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摘要：输水隧洞通常都会设置相应的支护和衬砌来保证围岩的稳定性和安全性，如果内衬混凝土表面存在气泡，必然会导致结构承载力和抗渗性能的下降，从而影响隧洞的正常使用。本文以南水北调工程某段为例，对输水隧洞内衬混凝土表面气泡的控制进行分析和讨论。
关键词：输水隧洞；内衬混凝土；表面气泡；控制技术
1 引言
南水北调工程属于一个横贯我国大半国土的工程项目，可以有效调节我国水资源区域分布不均匀的问题，满足北方地区越发加剧的水资源紧缺问题。在工程某段配套干渠中，采用的是双层圆形输水隧洞，隧洞内径为4700mm，一衬内径5400mm盾构隧洞，二衬为现浇钢混结构，以钢模台车一次性浇筑成型。为了对全圆浇筑隧洞底部的气泡进行有效控制，二衬选择C30W10自密实混凝土，可以实现均匀密实填充。
2 混凝土质量控制
对于混凝土质量的控制，通常需要从三个方面着手：一是原材料质量控制，要求施工单位从输水隧洞施工的具体需求出发，选择标号恰当，性能可靠的水泥，做好质量检验和运输管理，依照出场日期和标号对水泥进行分别存放[1]。在材料入场前，需要做好必要的质量验收工作，淘汰其中存在的不合格产品；对于已经入场的材料，在使用前还应该进行抽检，看其在存放过程中是否存在变质问题，如果发现材料质量不达标，需要及时清除避免误用。依照自密实混凝土相关规范，水泥选择P.O 42.5水泥，级配碎石，粒径在5-20mm，砂子含泥量不超过0.3%；二是混凝土配比控制，施工单位需要通过相应的试验，对混凝土配比进行合理设计，严格依照配料单的要求进行下料操作，定期校核拌和站称量系统，对误差进行纠偏。同时，应该依照混凝搅拌机的类型及混凝土的稠度、性能，对拌和时间进行确定；三是混凝土现场控制，应该确保现场组织合理、分工明确，混凝土性能可靠，对施工设备和各类工器具进行检查和维护，避免其对于混凝土浇筑施工的影响。同时，应该依照混凝土浇筑放量大、流动性大、自然流动落差大的特点，做好钢模台车强度、刚度及稳定性的检查，尤其需要强调对台车抗浮措施的检查。通过合理安排，确保混凝土配置、运输与浇筑有效衔接，保证施工连续，卸料后和装车前，需要做好运输罐车检查，却阿伯筒体内不存在积水和残浆。在施工过程中，应该做好技术交底，选择有经验的施工人员，做好跟踪管理，通过振捣增强混凝土的填充性和流动性，避免出现离析和泌水现象，尽可能减少和消除表面气泡[2]。
3 主要工序控制
3.1台车检查
在工程施工中，使用的是全圆针梁式混凝土衬砌钢模台车，长度达到26.8m，模板有效长度12m，台车模板直径4.72m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从保证施工质量的角度，需要做好台车检查，确保相邻模板错台不超过2mm，缝隙不超过1mm，避免出现漏浆问题。台车检查还应该包括液压支撑、位置调节和抗浮措施检验等，以保证所有系统正常稳定运行。
3.2模板预处理
大量实践表明，模板本身的光洁度在混凝土表面气泡控制中意义重大，因此，在模板架设前，应该做好预处理工作，对其表面的残渣和灰尘进行清理，均匀涂刷脱模剂，确保模板能够顺利脱除。
3.3混凝土性能检测
依照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《自密实混凝土应用技术规范》（CECS203：2006）等相关技术规范，从现场施工实际情况出发，对混凝土进场验收制度进行完善，控制指标如表1所示：
表1 自密实混凝土性能控制指标
控制指标规范标准现场标准
T50/s3-203-10
含气量/%1.5-4.02-4
塌落扩展度/mm650±50650-690
U型箱填充/mm≥320≥330
V漏斗通过时间/s7-257-15
