遼西北供水工程地質勘探試驗洞混凝土襯砌施工方法

楊鯤鵬

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況

本工程位于遼寧省義縣和北鎮(zhèn)市境內，合同主體為3條地質勘探試驗洞，分別為進口探洞、1號探洞和出口探洞。1號探洞斷面為圓拱直墻型，成洞斷面尺寸為6.6 m×6.0 m（寬×高），直墻高3.5 m，圓弧高2.5 m；進口探洞斷面為圓拱直墻型，成洞斷面尺寸為5.7 m×6.45 m（寬×高），直墻高4.7 m，圓弧高1.75 m；出口探洞（018+633～018+933）斷面為圓拱直墻型，成洞斷面尺寸為7.8 m×6.613 m（寬×高），直墻高2.713 m，圓弧高3.9 m；出口探洞（017+733～018+633）斷面為圓拱斜墻型，成洞斷面尺寸為5.92 m×6.063 m（寬×高），斜墻高2.186 m，圓弧高 3.877 m。本工程主要為后期TBM施工提供地質勘察資料。

遼西北供水工程（四段）地質勘探試驗洞施工三標混凝土工程主要包括各探洞洞口鎖口襯砌混凝土和洞內鋪底混凝土。主要施工內容有：鋼筋制作與安裝，模板制作、安裝，現(xiàn)澆混凝土的拌和、運輸與澆筑等。主要工程量為：混凝土總量為6398 m3，鋼筋制安 71 t。

2 鋼筋制作與安裝

本標段鋼筋全部從附近撫順鋼鐵公司采購并運輸至施工現(xiàn)場，現(xiàn)場鋼筋加工廠進行制作，制作好的成品鋼筋用5 t載重汽車拉運至施工作業(yè)面，人工進行搬運安裝。鋼筋安裝按照鋼筋圖設計施工，鋼筋保護層采用自制墊塊與模板和一次支護面進行支撐。鋼筋交叉段采用20～22號鉛絲綁扎，接頭部位采用焊接。

3 模板制作與安裝

3.1 模板選型及制作

本工程隧洞混凝土側墻模板采用普通定型大鋼模板（1.2 m×0.6 m），頂拱模板采用定型弧型模板，所有堵頭模板及局部外形不規(guī)則的部位擬采用自制異型木模板拼裝。木材的質量達到Ⅲ等以上的材質標準，腐朽、嚴重扭曲或脆性的木材在施工中嚴禁使用；鋼板面板厚度為3 mm。所采用模板全部在鋼木加工廠內集中制作。

3.2 模板安裝

側墻襯砌混凝土模板采用定型鋼模板（0.6 m×1.2 m）拼裝，人工安裝；頂拱模板采用定型鋼拱架外扣定型弧型鋼模板結構，側墻模板和頂拱模板采用門字梁進行支撐，定型鋼拱架每1.2 m一榀，每一榀分兩節(jié)安裝，兩節(jié)之間用螺栓連接。隧洞襯砌模板安裝如圖1所示。

圖1 隧洞襯砌模板安裝圖

3.3 模板安裝質量控制

模板安裝，按混凝土結構物的施工詳圖測量放樣，主要結構多設控制點，以利檢查校正。模板安裝過程中，必須保持足夠的臨時固定設施，以防傾覆。模板、支架及腳手架有足夠的支承面積和可靠的防滑措施。桿件節(jié)點應連接牢固。

模板的拉筋有適當剛度，不因施工中受混凝土下料沖擊而產生變形或彎曲。拉筋與墊片必須牢固，帶雙帽。預埋在下層混凝土中的錨固件，在承受荷載時，有足夠的錨固強度。模板與混凝土的接觸面，以及各塊模板接縫處，結合嚴密，保證混凝土表面的平整度和混凝土的密實性。

混凝土澆筑過程中，必須派專人看模，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

拆模后，應將混凝土表面外露的螺桿從保護層處切除，并在切除部位用比墻體標號高一級的水泥砂漿填實后抹平壓光。

3.4 模板的清理和涂刷

鋼模板在每次使用之后和模板安裝之前均清洗干凈。為防銹和拆模方便，鋼模表面涂刷礦物油類的防銹保護涂料。模板表面涂刷的脫模劑均勻而不過量，木模板面采用烤涂石蠟進行保護。

4 混凝土施工

4.1 混凝土原材料選用

混凝土原材料包括碎石、砂、水泥、水、摻和料及外加劑等，其原材料全部經(jīng)過施工現(xiàn)場實驗室檢驗，質量符合水工混凝土原材料質量要求。

4.2 混凝土配合比

根據(jù)探洞各段混凝土的結構特性及強度設計要求，進行混凝土的配合比設計。配合比設計中要考慮招標文件技術條款中要求的水工混凝土水灰比允許值，混凝土在澆筑地點的坍落度要求以及混凝土具體的施工方法等。

在混凝土澆筑過程中，按有關規(guī)定和監(jiān)理的指示，在出機口和澆筑現(xiàn)場進行混凝土取樣試驗。

4.3 混凝土拌和與運輸

本合同段探洞混凝土采用組合式HZS30混凝土拌和站進行攪拌，該拌和站主機為一臺JS500型雙臥軸強制式攪拌機，配備一臺PLD800型配料器進行配料，該拌和系統(tǒng)采用自動化計量裝置，具有攪拌強度大、拌和速度快、計量準確等優(yōu)點。HZS30型混凝土拌和站采用ZL-30型裝載機裝砂石料往儲料斗里運料，稱量后由皮帶輸送機向攪拌機輸送骨料。水泥和粉煤灰采用人工拆袋倒入稱量斗稱量后進入攪拌機，水和外加劑利用泵送到攪拌機上的計量桶內，稱量后加入攪拌機。混凝土生產工藝流程包括：貯料、供料、配料器配料和拌和等幾個工序，其中配料是混凝土生產工藝中的重要環(huán)節(jié)，控制得好壞直接影響混凝土的質量，因此應經(jīng)常檢驗其精確度，要求做到配料準確。

