隧洞襯砌混凝土滲水的缺陷預(yù)防及處理措施

秦水朝

(河南省南水北調(diào)中線工程建設(shè)管理局，河南 鄭州 450008)

0 引言

隧洞混凝土襯砌一般存在施工縫洇濕、伸縮縫滲水、頂拱裂縫滲水，個(gè)別底拱局部凹坑、側(cè)墻混凝土局部產(chǎn)生橘皮等現(xiàn)象。上述缺陷發(fā)生后，均應(yīng)認(rèn)真總結(jié)逐環(huán)節(jié)分析缺陷產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的改進(jìn)預(yù)防措施，及時(shí)進(jìn)行缺陷處理，會(huì)達(dá)到較好效果。

1 隧洞底拱混凝土襯砌施工缺陷

在隧洞底拱混凝土襯砌施工時(shí)，最容易產(chǎn)生的工程質(zhì)量缺陷是底拱混凝土表面氣泡多和局部混凝土凹坑現(xiàn)象。采取措施是在澆筑隧洞底拱混凝土?xí)r，嚴(yán)格控制好下料厚度。首先，澆筑混凝土至底拱上部 20 cm左右，振搗密實(shí)；其次，在鋪上層混凝土前，由于下層混凝土中水泥已水化，在第1次振搗混凝土?xí)r附著在底拱模板表面氣泡內(nèi)壓已消失且極易破裂，因此對(duì)下部混凝土采用二次振搗法可以消除混凝土氣泡，實(shí)踐證明效果明顯。底拱混凝土模板拆除后形成的凹坑，往往是下料順序和振搗不正確所致，若采取自底拱兩端向中間下料振搗的順序施工，在振搗混凝土過程中會(huì)產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，若泌水集中在底拱模板下部，無論如何振搗混凝土，泌水也無法排出，混凝土中水泥經(jīng)水化后即形成凹坑，消除凹坑措施即可改變下料振搗混凝土順序消除，底拱混凝土下料振搗應(yīng)從隧洞下游端向上游端一次下料振搗推進(jìn)，可將泌水向底拱上游端趕排，同時(shí)在隧洞底拱模板最底部位設(shè)置3個(gè)觀察孔，可隨時(shí)觀察底拱混凝土澆筑情況，可提前消除質(zhì)量隱患，確保混凝土密實(shí)。

2 隧洞洞身兩側(cè)局部混凝土表面呈橘皮狀

在澆筑洞身兩側(cè)混凝土?xí)r，一般在模板上呈梅花形布設(shè)混凝土下料孔，采用混凝土輸送泵泵送混凝土入倉，為保證隧洞兩側(cè)混凝土對(duì)稱下料，均衡上升，作業(yè)工人需頻繁拆卸安裝混凝土輸送泵管，勞動(dòng)強(qiáng)度大，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管不到位的情況下，作業(yè)人員往往是輸送泵軟管放置在一個(gè)下料孔長(zhǎng)時(shí)間下料，同時(shí)采用振搗棒插入下料孔趕料，由于混凝土坍落度較大，在倉內(nèi)自由流動(dòng)，當(dāng)遇到特殊情況，如堵管等問題，致使已入倉混凝土初凝，再使用混凝土振搗器趕料致使混凝土表面出現(xiàn)橘皮現(xiàn)象。避免措施：加強(qiáng)管理，旁站值班到位，嚴(yán)格按照施工方案下料振搗，避免偷工現(xiàn)象發(fā)生。

3 隧洞施工縫滲水

隧洞混凝土襯砌施工時(shí)，一般在對(duì)應(yīng)隧洞圓心角100°部位設(shè)置施工縫。在澆筑隧洞洞身兩側(cè)混凝土前，首先，必須對(duì)施工縫處混凝土進(jìn)行鑿毛或者沖毛處理，尤其是該倉兩端橡膠止水帶部位，澆筑相鄰倉位側(cè)墻和頂板混凝土?xí)r沿堵頭模板縫淌至施工縫處的砂漿必須無條件全部清除干凈，同時(shí)施工縫處混凝土表面乳皮應(yīng)清除干凈露出石子表面，否則，施工縫處和施工縫與伸縮縫相連接部位容易滲水。其次，在澆筑洞身側(cè)墻混凝土前，對(duì)施工縫表面必須灑水濕潤(rùn)，灑水應(yīng)均勻，無明水，如灑水不均或者有明水，則施工縫處易滲水。最后，施工縫灑水濕潤(rùn)后，務(wù)必使用高于隧洞混凝土強(qiáng)度一個(gè)等級(jí)的砂漿均勻鋪設(shè)在施工縫部位，厚度易為2～3 cm，并及時(shí)鋪筑混凝土進(jìn)行覆蓋，否則施工縫處易滲水。

