水工隧洞全断面衬砌的质量问题及处理措施研究
摘 要：本文通过圆形水工隧洞在吉林省中部城市引松供水工程的应用实例，研究总结水工隧洞全断面衬砌中容易出现的蜂窝麻面、裂缝等问题，并从原材料、施工工艺、混凝土养护等方面提出合理的处理措施，为圆形水工隧洞衬砌的施工技术提供一定的参考意见。
关键词：隧洞；衬砌；质量；措施
由于我国水资源地区分布不均，水资源短缺已严重影响了部分区域经济发展水平。近年来，引水工程的兴建，如南水北调工程、吉林引松工程等等，为水资源短缺提供了重要保障。随着引水量的需求及施工技术的发展，大口径圆形隧洞也逐步应用到工程实际中去，同时，大口径混凝土本身水化热较多，圆形全断面衬砌浇筑过程中产生的气泡不易排出，圆形隧洞全断面衬砌所产生的质量问题也暴露出来，本文通过工程实例经验，对衬砌的质量问题及预防处理措施进行了研究总结，为大口径圆形水工隧洞全断面衬砌的施工技术提供一些参考意见。
1 大口径圆形水工隧洞全断面衬砌技术在吉林引松工程的应用
吉林引水工程是从第二松花江丰满水库引水至吉林省中部地区，从而解决中部地区水资源不足的情况。其中隧洞开挖直径为7.9m，衬砌厚度根据围岩类型的不同由20cm-40cm不等，衬砌模板为全圆型钢模，12m作为单元工程（一仓12m）。通过现场观察统计，该工程混凝土衬砌施工的主要问题是表面出现蜂窝麻面和裂缝，对混凝土的强度及表面质量、渗水性等方面有不同程度的影响。
2 蜂窝麻面产生原因
（1） 混凝土振捣不充分、局部漏振或过振[1]。
对于大口径、长跨度的衬砌模板，对于模板的刚度具有严格要求，为满足设计刚度要求，下料口（振捣棒插入口）的数量相对小口径、短跨度的水工隧洞较少，模板在设计上会有振捣死角。浇筑混凝土过程中可能会掺入气体，在模板死角欠振和漏振的位置就不能顺利排出，而过振则容易使混凝土中细小气体重新组合，产生大气泡或导致粗骨料下沉，产生离析现象。
（2） 水灰比不合理[2]。
水灰比偏大，水泥砂浆的浓度降低，流动性加大，自由水及薄膜结合水较多，因此产生水泡的几率比较大。随着混凝土凝结硬化，水分蒸发，混凝土骨料之间也会产空隙，存在气泡或者裂缝，从而降低混凝土的强度。
（3） 脱模剂涂刷不均匀。
脱模剂涂刷不均匀或模板清洗不干净，导致混凝土粘贴到模板壁上，脱模后表面粗糙。
（4） 混凝土的骨料级配不合理。
根据级配密实原理，在施工过程中.材料级配不合理，粗骨料偏多、大小不当，碎石中针片状颗粒含量过多，以及生产过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率偏小，这样细粒料不足以填充粗粒料空隙，导致粒料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了条件。
（5） 外加剂选择不合理。
外加剂可以与水泥在搅拌过程中发生反应，产生大量气泡上浮，由于衬砌型式为圆形全断面衬砌，气泡不易排出，气泡在仰拱及顶拱位置容易聚集，在混凝土拆模后表面产生蜂窝现象。
3 蜂窝麻面的控制措施
3.1原材料方面
（1）水泥入场前做好充分的调查、试验，选择高质量、大品牌的水泥原料，严禁不合格水泥入场。
（2）对外加剂进行严格控制，选择引气气泡较小较少的外加剂，防止外加剂与水泥发生反应，振捣时产生大量气泡，影响混凝土质量。
（3）严格控制骨料级配，细骨料以中砂为宜，粗骨料以卵石为宜，选择合适的骨料级配，粒径过大或者过小都会影响混凝土泵送能力，导致堵管，因此骨料的选择需严格按照试验结果控制。
（4）严格控制水灰比，混凝土搅拌过程中，用水量偏大会导致自由水过多，占用胶体与骨料的接触面积，混凝土已产生气泡及裂缝；用水量偏小会导致混凝土和易性降低，不利于搅拌，使混凝土分层。
3.2 施工工艺方面
（1）如果发生混凝土搅拌过程中和易性不好的情况，要采用振捣等方式，不能随意加水，导致水灰比增大。
（2）每次混凝土脱模后要进行模板的清洗，保持模板干净。
（3）使用符合要求的脱模剂，禁止使用地沟油等代替，脱模剂涂刷要均匀。
（4）根据模板的型式选择适宜的振捣设备，尽量避免振捣死角，严防出现混凝土的欠振、漏振和过振现象。
4 裂缝产生的原因
（1）混凝土浇筑中断。
混凝土浇筑过程中由于堵管等原因造成浇筑中断，再次浇筑时时间已超过了混凝土初凝时间，下层混凝土开始凝固，两层混凝土接缝未及时有效的处理，导致冷缝的产生。
（2） 混凝土表面水分蒸发。
衬砌模板拆除后，表面的混凝土处的水会随着化学反应温度上升而消失，随着水化热的上升，混凝土表面就会出现一定的收缩裂缝。
（3） 混凝土水灰比偏大。
混凝土水灰比偏大，导致自由水及薄膜结合水较多，浇筑过程中自由水先附着于骨料，胶凝材料与骨料粘结面较少，粘结力下降，在混凝土凝结硬化过程中容易产生裂缝。
5 裂縫的控制措施
（1）控制混凝土和易性及泵送能力。
控制混凝土和易性及泵送能力，避免造成堵管现象，导致混凝土浇筑中断，若发生浇筑中断情况，需及时对上层已初凝的混凝土进行处理，避免产生冷缝现象。
（2）调整混凝土拆模后的保温和养护措施。
调整混凝土拆模后的保温和养护措施，延缓升降温速率，混凝土减低用水量，增加混凝土的和易性，可采用铺设塑料薄膜、散水等方式养护，为保证衬砌表面湿度，要对混凝土表面采用洒水养护，养护用水温度低于混凝土表面温度时，二者温差不得大于15℃。
6 结语
大口径全断面水工隧洞衬砌由于结构形式及施工工艺特殊，相对马蹄形、分段衬砌的隧洞更易产生蜂窝、麻面、气泡、裂缝等问题，本文从原材料、施工过程控制等方面原因进行了分析研究，并提出了相应的质量控制措施，为减少水工隧洞衬砌容易出现的质量问题提供一些参考意见。
参考文献：
[1]刘月华.引水隧洞二次衬砌裂缝防治技术[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2015，04：42-45.
[2]肖海晖.输水隧洞二次衬砌混凝土裂缝产生原因和控制措施[J].山西水利科技，2015，（02）：33-34+44.
作者简介：仉新日（1989-），男，山东人，硕士，从事水利工程管理工作；蒲金山（1989-），男，山东人，硕士，水利工程方向；袁木林（1979-），男，云南人，本科，高级工程师，从事水利工程管理工作。
下一篇：癫痫病有什么症状