引水隧洞混凝土襯砌施工缺陷及處理措施

宣學經(jīng)

(甘肅省水利水電工程局有限責任公司,甘肅 蘭州 730030)

在現(xiàn)階段水利水電事業(yè)發(fā)展的進程中，國民經(jīng)濟得到有效的推動，其屬于國民經(jīng)濟壯大的關(guān)鍵組成部分，但是還需重點考慮相關(guān)影響因素的存在[1]。引水隧洞工程施工質(zhì)量和外觀極易受到多種因素的影響，如，地質(zhì)、氣候等，若是在施工中忽視了相關(guān)的影響因素，勢必降低項目建設(shè)成效，還可埋下諸多的隱患。工程實踐中，應該重視隧洞建設(shè)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(huán)節(jié)，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(shè)計水深h=0.744m，設(shè)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(shè)計水深h=0.713m，設(shè)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(jù)設(shè)計圖紙按每10m為一個單元分段施工，每10m設(shè)置一條永久環(huán)向伸縮縫。二次襯砌鋼筋砼采用鋼模臺車澆筑，底板與側(cè)頂拱分開澆筑，按先底板后側(cè)頂拱的澆筑順序進行施工，縱向施工縫設(shè)置在底拱腳上50cm小邊墻位置處，縱(橫)向施工縫并設(shè)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(jié)構(gòu)面人工摸平壓光；側(cè)頂拱混凝土澆筑用加工成型鋼模臺車作為重要的結(jié)構(gòu)模板以及相關(guān)的支撐系統(tǒng)?；炷涟韬臀镉刹贾迷诙纯诘陌韬驼炯邪韬?，混凝土罐車配合輸送泵運輸入倉，人工調(diào)節(jié)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(yǎng)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(jù)施工現(xiàn)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(shè)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(xiàn)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(cè)環(huán)向筋，再綁扎架立筋，最后綁扎縱向、結(jié)構(gòu)筋的次序進行。形成骨架時環(huán)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(shè)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(shè)——已襯砌跨臺車脫?！褲仓缯砟炯颁撥変佋O(shè)——臺車移動就位——臺車初步校正——鋼筋調(diào)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(diào)中，對中心和高程調(diào)整好后，再安裝兩側(cè)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(diào)中和調(diào)高操作，否則，將會破壞模板鉸鏈或絲缸系統(tǒng)部件，甚至發(fā)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(cè)拱要對稱入倉，一次連續(xù)分層澆筑高度既要保證臺車的自穩(wěn)，還要保證其余已澆筑面混凝土不能出現(xiàn)初凝現(xiàn)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(nèi)。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(shè)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(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)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(chǎn)生缺陷的原因具體如下。

3.1 錯臺

產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)褶皺、過于靠近鋼筋等，還有些骨料被堵塞并停滯，從而出現(xiàn)了局部空隙[3]。

3.3 混凝土裂縫、冷縫

混凝土裂縫出現(xiàn)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(yǎng)護不到位，此外力因素對混凝土整體結(jié)構(gòu)帶來了一定的負面作用，致使其出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。澆筑過程中，由于外界因素影響未能連續(xù)澆筑，停歇間隔時間超過了混凝土允許間隔時間，從而產(chǎn)生了冷縫。

3.4 露筋

依照鋼筋外露和混凝土架空而產(chǎn)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(chǎn)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?；炷翝仓倪^程中，保護層較薄，導致混凝土產(chǎn)生了明顯的泄露問題，鋼筋發(fā)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(chǎn)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(chǎn)生了蜂窩問題。

出現(xiàn)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(xiàn)凝固的情況，從而產(chǎn)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(xiàn)一些質(zhì)量缺陷問題。針對襯砌混凝土外觀質(zhì)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(zhì)量要求。

4.1 錯臺處理

運用鑿子將其鑿平，再用專業(yè)的設(shè)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(huán)氧膠泥進行修補，完成之后，利用海綿拉毛，當環(huán)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(xiàn)象一般出現(xiàn)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(jié)膠，粘貼橡膠止水帶。然后在其周邊設(shè)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(xiàn)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(jié)構(gòu)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(yè)的丙酮進行徹底清洗，吹干并達到干燥狀態(tài)之后，在表面涂抹環(huán)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(huán)氧脂漿2～3次，在此基礎(chǔ)上做好刮抹料，并且做好混凝土表面的調(diào)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(nèi)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(xiàn)。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(nèi)插入壓漿管，結(jié)合工程的實際情況對壓漿管的型號進行明確，并且借助環(huán)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(huán)節(jié)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(cè)，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(zhì)量。注漿完畢的24h之后便可以安裝錨桿墊板，使用環(huán)氧樹脂砂漿平方槽，并對表面進行調(diào)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(xiàn)施工冷縫的部位以及周邊區(qū)域開鑿溝槽，并在其內(nèi)部空間鑲嵌剛性止水材料，提升其整體結(jié)構(gòu)的密封性和封閉性。一般情況下，溝槽要呈現(xiàn)“U”形，其寬度和深度要結(jié)合具體情況合理設(shè)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(huán)氧砂漿，利用設(shè)備進行振搗壓實，強化結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(xiàn)象，影響其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(tài)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(jié)構(gòu)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(jié)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(qū)域進行挖鑿，使其呈現(xiàn)齒槽狀，然后對其邊緣進行修整，確保其規(guī)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(huán)氧砂漿回填環(huán)節(jié)。

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(xiàn)為多邊形的平面外觀，并且要保障其內(nèi)角在70°以上。要結(jié)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(xiàn)蜂窩缺陷延伸到鋼筋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)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(fā)生該缺陷，利用鋼絲刷對其表面的雜質(zhì)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(jié)膠與水泥進行配置，使其變?yōu)樗嗨貪{，從而實現(xiàn)對麻面的修補。其調(diào)配比例要結(jié)合具體情況科學設(shè)置，通常情況下采取1∶7～8的調(diào)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(jié) 語

引水隧洞混凝土襯砌施工中，應該全面的分析一些細節(jié)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(guī)避可能出現(xiàn)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(jié)之處，保障基本工作穩(wěn)步推進。