淺談公路隧道混凝土質量問題
公路隧道建設大量使用混凝土,在我國公路隧道大規(guī)模快速建設的今天,由于隧道穿越山體的工程地質及水文地質條件復雜多變,隧道受設計與施工技術條件的限制,施工隊伍的差異,以及施工過程的監(jiān)督和管理脫節(jié),隧道混凝土工程質量出現(xiàn)了一些不容忽視的問題。從已建成的公路隧道看,初期噴射混凝土支護不及時、噴混凝土厚度不足、二次襯砌開裂、襯砌背后空洞、滲漏水、混凝土強度劣化、凍害,水泥混凝土路面斷板、冒水、隆起等現(xiàn)象嚴重,隧道的安全和養(yǎng)護、維修都面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
從近幾年對隧道混凝土質量的檢查來看,隧道襯砌混凝土主要是幾何形狀、尺寸與設計的偏差,以及混凝土澆注振搗的質量,而噴射混凝土出現(xiàn)質量問題的情況則比較復雜。普通混凝土由于采用了場外集中拌制、攪拌車運輸、泵送,混凝土強度等級指標出現(xiàn)的問題相對較少。
噴射混凝土主要質量問題
作為隧道初期支護的主要手段,規(guī)范特別強調及時支護、先初噴,而實際中常出現(xiàn)忽視初噴作用,初期支護初噴混凝土嚴重滯后或不作初噴,圍巖較好時,常出現(xiàn)幾個循環(huán)過去了,還沒有進行初噴;圍巖情況較差時,多數(shù)情況是先立鋼拱架,一次完成噴混凝土,特別是分部開挖時,問題尤為突出;噴射混凝土厚度不夠,達不到設計厚度,甚至不足規(guī)范規(guī)定的最小值5厘米,這種問題多出現(xiàn)在圍巖較好的地段;在圍巖較差地段,一般設有鋼拱架,噴射混凝土厚度容易滿足設計要求。但在超挖區(qū)域個別施工隊伍采用木板、石棉瓦作受噴面以減少噴射混凝土量,使初期支護背后形成空洞,也有個別施工隊伍一邊噴混凝土一邊摻片石,出現(xiàn)嚴重質量問題,但表面很規(guī)整,不易發(fā)現(xiàn);噴射混凝土一次用量相對較小,采用現(xiàn)場拌制,容易出現(xiàn)拌合不均、泥漿污染、配合比控制不準確、不按比例添加外加劑等問題,現(xiàn)場甚至沒有必要的稱量設備。
模注混凝土襯砌主要質量問題
開挖斷面不夠、欠挖,導致拱墻襯砌厚度不夠,這種情況一般不容易被發(fā)現(xiàn),處理欠挖困難;隧道二次襯砌矮邊墻欠挖或沒有留出縱向排水管位置,造成矮邊墻厚度不夠,排水管侵入二次襯砌有效斷面以內,厚度甚至不足設計厚度的1/4(圖1);拱頂混凝土灌注不密實,拱頂出現(xiàn)脫空甚至鋼筋外露(圖2);防水板松緊度控制不好:防水板過松形成褶皺、侵占二次襯砌空間,造成二次襯砌局部厚度不夠,形成應力集中,承載能力降低;而防水板過緊,防水板貼不到壁面,則會侵占二次襯砌空間造成二次襯砌較大范圍厚度不夠(有時超過1平方米),同時還會形成襯砌背后空洞;二次襯砌澆注過程中,材料供應跟不上或發(fā)生機器故障、停電等,出現(xiàn)混凝土間隙澆筑,間歇縫又沒有按要求進行處理,形成水平冷縫,嚴重影響二次襯砌結構作用;由于防水板焊接不牢,混凝土澆注過程中,混凝土竄入防水板背后,導致混凝土局部分層,破壞了混凝土的整體性。[Page]
仰拱模注混凝土主要質量問題
由于仰拱混凝土小半徑區(qū)域沒有采用外模施工,導致仰拱座(仰拱與邊墻接觸面)不成型、不規(guī)整,混凝土澆注不密實,厚度不夠,厚度不均(圖3);仰拱不成型,不按設計曲率進行開挖,仰拱中部欠挖嚴重,有的仰拱澆注成直板(圖4);仰拱襯砌與仰拱充填混凝土一起澆注;仰拱混凝土振搗不密實;仰拱底部超挖部分不按要求回填,用洞渣隨意回填;仰拱底部虛渣沒有清理干凈,在有虛渣和積水的條件下澆注混凝土;仰拱填充片石混凝土沒有按摻填片石要求進行施工,出現(xiàn)大塊石和空洞。
上述這些質量問題,在隧道投入運營后逐漸顯現(xiàn)出來,形成病害,有的隧道圍巖條件很好也會出現(xiàn)襯砌開裂、滲水,甚至混凝土掉塊,路面開裂、斷板、隆起、路面板移位,給后期運營帶來很大的安全隱患,由于這些隱患是隱蔽工程看不見,出現(xiàn)病害現(xiàn)象,難以準確判斷問題的實質,處理這些病害非常困難,處理效果也難以評價。所以隧道混凝土施工質量控制是解決問題的根源,一定要引起高度重視,同時要進一步加強對隧道混凝土質量的監(jiān)測和檢測工作。
此外,還應加強技術指導,加大檢查工作投入,完善檢測手段,提高檢查頻率;隧道工程大部分是隱蔽工程,施工完成以后很難發(fā)現(xiàn),必須加強過程控制,加強施工管理,充分發(fā)揮監(jiān)理人員的事前檢查、施工過程的旁站監(jiān)理;審查施工工藝,檢查工藝設備,控制材料源頭。施工工藝不合理、設備不到位,施工質量難以保證;在進行隧道施工監(jiān)控量測的同時,引進先進的檢測設備和專業(yè)技術人員,對每道工序進行檢查,采用鑿孔檢查、目測、丈量、地質雷達、回彈儀、查施工記錄等多種手段,檢查合格后才能進行下一道工序施工;噴射混凝土質量須檢查強度、厚度、背后空洞、與圍巖的密貼情況及工藝過程。采用旁站、鉆孔檢查。檢查結果直觀、明確、全面。必要時還須采用地質雷達等無損檢測手段進行抽查;二次襯砌混凝土檢查強度、厚度、模板、工藝過程,采用經緯儀、水平儀、斷面儀、鋼卷尺檢查開挖凈空斷面,模板就位以后必須再檢查斷面尺寸,特別是矮邊墻的截面尺寸,尤其要注重事前檢查;仰拱兩側小半徑區(qū)域混凝土施工必須立外模;仰拱二次襯砌仰拱宜整幅一次澆筑,架設活動桁架橋,解決掌子面出渣運輸問題;隧道混凝土質量除受到施工工藝,施工質量等因素外,還受到構成混凝土本身材料(如砂、石料、水泥以及外加劑)和配合比的影響,由于目前絕大多數(shù)公路隧道均采用自制的混凝土,砂石料大部分都是就地取材,還需加強對原材料的監(jiān)督和檢查。
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