在水泥顆粒表面，將顆粒分開。這會降低水泥的粘性，另外減少顆粒之間的摩擦力，在重力作用下，很容易出現(xiàn)不同顆粒的原料產(chǎn)生分離，從而造成離析現(xiàn)象。總結(jié)具體的工作經(jīng)驗，我們會發(fā)現(xiàn)，水灰比相對較小的混凝土抗離析能力較強(qiáng)。另外水泥可以選擇粉煤灰水泥，可以有效的增加水泥漿體的粘性。與此同時，水泥用量也應(yīng)該有具體的標(biāo)準(zhǔn)，保證水泥漿體可以包裹混凝土骨料，當(dāng)水泥用量不足，不足以包裹骨料，會造成干硬，粘結(jié)力低從而發(fā)生離析現(xiàn)象。

（2）混凝土骨料的科學(xué)選擇可以有效降低離析率。當(dāng)骨料顆粒較大、畸形和使用間斷級配時，雖然會增加顆粒之間的機(jī)械咬合力，但是也會增加骨料的總體表面積，骨料之間容易出現(xiàn)較大的縫隙，混合料會不夠密實，增加離析發(fā)生的可能性。因此，選擇骨料應(yīng)表面粗糙，不間斷級配。

（3）可以在混凝土中加入引氣劑或者是減水劑等表面活性劑。不僅僅可以減低用水量，同時可以減少空氣，增加骨料之間的密實度和混凝土的粘度。

（4）在施工過程中科學(xué)的進(jìn)行布料，布料的科學(xué)性，有利于保證混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，防止因為震蕩、振搗速度、澆筑順序等出現(xiàn)問題而引起混凝土離析。

（5）施工管理對混凝土離析現(xiàn)象的產(chǎn)生有著重要的影響，在施工現(xiàn)場工人往泵車內(nèi)注水，會影響混凝土的質(zhì)量。加強(qiáng)施工管理，杜絕隨機(jī)添水可能造成的混凝土配比的錯誤。

3 結(jié)語

隧道二次襯砌施工是保證隧道承載結(jié)構(gòu)及其防水工程的最后防線，隧道二次襯砌施工混凝土襯砌的質(zhì)量關(guān)系到隧道能否長期安全使用，因此要充分的認(rèn)識混凝土離析在隧道二次襯砌施工中的作用，保證混凝土襯砌的施工質(zhì)量。

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