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隧道工程衬砌麻面治理技术的分析

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摘要:对隧道衬砌的麻面产生的原因进行介绍,论述了提高水泥混凝土质量消除麻面的方法;提出了振捣消除麻面的措施。加强隧道衬砌的技术管理是消除病害的基础。

关键词:衬砌;麻面;措施

隧道工程衬砌的麻面现象是二次衬砌施工中的一种病害,麻面病害不仅影响二次衬砌的外观形象,同时也存在一定的质量隐患。解决衬砌的麻面病害是精细化管理的体现,也是技术提升的表现。麻面现象外观表现为粗细集料分离,表面凹凸不平。麻面有时候也和蜂窝、气泡现象伴随产生。为了进一步防止麻面现象的产生,进一步剖析原因,确定合理的处置方案,形成一整套完整的技术体系。

1麻面产生的原因

隧道的二次衬砌施工环境与普通混凝土浇筑环境有所不同。它是一个环形浇筑平台,属于特殊形状的混凝土浇筑,增加了水泥混凝土的施工难度。因此混凝土的施工质量和振捣工艺成为麻面的关键因素。水泥混凝土的质量是影响麻面的第一要因。隧道的施工中一般为泵送混凝土浇筑二次衬砌,浇筑水泥混凝土的标号为C30。水泥混凝土的塌落度是施工的重要指标,一般控制在160~200mm之间。增加混凝土的流动性,减少粗细集料的离析。振捣工艺是保证水泥混凝土的密实性,混凝土整体密实以后,混凝土表面均匀一致,可以消除蜂窝麻面现象。

2加强水泥混凝土质量

消除麻面现象水泥混凝土设计是在达到规范要求的强度基础上,将水泥混凝土的级配搭配合理均匀一致,再进行工作性设计,达到水泥混凝土便于施工的目的。首先在设计过程中考虑水泥混凝土的水胶比,按照规范的要求进行设计。设计过程中要适当考虑设计的保险系数,对于有经验的队伍、优良的材料、先进的设备保险系数可以适当放低水泥用量,对于不利的情况可以保守设计。用水量的控制要考虑到施工过程中施工队伍为了便于施工,在浇筑过程中擅自增加用水量的状况。因此在设计的过程中充分考虑用水量,提高设计质量,减少施工的难度,提高混凝土的质量。其次考虑碎石的平均粒径,平均粒径与次级平均粒径的倍数最好接近2倍的关系,减少材料之间平均粒径的差距,以此达到减少粗细集料离析的目的。最后要考虑砂率的用量,砂率的用量对水泥混凝土的工作性和强度都有影响,合理的砂率是水泥混凝土强度和工作性、成本的平衡点。下面结合某工程为例进行分析。隧道二次衬砌设计为抗渗混凝土,标号C30混凝土。设计选择合适的水胶比,设计的水胶比0.37、0.42、0.47三个参数。分别测试其立方体抗压强度和塌落度,数据见表1。C30水泥混凝土水胶比参数一般都选择在0.42附近。确定配合比时观察不同水胶比对应的强度的差值。水胶比0.42~0.37差值为0.05,28d抗压强度差值为3.8MPa,水胶比为0.37的时候水泥混凝土的塌落度为190mm。

施工单位从成本角度出发,一般不采用此水胶比。因此要关注0.47的水胶比。在设计的过程中关注强度的降低数值,其降低的数值偏小,说明此配合比比较稳定,如果降低的强度在5MPa以上,应该立即调整材料进行设计。水胶比为0.47时,此时的28d抗压强度降低4.1MPa。说明此配合比随着水泥的变化较为敏感,同时也说明变化用水量的时候,混凝土的强度变化幅度大。相对应水胶比为0.37的强度比0.47的强度下降的慢,说明抗压强度偏右峰,对施工存在一定的风险。因此在设计的过程中要考虑施工的因素,对施工队伍、原材料的状况等状况进行综合确定。考虑隧道工程的特殊性便于施工最后确定水胶比为0.42。确定了水泥混凝土的水胶比,为进一步探讨混合料的工作性,对配合比进行调整。调整的原材料的平均粒径的差均,对级配进行调整。重点控制19.0mm和9.5mm筛孔的累计筛余百分率。碎石的质量应符合规范的要求,[1]矿料进行筛分进行掺配实验。利用泰勒曲线的规律,计算9.5mm筛孔的累计筛余百分率。19.0mm筛孔的累计筛余百分率为72.6%之间,理论计算9.5mm的筛孔的累计筛余百分率为19.4%,现在设计的数据为21.1%,两者数据比较接近,说明材料的搭配处于比较密实的状态,说明材料之间的搭配比较合理。水泥混凝土出现麻面现象的概率。

3加强振捣工艺消除麻面的现象

隧道二次衬砌是通过台车进行振捣,辅助人工振捣进行成型。[2]在振捣工艺施工之前,检查台车的模板是否光滑平整,台车再进场之前采用水泥浆进行喷射,隔绝空气,不腐蚀台车的模板。首先采用柴油倾倒到水泥浆上,浸泡6~8h,再采用电动工具进行除锈工作。除锈工作完成以后,检查模板是否有无坑洞现象。如果模板表面存在坑洞现象,采用电焊补焊。再采用电动工具磨平,检查其平整度。等到模板检查完毕,进入洞口进行施工。首先涂刷模板的脱模剂,在窗口内喷涂脱模剂。浇筑的时候检查套筒是否顺畅,混凝土是否离析,存在问题的时候及时调整。混凝土振捣是台车自带振动板进行振捣,同时辅助人工振捣棒进行振捣,观察缓凝土的表面的气泡状况,不断的修正振捣时间直到满意为止。对于拱腰以上位置的振捣,从台车侧面的模板观察混凝土水浆的流动状态,判定水泥混凝土的饱满程度。按照以上工艺的施工以后,二次衬砌的水泥混凝土表面光滑平整,无蜂窝麻面现象。

4总结

通过对水泥混凝土的质量的控制,减少混合料的离析,避免材料不均匀性引起的麻面现象。通过振捣工艺的控制,采用台车的振动板和人工振动棒结合的方式进行振捣。采取对台车模板的抛光和补焊的方式解决现场麻面的问题,使混凝土处于密实状态,避免麻面现象。本文的总结对避免麻面现象的产生起到良好的作用。

参考文献

[1]《公路隧道技术规范》(JTGF60-2009).人民交通出版社,25.

[2]《公路隧道技术规范》(JTGF60-2009).人民交通出版社,26.

作者:邹桥辉 单位:中铁隧道集团三处有限公司

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