慈母山隧道二衬混凝土质量控制.pdf

文章编 号 ：l 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 5 ) 0 4 0 0 4 0 0 3 生态建材 慈母山隧道二衬混凝土质量控制 T h e Q u a l i t y C o n t r o l o f S e c o n d a r y L i n e r C o n c r e t e f o r t h e C i m u Mo u n t a i n T u n n e l 黄贤德 ，郑传宝 ，丁华柱s ( 1 重庆欣材混凝土集团有限公司，重庆 4 0 0 0 2 1 ；2 重庆市东土实业有限责任公司，重庆 4 0 0 0 5 4 ； 3 重庆志达欣建材有限公司，重庆 4 0 0 0 3 7 ) 摘要 ： 针对 慈母 山 隧道 二衬 混凝 土的 工程要 求 ，对材料 选择 、 配合 比设计 以及模 筑混凝 土前 、中、后期 应该 注意 的各种情况、机械设备的要求等方面进行 了比较详细的阐述；对二衬施工质量控制的重点内容进行 了分析 和探 讨 。 关键词 ： 隧道 ；二 衬 混凝 土 ：质量控 制 中 图分 类 号 ：T U5 2 8 3 1 文 献 标 志码 ：B 0 前 言 慈母山隧道及连接道 ( 峡江路) 市政l丁程 C合同段 位于重庆市南岸区鸡冠石镇纳溪沟村石房子社，c合同段 隧 道里 程为 左线 K 2 + 6 3 0 9 5 5 K 3 + 8 7 0 ，全 长 1 2 3 9 0 4 5 m，右线 K 2 + 5 8 3 1 0 9 一 K 3 + 8 2 5 ，全长 1 2 4 1 8 9 1 m 。道路 为双向六车道 ( 单向 3 7 5 + 3 5 + 3 5 ) ，设计时速 6 0 k m h ， 设计抗震标准，基本烈度 v I度，采取 V I I 度构造措施。 隧道净高 H = 5 0 m，净宽 1 3 7 5 m。二次衬砌混凝土要求 采用 C 3 0防水混凝土，要求内掺 8 WG H E A抗裂剂， 防水等级 P 6 。 针对设计方对慈母山隧道混凝土的技术要求，同时 结合工程实际需要，在满足二次衬砌_T程进度、 质量和 二衬外观完美的条件下，我公司主要从原材料选择、配 合比优化、生产保障等几个方面着手，对本工程所使用 的混凝土采取了措施。实践证明这些措施，在慈母山隧 道的施工中起到了良好的效果，为慈母山隧道工程创优， 奠定了扎实的基础。 1 原材料把关选择 料技术要求，通过对比试验选择质量优良的原材料。同 时加强材料进程质量的检测和监控。 1 1 水泥的选择和控制标准 根据工程要求，结合重庆地区使用惯例，选择大型 旋窑干法水泥生产商。确定水泥等级品种为 P 0 4 2 R，2 8 d抗压强度不低于 4 8 MP a 。同时要求水泥生产企业生产 能力在6 0 万t a 以上。企业必须建立完备的质量管理体系。 水泥的所有品质指标必须符合 G B I 7 5 2 0 0 7 通用硅酸 盐水泥要求。因隧道混凝土的结构特殊性，要求水泥 自身具有良好的体积稳定性，也就是其应具有合适的矿 物 组 成 ：C 3 S和 c ， s含 量 宜 取 下 限，并 含 又 足 够 的 B C 2 s ；水泥水化热要低。 1 2 粗集料选择 根据本工程混凝土技术要求，结合二衬钢筋布置密 度和泵送管道的直径等要素，选用含泥量1 ，泥块含 量 0 5 ，针片状含量 5 ，压碎指标 1 5 ，母岩强 度9 0 M P a的优质粗集料。因使用 1 2 5 m m直径管道输 送混凝土，集合级配情况采用 5 1 0 m m和 1 0 2 5 m m 碎石组成 5 2 5 m m合理级配。 原材料是质量之本，是优良保证之源。把好源头关， 选择好原材料才能创造出百年优质工程。严格执行现行 1 3 细集料选择 有关标准、规范和规程，按照设计文件防水混凝土原材 二衬混凝土要求脱模后，二衬表面光滑无瑕疵。同 4 0 CoAL ASH 4 20 1 5 时衬体要求密实防水。