引水隧洞混凝土襯砌施工缺陷及處理措施

宣學經

(甘肅省水利水電工程局有限責任公司,甘肅 蘭州 730030)

在現階段水利水電事業發展的進程中，國民經濟得到有效的推動，其屬于國民經濟壯大的關鍵組成部分，但是還需重點考慮相關影響因素的存在[1]。引水隧洞工程施工質量和外觀極易受到多種因素的影響，如，地質、氣候等，若是在施工中忽視了相關的影響因素，勢必降低項目建設成效，還可埋下諸多的隱患。工程實踐中，應該重視隧洞建設安全與高效，這是項目正常開展的前提。引水隧洞工程涵蓋著開鑿隧洞、隧洞襯砌以及隧洞邊坡支護等不同的環節，施工的過程必須要格外重視一些有效性問題[2]。

1 工程項目概況

甘肅省引洮供水二期工程主體工程施工第38-1標段所承建的隧洞混凝土襯砌總長度為6 205.55m，其中五干渠3#隧洞長3 995.33m(樁號11+248.67～15+244)，4#隧洞長1 854.22m(樁號15+315.78～17+170)，5#隧洞長357m(樁號18+425.00～18+782)。五干渠3#、4#隧洞采用三心圓斷面型式，縱坡1/2 000，凈斷面尺寸寬×高=1.6×1.923(m)(小斷面)，設計水深h=0.744m，設計流速v=0.86m/s；5#隧洞采用城門洞型，縱坡1/2 000，凈斷面尺寸寬×高=1.6×1.9(m)，設計水深h=0.713m，設計流速v=0.833m/s。

2 主要工序施工方法

2.1 施工總說明

本工程隧洞二次襯砌施工根據設計圖紙按每10m為一個單元分段施工，每10m設置一條永久環向伸縮縫。二次襯砌鋼筋砼采用鋼模臺車澆筑，底板與側頂拱分開澆筑，按先底板后側頂拱的澆筑順序進行施工，縱向施工縫設置在底拱腳上50cm小邊墻位置處，縱(橫)向施工縫并設置止水，澆筑過程中嚴格控制砼表面光潔度。隧洞底板混凝土澆筑時安裝小邊墻及堵頭模板，結構面人工摸平壓光；側頂拱混凝土澆筑用加工成型鋼模臺車作為重要的結構模板以及相關的支撐系統。混凝土拌和物由布置在洞口的拌和站集中拌和，混凝土罐車配合輸送泵運輸入倉，人工調節入倉點及平倉、插入式振動器輔助附著式振動器振搗。

2.2 施工工藝流程及施工方法

2.2.1 工藝流程

隧洞建基面保護層清除→底板墊層混凝土澆筑→鋼筋制作、運輸及安裝→底板、小邊墻混凝土澆筑→底板、小邊墻模板拆除強度達到后→洞身拱墻施工臺車就位及加固→止水安裝及堵頭安裝→拱墻混凝土澆筑→脫模、養護、嵌縫、成品保護及缺陷處理。

2.2.2 施工方法

鋼筋制作、運輸及安裝：本工程鋼筋在鋼筋加工廠集中制作。鋼筋運輸根據施工現場條件用小型自卸車或自制鋼筋拖車按照安裝計劃及次序運輸。運輸時要在自卸汽車或自制鋼筋拖車上搭設運輸架，鋼筋由人工逐根裝卸，禁止傾倒及拋擲，防止運輸過程中異型鋼筋變形過大。鋼筋安裝采用現場手工綁扎，綁扎時遵循布料——劃線——綁扎——焊接——倉位清理的工序。綁扎時隧洞鋼筋按先綁扎外側環向筋，再綁扎架立筋，最后綁扎縱向、結構筋的次序進行。形成骨架時環向筋盡可能與支護錨桿一起焊接。

臺車就位及加固：臺車就位在底板混凝土達到一定強度后進行。本隧洞混凝土襯砌臺車設計長度10m。臺車移動就位及加固應按如下程序進行：擬襯砌跨鋼軌鋪設——已襯砌跨臺車脫模——已澆筑跨枕木及鋼軌鋪設——臺車移動就位——臺車初步校正——鋼筋調整——臺車精確校正及加固。臺車就位后，先進行頂拱模板與洞軸線的調中，對中心和高程調整好后，再安裝兩側水平支撐絲缸，禁止在水平支撐絲缸安裝好的情況下進行調中和調高操作，否則，將會破壞模板鉸鏈或絲缸系統部件，甚至發生其他傷害事件，鋼模臺車如圖1所示。

