浅谈隧道二衬外观质量缺陷的防治

时间：2024-05-20

陶榕烜

（甘肃路桥第五公路工程有限责任公司，甘肃兰州730050）

1 油污、错胎、气泡与泛砂形成的原因

经过多年的施工观察和研究，认为影响隧道衬砌质量有以下几点：人为原因、原材料、设备机具、施工工艺和施工方法、混凝土品质等因素。

1.1 如果模板涂油过多或者不均匀，会造成衬砌混凝土脱模后拱部油迹不均。

1.2 施工过程中采用模板台车进行二次衬砌施工，容易出现衬砌环接缝处错台，衬砌环接缝处产生错台的原因很多，主要有以下几方面：①在混凝土的压力作用下，由于台车支撑刚度不足，造成台车模板向内收敛变形，从而错台；②如果台车模板和接头处混凝土表面清洁不足，有泥浆杂物，且受隧道曲线段影响，使得模板和混凝土面之间有空隙，形成错台；③由于曲线外侧支顶，接缝处有空隙，漏浆过多而出现错台；④小边墙浇筑时定位不准或混凝土跑模（主要表现在胀模），致使台车下边缘不能与小边墙完全贴合而形成错胎。

1.3 气泡产生的原因有：由于混凝土拌和和均、捣固不足，在浇筑过程中对于厚度控制不严格，导致混凝土中出现大量未能及时排出的气体，所以会在模板表面混凝土处形成气泡。

1.4 泛砂产生的原因有：如果使用砂率低、和易性差的混凝土，加之浇筑施工中内部应力不一致，多余的水分聚集并从弱面流动，被挤压的水向上走，带走浆液，从而在混凝土表面留下砂纹，过捣和离析则形成砂斑，沙斑聚集成片就形成麻面。

2 预防措施

2.1 脱模剂的使用

首先要根据试验结果选用质量性能稳定的脱模剂产品，品质较差的脱模剂容易导致混凝土表面的起皮、拉坏。并严禁使用废旧机油代替脱模剂，避免混凝土表面出现油污和颜色不均的现象。拆模后，要仔细清理模板台车上锈迹及残留杂物，喷涂脱模剂要均匀喷涂。

2.2 对于错台的预防措施

为保证台车受力，要在施工衬砌前紧固所有支撑丝杠，并在台车就位之前，彻底清理台车与混凝土搭接部位，保证台车紧贴混凝土表面。可在台车支撑丝杠或液压油缸原设计数量的基础上，两端各增加4～6个，使得每端的支撑总数达到12～14个；搭接部分的支撑不容忽视，必须紧密支撑。台车的中线要和隧道中线尽量保持一致，混凝土灌注到台车底部3m处时，控制灌注速度保持混凝土塌落度在14cm以内；台车一窗应在距模板底部3m位置，二窗开口距模板底部5m位置。要求模板有足够的刚度和稳定性，并无缝隙，防止漏浆和混凝土表面泛砂。模板台车应加大附着式振动器的数量，这样可有效地减少混凝土表面气泡的产生。

2.3 外加剂的选择

混凝土的外加剂用以改善混凝土的性能，按其功能有改善混凝土拌合物流变性能、调节混凝土凝结时间、硬化性能、改善混凝土的耐久性或其他等性能，掺量在5%左右。由于某些外加剂尚无国家标准，众多厂家生产质量不一，各种外加剂(如减水剂)对不同矿物组成以及不同品牌的水泥其作用效果不一样。衬砌施工前做模拟对比试验，按施配掺不同品牌外加剂，通过钢化玻璃观察气泡，泌水现象，测试基本项目择优选择符合施工要求的外加剂。

2.4 对施工配合比的要求

控制原材料的质量，选取合理的配合比。原材料是施工质量好坏的一个非常重要的因素，它直接影响着混凝土的耐久性，包括水泥、集料以及是否掺加混合材料等，而配合比则直接关系到混凝土的密实性。合理的配合比，既有利于施工，又能满足性能要求，耐久性也很好。因此在混凝土原材料选择时，细骨料宜选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂；粗骨料宜选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线膨胀系数小的洁净碎石；水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；更重要的是注意施工质量，隧道断面圆心以下控制坍落度在13cm－15cm之间。施工中遇到下雨天，要及时调整施工配合比。如砂率低、含水量大，砂子在饱水状态下(含水量可达10%)，如还按原配合比施工，则必然会造成大面积泛砂现象。二衬坍落度可分为三个等级：矮边墙至圆心位置控制在14cm左右，圆心到拱部控制在14cm－18cm之间，拱顶控制在18cm－22cm之间。在混凝土中掺入一定剂量的粉煤灰(一般在16%左右)，改善混凝土的和易性、保水性和密实度，这样混凝土产生气泡与泛砂现象的可能会大为降低。

2.5 拌和和运输

混凝土拌和不好是产生气泡与泛砂的一个重要方面。如拌和不均，时间不够,生料会促使气泡、泛砂质量通病的发生，因此，禁止生料浇筑。一般要求混合料拌合时间为180s，理想的投料方式先将碎石、砂、水泥、外加剂搅拌90s，然后加水搅拌90s。但工地上经常发生搅拌时间不足120s。混凝土运输时搅拌运输车应连续转动。过长距离运输混凝土，如连续旋转，势必造成坍落度损失。可能使混凝土一入模振捣后则离析，造成泛砂现象。长距离运输，宜加缓凝剂，混凝土入泵前应测坍落度，比较与拌和出仓混凝土的损失量，及时做出调整。一般要求入泵时混凝土要搅拌(转动)1min－2min。

2.6 混凝土的振捣

振捣不当是产生气泡与泛砂的另一个重要原因。振捣一般作业要求：插入式振动器移动的距离不应超过其作用半径的1.5倍，与模板保持5cm－10cm的距离，插入下层混凝土深度在5cm－10cm之间。施工振捣不足，甚至漏振，使混凝土颗粒间的空隙未能被砂浆填满。在紧靠模板处，颗粒移动阻力大更易出现气泡，漏浆会造成蜂窝、麻面。沿模板边的混凝土振捣，用插入式振捣器仔细振实，出现泛浆，混凝土不再下沉，快插慢拔，使混凝土流动摊平。但要特别注意不要过捣，防止混凝土离析。二衬模板台车整体12m长，如用70振捣棒，作用半径按有效半径70cm计算，沿模板侧插入捣固点数应在16棒左右，每层浇筑厚度可控制在40cm－50cm之间，较为合适。如在混凝土浇筑过程中，发现有拌和不均匀的料，或发生离析的混凝土，则用铁铲将此部分料铲到其未捣固的地方，二次拌和，防止此类料的集中，尽量减少生成气泡与泛砂的几率。

2.7 选择合理的拆模时间

应定期通过现场同条件养护试件或回弹强度试验，确定混凝土在12h、16h、20h、24h时的抗压强度，保证脱模时有足够的抗压强度(大于5MPa)及抗拉强度(0.5－1.0MPa)。以防止脱模时拉脱混凝土外表面，造成缺陷。

2.8 操作工人的技术水平和责任心与混凝土表面质量

安排工作责任心强，操作熟练的振捣人员固定振捣施工，能够识别捣固的程度，根据不同坍落度掌握振捣程度。