根据此项功能性要求，结合技术 设计文件要求，选择颗粒级配在 I 区，颗粒型状圆润，细 度在中砂范围的岳阳洞庭湖砂，与重庆地区白有长江砂 复配得到细度模数为 1 7的复合砂。此砂使混凝土具有了 良好的流动性能，提高了 昆 凝土的密实性，同时混凝土 硬化后表面具有良好的细腻感。其在满足了各项优良检 测指标的条件下，还同时具备了单一细集料不能满足的 性能要求 。 1 4 泵送剂选择 为提高混凝土和易性，减少水泥用量，避免因水泥 用量过高而造成水化热过高，导致混凝土开裂，故配合 比设计中须加入泵送剂。实际中选用 F D N O R泵送剂， 减水率 2 0 以上。掺量为水泥用量的2 ，并要求 2 0 掺量下 ，C 3 0混凝土的初始坍落度能够根据需要达到 2 2 0 m m，1 h经时损失 2 0 m m，2 h经时损失 4 0 m m，凝 结时间满足供货要求。 1 5 微膨胀剂选用 为减小二次衬砌混凝土收缩变形 ，防止开裂 ，提高 其整体密实度，取得防水抗渗漏的衬体，混凝土中添加 了 wG H E A膨胀剂。其掺量根据抗渗标号要求确定， 以 8 1 2 为宜，实际用量为 8 。 1 6 矿物掺合料加入 为降低混凝土早期水化热，填补混凝土内部结构缺 陷，提高混凝土的强度和密实性，结合重庆地区条件， 选择用 I I 级干排粉煤灰为矿物掺合料。 2 配合比优化选择 2 1 坍落度 根据泵送混凝土施工工艺要求，结合输送泵最佳坍 落度输送要求来确定试配混凝土坍落度，一般要求 1 5 0 2 1 0 m m 。混凝土试配时以 1 8 0 m m 坍落度要求为控制 指标 ，以保证工程质量。 2 3 水灰比 水灰比的确定必须 以混凝土强度指标及混凝土耐久性 要求为控制指标，一般要求在 0 40 5之间。但为保证 混凝土强度，水灰比尽量以小为宜。 2 4 确定水泥用量 有了水灰比的用量即可确定水泥用量，但要注意的是 因为膨胀剂有替代等同水泥用量的作用，实际水泥用量 - - W( Wc ) ( 1 一膨胀剂掺量 ) 。 2 5 确定砂率 考虑到混凝土为泵送混凝土，坍落度要求较大，为 提高混凝土和易性，特别是混凝土保水性，砂率宜选择 3 5 4 0 。实际应用中为提高混凝土体积稳定性取下 限 3 5 ，在保证表观美观的前提下，工程取得了成功。 2 6 砂石用量 砂石用量计算同普通混凝土配合比设计相同。 2 7 试配及调整 混凝土 2 8 d 强度除满足试配强度 3 0 + 1 6 4 5 5 0 = 3 8 2 2 5 M P a 外，试配结果见表 1 ，试验结果见表 2 。 表 1 混凝土配合比 材料名称 水泥矿渣粉 粉煤灰 膨胀剂 细集料 粗集料 水减水剂 2 。 c 室 温 坍 落 度 m m保 水 性黏 聚 性 _ M P a 耐久性( 2 8 d ) 1 9 6 良好 良好 2 2 5 2 9 1 3 8 3 抗渗等级P 8 试验条件： 2 0 C室温，机械捣实，标准养护 由表 2可知，原材料控制措施得当有效，强度及抗 渗能力满足工程应用要求，配比适用。 3 混凝土生产保障 3 1 混凝土搅拌 2 2 用水量 防水混凝土原材料采用计算机控制计量，每盘计量 用水量的确定必须以坍落度要求及泵送剂实测减水率 误差控制在 1 以内。拌和采用双卧轴强制式搅拌机。 进行确定，实际取 1 7 0 k g m 。 混凝土最短拌和时间6 0 s 。坍落度方面，按两步控制， ( 下转第4 6 页) 4 2 0 1 5 粉 煤灰 4 4 结 论 混凝土工程施工中，特别是预拌混凝土企业生产中， 由于混凝土超长时间缓凝引起的质量事故时有发生。有 时是人为因素，有时是设备原因造成外加剂超掺，而也 有时是胶凝材料发生了较大变化。 一 旦出现 了混凝土超长时间缓凝事故，如本文介绍 的 3个案例，按一般理论及有关资料介绍分析，混凝土 后期强度肯定大大降低，达不到设计要求。很多工程在 遇到这种情况时，就将混凝土拆除了，造成很大损失及 浪费。本人亲身经历并处理的这 3起混凝土超长时间缓 凝事故，最终都达到了设计要求。