混凝土入倉及振搗：混凝土兩側拱要對稱入倉，一次連續分層澆筑高度既要保證臺車的自穩，還要保證其余已澆筑面混凝土不能出現初凝現象，綜合各個因素，分層厚度控制在300mm～500mm，一次澆筑高度控制在800mm～1 000mm，C25混凝土澆筑間歇時間控制在2h之內。因泵送混凝土坍落度較大，隧洞反弧段(底拱部分)、臺車面板與混凝土接觸面積水、氣泡較難引出，在臺車設計時采用附著式振搗器振搗并用插入式振搗器配合引水及引氣。插入式振搗器移動間距400mm左右，振搗時間在15s～30s、漿液不返氣泡為宜，避免出現蜂窩、麻面等質量缺陷。

3 引水隧洞混凝土襯砌施工缺陷類型

本工程引水隧洞襯砌混凝土的缺陷類型主要有：錯臺，止水處滲水，施工裂縫、冷縫，露筋，混凝土蜂窩、麻面，產生缺陷的原因具體如下。

3.1 錯臺

產生錯臺的主要原因有鋼模臺車底部鋼模與小邊墻墻體間不密實、有縫隙，鋼模臺車與上倉已澆筑完成的砼面(伸縮縫)間有縫隙，造成漏漿或出現錯臺。

3.2 止水處滲水

止水及堵頭處滲水的主要原因是具體安裝的時候，模板被嚴重的損壞，也可能是止水帶(片)出現褶皺、過于靠近鋼筋等，還有些骨料被堵塞并停滯，從而出現了局部空隙[3]。

3.3 混凝土裂縫、冷縫

混凝土裂縫出現的原因是混凝土溫度控制措施不合理，實際澆筑的混凝土冷卻以及養護不到位，此外力因素對混凝土整體結構帶來了一定的負面作用，致使其出現開裂現象。澆筑過程中，由于外界因素影響未能連續澆筑，停歇間隔時間超過了混凝土允許間隔時間，從而產生了冷縫。

3.4 露筋

依照鋼筋外露和混凝土架空而產生空洞的情況，分析主要的原因是混凝土澆筑過程中模板和鋼筋的保護層不夠合理，以致于保護層襯墊產生了明顯的移位情況。保護層混凝土未能科學的振動，過度吸水的問題使得露筋問題明顯。混凝土澆筑的過程中，保護層較薄，導致混凝土產生了明顯的泄露問題，鋼筋發生了外露的情況。

3.5 混凝土蜂窩、麻面

混凝土骨料以及砂漿混合不到位的情況下，加之未能充分的攪拌以及振動，使得漿料返回程度不達標。卸料時骨料分離，產生集料集中的問題，砂漿較少的時候，也會使得混凝土的部分位置不閉合，從而產生了蜂窩問題。

出現混凝土麻面的問題重點是因為模板表面粗糙，缺乏一定的光滑度和平整度，未能及時的清潔硬水泥垢或者是沉積物，模板本身的填縫不嚴謹，存在著漏漿的情況。施工時間的把控不到位，若是混凝土澆筑中的間歇時間較長，則會使得混凝土出現凝固的情況，從而產生麻面。

4 引水隧洞混凝土襯砌施工缺陷的處理措施

隧洞在襯砌混凝土施工過程中，隧洞外觀不同程度出現一些質量缺陷問題。針對襯砌混凝土外觀質量缺陷，對混凝土外觀有缺陷的進行修補處理，滿足混凝土外觀質量要求。

4.1 錯臺處理

運用鑿子將其鑿平，再用專業的設備對其表面進行磨光操作，確保其邊緣的平順銜接，并對其順水流向和垂直水流向的坡度進行合理控制。涂刷環氧膠泥進行修補，完成之后，利用海綿拉毛，當環氧膠泥硬化后，方可使用細砂紙打磨光潔。

4.2 針對止水處滲水缺陷的治理措施

滲水現象一般出現在伸縮縫接縫中，一般是在該部位粘貼止水帶達到止水效果。鑿除該部位的松散混凝土，看到全部的止水帶時停止，對其清洗、削平、挫毛，并在其表面涂上粘結膠，粘貼橡膠止水帶。然后在其周邊設置遇水膨脹止水條。粘貼膨脹止水條前，然后利用鋼絲刷對其進行徹底清理，避免出現雜物，并對其進行吹干保持干燥。之后才能實施膨脹止水條粘貼操作，最后用預縮砂漿修補。

4.3 針對混凝土裂縫以及冷縫的治理措施

如果混凝土表面的裂縫尺寸和深度都比較小，對整體結構的安全性影響不大，可以利用鋼絲刷對其周邊五厘米的范圍進行刷毛，然后使用專業的丙酮進行徹底清洗，吹干并達到干燥狀態之后，在表面涂抹環氧基液，并對其表面進行抹平處理，同時要確保其與原色相同。