在混凝土进场前，需要对每一辆运输车配料单进行检查，确认混凝土性能指标证明文件，对混凝土的使用部位进行明确；现场实验人员应该严格依照规范流程，就自密实混凝土的性能等级指标进行逐一检验，得到的检验结果需要及时回馈给现场技术人员。技术人员负责组织试验工程师、监理工程师以及质检工程师等，对混凝土性能指标检验结果进行分析，确认无误后，才能进行混凝土浇筑施工[3]。
3.4混凝土浇筑
自密实混凝土不需要进行振捣，因此浇筑环节尤其重要。应该安排专人做好商品混凝土供应的组织协调工作，对混凝土运输及浇筑进行合理调节，确保浇筑的连续性。依照相关规定，自密实混凝土的装罐、运输、检测以及浇筑应该控制在120min以内，从质量控制的角度，需要预先留置试件。混凝土入泵前，需要保持高速旋转60-90s，确保混凝土能够密实成型。浇筑前，应该首先泵送1-2m3的等强度水泥砂浆，做好管路润滑工作的同时开展严密性检验，避免出现管路堵塞问题。在对混凝土进行浇筑时，应该合理调整落差，避免出现混凝土离析问题；混凝土浇筑速度不能过快，过快容易进入空气形成气泡。同时，应该安排专人对钢模台车上浮情况进行检查，每车浇筑完成后，需要及时做好数据收集和记录，向施工负责人上报，做好混凝土质量和安全控制。
理论上，自密实混凝土并不需要进行振捣，不过在该工程中，由于施工工艺的局限性，需要在观察窗口以振捣棒进行引振，以提升混凝土的填充性和流动性。施工人员应该根据具体情况，及时启动安装在钢模台车上的附着式振捣器，确保模板吸附的气泡可以排出，保证混凝土外观质量[4]。
3.5混凝土养护
依照工程设计施工要求，混凝土拆模环节，强度不能小于5MPa，理论拆模时间不低于35h，不过在实际施工中，应该以试件抗压强度为准。在拆模完成后，需要及时进行喷水养护，养护时间不少于14d。结合质量检测报告，自密实混凝土在36h后，抗压强度可以达到8.5MPa，能够满足拆模要求。
4 质量检测验收
4.1强度测定
依照有关标准，采用抽检的方式抽取10组标养试块进行强度评定，依照28d的龄期，试块强度平均值为39.8MPa，超过标准规定的38.3MPa的要求，而混凝土立方体抗压强度最小值为38.4MPa，同样大于标准中25.5MPa的要求。
4.2外观质量
在养护结束后进行检查，隧洞内衬混凝土表面平整官话，外观质量良好，很少发现气泡问题。而依照抽查尺寸偏差项目，并没有发现钢模台车平移或者上浮导致的混凝土质量问题，偏差实测值均处于施工规范允许范围内，能够满足设计要求。
4.3质量检测
结合抽样检测方式，以回弹仪进行检测，混凝土回弹强度符合设计强度要求；以超声波监测仪进行无损探伤，没有发现混凝土质量缺陷，表明混凝土密实度良好[5]。
5 结语
总而言之，在输水隧洞内衬混凝土施工中，应该重视对表面气泡的控制，从材料质量、混凝土配比、施工设备以及混凝土浇筑养护等环节着手，采取切实可行的控制措施，减少气泡面积，保证混凝土施工质量。
参考文献
[1]刘孝东.水工隧洞内衬施工中混凝土的预前质量控制[J].吉林水利，2015，（7）：59-62.
[2]李勇，郭少臣.圆弧形水工隧洞底拱混凝土表面气泡成因探讨及其消除措施[J].贵州水力发电，2010，24（5）：52-54.
[3]刘振.浅谈混凝土表面气泡产生的原因及技术防治[J].中国科技财富，2012，（15）：1-2.
[4]温晓英，程子悦，王志国，等.西江引水工程盾构输水隧洞衬砌形式的选择与设计[J].中国给水排水，2012，28（10）：1-4.
[5]杨冬梅.输水隧洞内衬混凝土表面气泡控制技术[J].市政技术，2012，30（4）：86-88.
论文作者:党永吉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/18
标签：混凝土论文; 隧洞论文; 气泡论文; 密实论文; 台车论文; 内衬论文; 表面论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;