虽然延误了工期，但 混凝土没有拆除，使损失降到了最低，没有造成浪费。 在这 3起事故中都得到了甲方、监理及施工单位的充分 理解、信任与配合 ( 各方见证了事故处理全过程 ) 。 正常混凝土配比按标养 2 8 d 算都有一定的富余强度， 2 8 d后还有很大的强度增长空间。在遇到此类超长时间 缓凝事故时，混凝土强度可能降低，富余强度可能小了， 但不一定达不到设计要求 ( 结构物实体体量大，胶凝材 料水化更充分，实体强度一般比标养试块强度要高) 。因 此在出现此类混凝土超长时间缓凝事故时，不要轻易将 混凝土拆除，任何情况下确保混凝土得到充分的保湿养 护，给予充分时间使混凝土渡过缓凝期。在混凝土生产 技术人员指导下 ( 混凝土生产技术人员的经验至关重要， 一 定要熟悉外加剂复配知识，平常要做一些各种材料变 化情况下的试配试验 ) ，在适当龄期从缓凝混凝土实体部 位钻芯取样，根据芯样强度决定浇筑物是否拆除，尽量 减小损失。 以上 3个案例幸运的是都发生在气温较高的环境天 气下， ( 案例 1平均气温 1 3 ，案例 2平均气温 2 1 c C， 案例 3 平均气温 2 6 ) ，这对混凝土强度增长起到了非常 关键的作用。如果是在冬天负温环境下发生类似情况， 混凝土水化反应时间将更加延迟，如不能保证足够的温 度， 那混凝土可能就很难避免被拆除的厄运了。 作者简介：张波 ( 1 9 6 7 一)，男，高级工程师，总工。通信地址：山东 省淄博市周村区南郊镇李家工业园矿山 路。 收稿日期： 2 0 1 5 年 1月 1 3日 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 吨! 哇! ! ! 电! ! 吨 ! ! ! ! ， ， ( 上 接第 4 1 页 ) ( 5 ) 清除混凝土中超颗粒尺寸。 在 浇 筑 拱 顶 以下 时坍 落 度 可适 当 减 小，控 制 在 1 5 0 1 8 0 m m，封顶时混凝土塌落度控制在 1 8 0 2 1 0 m m 。 3 2 混凝土运输 及泵送注意事项 混凝土采用混凝土搅拌运输车运送，从加水拌和到入模 的最长时间应由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确 定，并符合 公路桥涵施工技术规范的有关规定。二 次衬砌混凝土浇筑的特点是由低向高运输，离不了混凝 土输送泵。为避免混凝土泵送过程中卡管， 应注意以下 几个问题 ： ( 1 )熟练掌握所使用的输送泵机械状况。 ( 2) 刚浇筑时应先拌和 0 5 m 与混凝土同强度及抗 渗等级的砂浆，目的是润滑输送管，同时铺在钢模底部， 防止二衬混凝土产生 “ 烂根”现象。当砂浆输送顺利后 即可进行混凝土正常输送。 ( 3 ) 输送过程中， 必须保证混凝土的和易性、 均匀性， 切忌混凝土坍落度波动。 ( 4 ) 根据输送泵的运转情况，适当调整挡位，并随 时检查工作油温及压力表， 使之在正常范围内。 4 6 CD 工ASH 4 201 5 3 3 脱模及养生 ( 1 ) 二次衬砌拆模时间： 非承重结构， 混凝土强度达到 2 5 M P a 以上； 承重结构， 混凝土强度达到设计强度 7 0 以上。 ( 2 ) 拆模时不得对预埋 ( 预留) 管件有所损坏、碰歪 等不良情况。 ( 3 )混凝土的保温保湿养生时间需7 d 。 4 结 论 隧道二次衬砌是隧道的承重结构，是永久性工程， 内在质量及外观质量要求较高，在施工工程中会出现许 多新 问题，关键是机械设备的合理搭配 ，行之有效的施 工工艺。在施工过程中善于发现问题，并采取即时有效 的处理措施。实践证明，以上工作经验对保证慈母山二 次衬砌工程质量是十分有效的。 作者简介：黄贤德 ( 1 9 8 0 一)， 男， 工学学士，试验室主任。重庆欣材 混凝土集团有限公司。通信地址 ：重庆市江北区石马河。邮编 ：4 0 0 0 2 1 ； E ma i l ：h u a n g x i a n d e 8 5 O 8 1 6 3 c o rn。 收稿日期： 2 0 1 5年 1月 2 1日