針對細微裂縫來說，必須要先將裂縫清洗干凈，然后涂刷環氧脂漿2～3次，在此基礎上做好刮抹料，并且做好混凝土表面的調色，以便于修補之后的混凝土顏色與原本混凝土顏色一致。

針對貫通性裂縫修補來說，必須要沿著裂縫方向進行V槽刨鑿施工，確保刨鑿寬度為5cm，深度為3cm，在槽內騎縫每隔0.5m鉆一孔，保障孔深度為襯砌厚度的1/3或者2/3，需要注意的是不能夠穿透襯砌，杜絕跑漿的情況出現。進行完畢一系列施工之后，應該對V槽進行沖洗，避免V槽當中存在粉塵以及雜物的情況。在對V槽清理完畢之后，應該在孔內插入壓漿管，結合工程的實際情況對壓漿管的型號進行明確，并且借助環氧樹脂水泥砂漿進行錨固，借助灰刀來對砂漿壓平。

針對密集裂縫來說，在進行處理和施工過程中，應該注重以下幾個環節的施工。因為襯砌背后空洞、襯砌厚度不足的情況，很容易引起密集裂縫情況，針對此種情況應該做好防水和地層加固處理工作。沿著裂縫兩側，每隔1.2m～1.5m交錯布點，刨鑿成10cm×10cm的方槽，確保其深度為5cm，施工的過程中應該確保逐級灌漿施工，確保注漿的壓力為0.4MPa～0.6MPa。在注漿完畢之后，應該重新進行鑿孔施工，新鑿出來的空洞壓力應該保持在0.6MPa～1MPa，在壓力滿足標準要求之下，對其灌注程度進行把控，確保其注漿質量。注漿完畢的24h之后便可以安裝錨桿墊板，使用環氧樹脂砂漿平方槽，并對表面進行調色和刮抹處理。

主要使用嵌縫法對施工冷縫展開治理，在出現施工冷縫的部位以及周邊區域開鑿溝槽，并在其內部空間鑲嵌剛性止水材料，提升其整體結構的密封性和封閉性。一般情況下，溝槽要呈現“U”形，其寬度和深度要結合具體情況合理設置，通常分別為3cm和5cm。之后利用高壓水進行沖洗，去除雜物，回填環氧砂漿，利用設備進行振搗壓實，強化結構穩固性和密實性，最后要對其表面進行抹平，保證平整性。

4.4 針對露筋缺陷的治理措施

如果鋼筋外露會引起銹蝕現象，影響其整體結構的穩定性和安全性。在對該缺陷進行處理時，要先對其打磨除銹，在干燥狀態下對其表面涂抹一定厚度的聚脲。但是如果露筋深度較大，需要將其周邊松動的混凝土進行鑿除，形成方形空間，保持四邊與水平面90°夾角，直到看到密實混凝土。然后采用分層方式對預縮砂漿進行錘填。如果鑿挖深度不小于6cm，要利用更高級配的混凝土進行分層回填，確保整體結構表面顏色的一致性。

4.5 針對蜂窩、麻面的治理措施

在具體的治理過程中，一般結合蜂窩麻面深度的不同，選擇針對性的治理方式。如果其缺陷深度在五毫米以下，也要挖掘出等深的修補空間，對該空間的邊緣區域進行挖鑿，使其呈現齒槽狀，然后對其邊緣進行修整，確保其規正、整齊。要利用鋼絲刷進行清理，并用高壓水沖洗，最后才能實施環氧砂漿回填環節。

如果其深度不低于五毫米，需要先把該缺陷實施鑿除，使其呈現為多邊形的平面外觀，并且要保障其內角在70°以上。要結合缺陷的具體深度進行鑿除，一般情況下，鑿除深度要比缺陷深度延長5mm。一旦出現蜂窩缺陷延伸到鋼筋內部結構的現象，需要借助鏨子的作用，把不符合標準強度的混凝土敲打掉。最后才能實施預縮砂漿修補操作。

如果二襯混凝土表面發生該缺陷，利用鋼絲刷對其表面的雜質刷除，然后利用高壓清水進行沖洗，避免麻點殘留雜物。按照科學的比例對粘結膠與水泥進行配置，使其變為水泥素漿，從而實現對麻面的修補。其調配比例要結合具體情況科學設置，通常情況下采取1∶7～8的調比進行拌制。選擇的水泥標號要與原色相同，并對混凝土表面進行抹平，然后利用細砂紙全面打磨，確保外觀平整、美觀性。

5 結 語

引水隧洞混凝土襯砌施工中，應該全面的分析一些細節問題，采取科學化的施工工藝，讓施工缺陷得到有效的處理，規避可能出現的異常情況，促使部分缺陷科學的解決，保證引水隧洞施工正常開展，合理的落實好相應的細節之處，保障基本工作穩步推進。