混凝土拌和好后，根據(jù)不同部位混凝土的入倉方案，采用不同的混凝土運輸方法。在施工過程中對運輸混凝土的車輛經(jīng)常清洗。

4.4 各部位混凝土的澆筑

隧洞襯砌混凝土分為底板、側墻和頂拱兩次澆筑成型。

底板混凝土熟料采用6 m3混凝土罐車運輸至洞口，而后通過HBT40型混凝土輸送泵送料入倉，倉內人工按設計厚度鋪料、平倉，軟軸振搗器振搗密實，頂面平板振搗器振搗，最后人工壓面抹光。

隧洞鎖口段混凝土先澆筑側墻后澆筑頂拱，混凝土拌制完成后，直接卸料至HBT40型混凝土輸送泵內，由輸送泵泵送入倉。側墻混凝土先從模板中上部每隔3 m預留的入倉口進料，待混凝土澆筑至預留入倉口高度后，及時封閉入倉口，接著再從頂部進料口從預埋泵送管入倉，完成側墻上部和頂拱混凝土的澆筑。為保證混凝土結構的澆筑尺寸和避免模板移位，兩側側墻應均衡下料澆筑，側墻混凝土采用30型和50型軟軸振搗器振搗密實。頂拱混凝土采用附著式振搗器振搗密實，混凝土振搗嚴格按照操作規(guī)程，以保證混凝土振搗密實。模板支設時，在頂拱兩側模板的頂部預留觀察口，混凝土從拱頂預留入倉口由內向外進行澆筑，待混凝土澆筑至頂部時，及時將預留口封堵。

4.5 混凝土養(yǎng)護表面保護

由于本合同段隧洞襯砌混凝土采用灑水養(yǎng)護，頂拱混凝土拆模后開始進行養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護派專人進行養(yǎng)護28 d，保證混凝土表面始終保持濕潤狀態(tài)。

4.6 混凝土施工縫處理

施工縫全部采用人工鑿毛。底層澆筑超過終凝時間后，對施工縫進行人工鑿毛，除去水泥漿和乳皮，使施工縫成為毛面，并在澆筑前沖洗干凈，排除積水，保證接觸效果。澆筑上層時，先鋪一層2～3 cm的水泥砂漿，其水灰比應較混凝土的水灰比減少0.03～0.05。鋪設的砂漿面積應與混凝土澆筑強度相適應，鋪設工藝必須保證新澆混凝土能與老混凝土結合良好。

4.7 混凝土質量控制

混凝土澆筑前優(yōu)化配合比設計，改善骨料級配，加優(yōu)質的摻和料和高性能的外加劑；混凝土澆筑過程中嚴格控制原材料質量，嚴禁不合格材料用于工程中；混凝土運輸時，保證混凝土不產生離析脫水現(xiàn)象；混凝土澆筑嚴格按規(guī)范施工，從入倉、攤鋪、振搗等工序嚴格控制；澆筑后加強養(yǎng)護與表面保護。

4.8 混凝土原材料質量檢驗

混凝土原材料的質量檢驗包括：水泥檢驗、摻和材料檢驗、外加劑檢驗、水質檢查、骨料質量檢驗，各種原材料的檢驗必須滿足技術條款要求。

1）水泥檢驗。每批水泥均應有廠家的品質試驗報告，并應按國家和行業(yè)有關規(guī)定對每批水泥進行取樣檢測，必要時還應進行化學成分分析，對同一水泥廠同期出廠的同品種、同標號水泥為一個取樣單位，以一次進場的同一出廠編號的水泥為一批，但一批總量不得超過200 t（散裝水泥500 t）作為一個取樣單位，不足200 t（散裝水泥500 t）也應作為一個取樣單位。檢測項目主要為：水泥標號、凝結時間，體積安定性、稠度、細度、溫度、比重、含堿量等試驗。

2）外加劑的檢驗。外加劑進場后進行試驗鑒定，存儲時間過長的應重新取樣，嚴禁使用變質的不合格外加劑?，F(xiàn)場摻用的減水劑濃縮物，以5 t為取樣單位，加氣劑以200 kg為取樣單位，對配置的外加劑溶液濃度，每班至少檢查一次，對含堿量進行檢測。

3）水質檢查。拌和及養(yǎng)護混凝土所用的水除按規(guī)定進行水質分析外，應按監(jiān)理人指示進行定期檢測，在對水質有懷疑時，應采取砂漿強度試驗法進行檢測對比，如果水樣制成的砂漿抗壓強度低于原合格水源制成的砂漿28天齡期抗壓強度的90%時，該水不能繼續(xù)使用。

4）混凝土骨料質量檢驗?；炷凉橇系馁|量檢驗應分別按下列規(guī)定在篩分場和拌和場進行：

（1）在篩分場每班檢查一次，檢查項目包括各種骨料的超遜徑、含泥量和砂的細度模數(shù)等。

（2）在拌和場每班至少檢查兩次砂和小石的含水量，其含水率的變化應分別控制為±0.5%（砂）和±0.2%（小石）范圍內；當氣溫變化較大或雨后骨料含水量突變的情況下，應每兩小時檢查一次；砂的細度模數(shù)每天至少檢查一次，其含水率超過±0.2%時，需調整混凝土的配合比；骨料的超遜徑、含泥量應每班檢查一次。