4 隧洞頂拱伸縮縫滲水

經(jīng)總結(jié)存在如下 5 種情況：一是橡膠止水帶周邊部位混凝土振搗不密實(shí)；二是橡膠止水帶固定不牢，澆筑混凝土?xí)r橡膠止水帶向洞內(nèi)側(cè)發(fā)生折壓變形；三是橡膠止水帶熱熔焊接不牢固、發(fā)生斷裂；四是澆筑混凝土?xí)r橡膠止水帶中心空腔發(fā)生錯(cuò)位，未采取相應(yīng)處理措施，橡膠止水帶撕裂破壞；五是固定橡膠止水帶時(shí)，人為在止水帶上打孔損壞。

4.1 橡膠止水帶周邊混凝土振搗不密實(shí)

伸縮縫處橡膠止水帶周邊混凝土不密實(shí)有2種情況，一種情況是泵送混凝土入倉上料孔距伸縮縫距離較大，且洞身兩側(cè)混凝土未澆筑到位，采用距伸縮縫最近部位模板頂部入倉孔長(zhǎng)時(shí)間下料，混凝土向洞身部位流動(dòng)，混凝土不易到達(dá)伸縮縫處，致使混凝土泌水或山體滲水到達(dá)橡膠止水帶部位聚集，從而使橡膠止水帶周邊混凝土不密實(shí)，一般要求進(jìn)料孔≤1 m，最好在 60 cm左右。另一種情況是封拱時(shí)間較長(zhǎng)，且未及時(shí)用附著式振搗頂拱混凝土，致使距伸縮縫部位進(jìn)料孔周邊混凝土如火山口一樣堆積初凝，待其他部位混凝土充滿后，已初凝的混凝土塊被推移至伸縮縫部位，致使橡膠止水帶發(fā)生折壓，橡膠止水帶并發(fā)生向下變形，止水帶周邊混凝土不密實(shí)，從而形成伸縮縫滲水。預(yù)防措施為：在澆筑頂拱混凝土?xí)r每30 min左右開啟一次附著式振動(dòng)器，讓頂部進(jìn)料孔周邊混凝土及時(shí)坍落流動(dòng)，杜絕產(chǎn)生混凝土初凝塊；但是，采用附著式振動(dòng)器振動(dòng)頂拱時(shí)不得長(zhǎng)時(shí)間開啟附著式振動(dòng)器，以防混凝土中粗骨料下沉堆積影響混凝土正常流動(dòng)，從而造成頂拱空洞現(xiàn)象發(fā)生。

4.2 伸縮縫處橡膠止水帶固定

在澆筑之前，應(yīng)首先對(duì)伸縮縫處橡膠止水帶進(jìn)行固定處理，采用耐銹蝕耐老化材料制作成長(zhǎng)8 cm U型橡膠止水帶固定卡，一端焊接在鋼筋上將橡膠止水帶固定牢固，避免自流混凝土使橡膠止水帶發(fā)生翻轉(zhuǎn)變形，失去止水功能。

4.3 橡膠止水帶熱熔焊接連接

隧洞伸縮縫處一般設(shè)置環(huán)形橡膠止水帶，在橡膠止水帶接頭部位采用熱熔焊焊接，焊接時(shí)一定使用專用焊接工具，焊接前先做焊接試驗(yàn)，確定熱熔焊焊接溫度、焊接時(shí)間和焊接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)等參數(shù)。電加熱法焊接橡膠止水帶時(shí)一定要按照相關(guān)焊接試驗(yàn)參數(shù)實(shí)施焊接，焊接后抗拉強(qiáng)度不得小于母材抗拉強(qiáng)度的80%。

