大體積砼澆筑質量控制技術在井筒維修中的應用

朱智凱，羅偉明，褚 磊

（1.江西煤業豐城分公司 安全生產技術部，江西 豐城 331141；2.安源煤業集團公司安環部，江西 南昌 330003）

受地壓及采掘應力影響，曲江公司中央風井于2016年10月出現大面積垮塌，井筒堵塞嚴重，無法繼續使用，經采用錨網索噴砼修復后，由下向上逐段分拱分層進行永久混凝土澆筑施工。 對于立井井筒修復的大體積混凝土而言，有效控制混凝土澆筑質量是確保井筒安全使用、延長使用壽命的關鍵因素。

1 材料的選擇

對于大體積混凝土的材料質量，通過合理的選擇施工材料，按照設計配合比對混凝土進行充分的攪拌，方可確保強度滿足要求。

1.1 水泥的選擇

大體積混凝土對使用水泥的型號有更高要求，低熱礦渣硅酸鹽水泥能有效解決水泥水化熱的大量積聚，避免混凝土出現早期升溫和后期降溫導致出現溫度裂縫等問題。 因此，在曲江公司中央風井井筒修復工程中，選用了低熱礦渣硅酸鹽水泥。

1.2 摻加外加劑

曲江公司中央風井井筒修復工程中，外加劑主要參入了一下三種：

（1）減水劑：大體積混凝土施工時摻入緩凝高效減水劑可以提高混凝土漿體的流動性，降低水灰比，確保混凝土漿體滿足稠度的要求，提高混凝土的和易性，延緩混凝土的初凝時間，降低水化熱的產生。

（2）膨脹劑：在井筒大體積混凝土澆筑施工時摻入UEA 混凝土膨脹劑， 減少大體積混凝土在硬化過程中的體積收縮，有效補償硬化過程中冷縮和干縮的發生，盡可能避免井筒修復過程中大體積混凝土出現開裂。

（3）粉煤灰：在混凝土中摻加粉煤灰，提高混凝土的密實性，也可以提高混凝土的強度。 混凝土的養護齡期越長，反應越完全，混凝土越密實，混凝土的強度也越高。 同時，也降低水灰比，改善了混凝土的和易性，減少混凝土內部多余水份蒸發而產生孔隙、裂隙。

所有外加劑應到相應檢測單位做配比設計并試驗，確保試驗結果符合設計與規范要求。

2 澆筑施工技術

井筒大體積混凝土澆筑必須嚴格按照設計要求施工，每層澆筑厚度控制在200～300 mm，施工段高不得超過1 m；對已澆筑的混凝土，在初凝后實施二次振動，以排除混凝土因泌水、石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高混凝土粘結力和抗拉強度，并減少混凝土內部裂縫與氣孔，提高混凝土抗裂性。 二次振動時間控制在澆筑后2～3 h，振搗時要插入下層50～150 mm 處。

3 溫度控制

混凝土的溫測技術是確保大體積混凝土質量的重要技術之一，通過對各模的溫度進行測量并分析處理，可以有效防止產生裂縫。 施工時沿澆筑斷面均勻布置3 個測點，在澆筑時通過預埋3 根2 寸鋼管隨澆筑向上延接，并進行編號記錄。 自混凝土入模開始測溫， 測溫控制在每隔2 h 左右1 次，10～14 d 后可停止測溫，或溫度梯度＜20℃時，可停止測溫。

4 質量控制技術

4.1 施工中常見的問題及質量保證措施

（1）泌水現象。 為解決混凝土分層分段澆筑泌水現象，施工工藝上主要采取以下辦法：在第一層混凝土初凝后澆上層時，采用插入式振搗器進行二次振搗，以提高混凝土的粘結性、密實度和抗裂性能。 澆筑時應及時將澆筑層面產生的浮漿、泌水及時除去，消除泌水對混凝土層間黏結能力的影響。

（2）干裂收縮裂縫現象。 為解決混凝土凝固硬化過程中， 其內部的游離水份由表及里逐漸蒸發，出現由表及里的干燥收縮裂縫，施工時通過敷設冷水卻管對混凝土內部采取降溫措施，減少混泥土內外溫差；同時對混凝土裸露面灑水保濕養護，確保混凝土緩慢降溫、緩慢干燥，減少大體積混凝土內外溫差，防止表面出現收縮裂縫。

（3）孔洞現象。 解決曲江公司中央風井井筒修復大體積混凝土內出現空洞， 主要采取以下措施：①在鋼筋布置處，認真分層振搗密實，不留漏振死角； ②對出現孔洞的混凝土周圍的軟弱漿液鑿除、鑿毛處理，再用高壓水沖洗干凈混凝土表面，待混凝土體充分濕潤后再重新用高一強度等級的細石混凝土重新澆灌、搗實。

（4）麻面現象。 在井筒大體積混凝土澆筑時，混凝土局部由于缺漿出現許多小凹坑、麻點，形成粗糙面。 解決方法：①及時清理模板表面，不得粘有異物；澆筑前，對模板進行充分濕潤，確保模板安裝平整，有縫隙處用油氈紙、膩子等堵嚴填平；并用模板隔離劑涂刷均勻，防止漏刷；②大體積混凝土分層澆筑時，要對混凝土體進行充分均勻振搗，確保其密實，并保證振搗時間。 ④對出現麻面的部位，按設計要求用原混凝土相同標號的水泥砂漿將麻面進行抹平處理。

（5）露筋現象。 在井筒大體積混凝土澆筑時局部出現露筋。 主要原因為鋼筋和模板安裝時，沒有調整好位置，造成鋼筋或模板位置不正確，局部鋼筋緊貼模板外露；沒有把握好混凝土配比，水灰比過大使混凝土產生離析，澆筑時造成靠模板部位缺漿或模板漏漿造成露筋； 沒按技術要求振搗混凝土，振搗棒撞擊鋼筋，造成鋼筋位置錯動，引起露筋； 沒按設計要求的時間精心養護已澆筑的混凝土，隨意過早或過遲撤模，拆模時沒有對混凝土體進行有效保護，造成碰壞混凝土棱角，導致露筋等。解決方法：①鋼筋和模板的安裝必須嚴格按設計布置，且要驗收合格后才能澆筑混凝土；選用適當粒徑的石子， 保證混凝土配合比準確和良好的和易性，下料時防止離析，混凝土振搗時嚴禁撞擊鋼筋；②模板充分濕潤； 嚴格按施工技術要求時間脫模，防止過早過遲拆模， 杜絕野蠻作業碰壞混凝土棱角；③對出現表面露筋的，應按設計要求返工處理。

4.2 施工過程控制要點

（1）嚴格控制原材料質量，及時調整施工配合比。

（2）控制拌合物質量，加強拌合物的坍落度控制；嚴格控制混凝土的溫度，混凝土入模溫度控制在30℃以內。

（3）采用分層澆筑，延長大體積混凝土水化熱時間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應力，控制混凝土內部收縮裂縫的產生。

5 養護技術

大體積混凝土澆筑完后，還應加強對其進行養護。

1）在混凝土澆筑完畢后2 h 開始養護，保濕養護的持續時間不得少于14 d，保持混凝土表面濕潤。

2）應專人負責保溫養護工作，并應按本規范的有關規定操作，同時應做好測試記錄。

6 結語

通過曲江公司中央風井修復工程實際應用，大體積混凝土質量控制技術能確保控制混凝土施工期間的質量，同時可操作性較強，具有較好的推廣意義。