4.4 橡膠止水帶中心偏離處理

在澆筑隧洞混凝土過程中，伸縮縫處橡膠止水帶極易發(fā)生移位。當(dāng)拆除堵頭模板后發(fā)現(xiàn)橡膠止水帶中心空腔發(fā)生偏離不在伸縮縫中央時(shí)，首先將橡膠止水帶偏離部位端頭混凝土鑿毛，然后采用丙乳砂漿修正使橡膠止水帶空腔部位處于伸縮縫中心位置，讓橡膠止水帶真正起到伸縮變形作用，杜絕橡膠止水帶發(fā)生撕裂破壞現(xiàn)象。

5 隧洞頂拱襯砌混凝土裂縫滲水

隧洞頂拱混凝土一般在 2個(gè)時(shí)段發(fā)生裂縫。第一時(shí)段為：隧洞混凝土襯砌施工完成 15 d后，隧洞頂部混凝土發(fā)生裂縫，然后向洞身兩側(cè)呈環(huán)狀逐漸延伸。第二時(shí)段為：有壓隧洞在通水后發(fā)生裂縫，針對(duì)此兩種情況，施工期間加強(qiáng)過程控制，確保灌漿質(zhì)量和入倉混凝土坍落度控制，當(dāng)入倉混凝土坍落度<90 mm時(shí)，混凝土流動(dòng)性明顯降低，雖然勉強(qiáng)可用混凝土輸送泵送入倉，但在頂拱混凝土封拱施工過程中極易造成兩進(jìn)料孔之間混凝土襯砌厚度嚴(yán)重不足。靠后期灌漿充填彌補(bǔ)，當(dāng)隧洞內(nèi)水壓力增大時(shí)，頂拱混凝土產(chǎn)生裂縫。總之，隧洞側(cè)墻及頂拱混凝土襯砌施工時(shí)，應(yīng)在堵頭模板部位開設(shè)一個(gè) 30 cm×20 cm觀察孔，安排專人不定時(shí)觀察倉內(nèi)混凝土情況，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)排除可有效減少混凝土裂縫的發(fā)生。

6 隧洞回填灌漿

隧洞回填灌漿是隧洞施工中的最后一道工序，灌漿質(zhì)量的好壞對(duì)隧洞是否發(fā)生裂縫起關(guān)鍵作用，控制好灌漿質(zhì)量至關(guān)重要。隧洞襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能開展隧洞回填灌漿施工，必須嚴(yán)格按照灌漿順序自下游至上游、由低處到高處進(jìn)行回填灌漿作業(yè)，確保隧洞頂拱所對(duì)應(yīng)圓心角 120° 范圍內(nèi)回填灌漿密實(shí)。無論是回填灌漿孔，還是回填灌漿檢查孔，在開始灌漿之前必須對(duì)每孔逐一檢查，確認(rèn)灌漿孔是否穿過洞身混凝土襯砌厚度，特別是檢查孔的檢查尤為重要，切實(shí)確保回填灌漿密實(shí)，不留空隙。

7 隧洞裂縫滲水灌漿處理

大體上分為2種情況，一種情況是對(duì)隧洞混凝土裂縫不做處理，讓混凝土中水泥析出的鈣質(zhì)對(duì)縫隙自動(dòng)彌合，但時(shí)間較長(zhǎng)；另一種情況是對(duì)裂縫實(shí)施灌漿處理，灌漿又分為化學(xué)灌漿和水泥灌漿。

8 結(jié)語

隧洞混凝土襯砌施工質(zhì)量控制關(guān)口應(yīng)前移，措施到位，提前做好工程質(zhì)量缺陷預(yù)防是關(guān)鍵。進(jìn)場(chǎng)人員培訓(xùn)交底必須到位，層層做好交底工作。施工期間，生產(chǎn)工人嚴(yán)格按照操作規(guī)程作業(yè)，杜絕偷工現(xiàn)象發(fā)生；施工單位應(yīng)落實(shí)好“三檢制”，杜絕流于形式；監(jiān)理工程師做好旁站監(jiān)理工作，杜絕濫竽充數(shù)，出工不出力；建管人員檢查指導(dǎo)督導(dǎo)到位，杜絕走馬觀花，形式主義；層層把關(guān)、層層落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，可大量減少隧洞混凝土襯砌裂縫發(fā)生。