淺談隧洞混凝土質(zhì)量缺陷修補(bǔ)施工技術(shù)

劉清兵

（中國水電十五局第三工程公司 陜西 西安 710068）

1 工程基本情況

1.1 工程簡介

老撾南俄5 水電站引水隧洞為Ⅲ級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)水流速3.104m/s，引水隧洞全長8756.826m，隧洞開挖為馬蹄形斷面洞徑5.5m，襯砌型式為A、B、C、DA、E、F 六種斷面，其中：C 型斷面為鋼襯（板厚18mm、內(nèi)徑3.8m、回填混凝土70cm），襯砌長度為1283 米；DA 型斷面為錨噴和混凝土鋪底，襯砌長度為4202 米；A、B、E、F 斷面采用鋼筋混凝土襯砌（內(nèi)徑4.2m， 澆筑混凝土50cm）， 鋼筋保護(hù)層厚度5cm， 混凝土標(biāo)號(hào)為C25W6，全斷面混凝土襯砌總長度達(dá)到3271m。

1.2 混凝土襯砌施工工藝

采用強(qiáng)制式拌和機(jī)拌制混凝土，混凝土罐車運(yùn)輸方案，針梁鋼模臺(tái)車和鋼拱架、鋼模板施工工藝，混凝土泵入倉，附著式振搗器和軟軸插入式振搗器。

1.3 混凝土襯砌施工過程及質(zhì)量缺陷的表現(xiàn)形式

樁號(hào)T8+676.8～8+688.8m 為引水隧洞首倉混凝土澆筑段，混凝土澆筑量150m3左右，2010 年10 月28 日8:00 時(shí)開盤至10 月30 日10:00澆筑結(jié)束，歷時(shí)50 小時(shí)，期間發(fā)生了5 次不同程度的泵管堵塞現(xiàn)象，11月2 日晚上脫模以后，發(fā)現(xiàn)該襯砌段局部表面有露筋、麻面等缺陷。整個(gè)隧洞開始澆筑混凝土到2012 年9 月25 日襯砌結(jié)束，歷時(shí)23 個(gè)月，襯砌長度達(dá)2760 米（樁號(hào)T8+244.8～T8+676.8 和T5+132～T7+457），也出現(xiàn)了不同程度的質(zhì)量缺陷，如麻面、露筋、蜂窩、錯(cuò)臺(tái)及表面不平整等現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計(jì)需要按照缺陷處理的部位總計(jì)達(dá)到38 處。

1.4 質(zhì)量缺陷形成缺陷原因

1.4.1 施工原因

混凝土入倉連續(xù)性差，倉面混凝土的和易性和塌落度不能得到有效的控制，是造成局部麻面和露筋的主要原因；其次是該部位混凝土振搗不及時(shí)、不到位。

1.4.2 設(shè)計(jì)因素

引水隧洞B 型襯砌斷面，鋼筋密度過小，設(shè)計(jì)環(huán)向鋼筋凈間距為92mm，兩層鋼筋層距384mm。 有限的空間，施工人員不能進(jìn)入倉面進(jìn)行平倉和振搗，鋼筋過密也容易使混凝土骨料架空，插入式振搗器被卡現(xiàn)象容易發(fā)生。 給施工帶來了相當(dāng)大的難度。

2 混凝土缺陷的分類

引水隧洞混凝土襯砌已經(jīng)形成的質(zhì)量缺陷情況統(tǒng)計(jì)如下：

2.1 麻面是混凝土表面局部缺漿粗糙或有小凹坑、氣泡現(xiàn)象

其主要原因是：模板表面不光滑，有硬水泥漿垢未清除干凈；脫模劑涂抹不均；模板補(bǔ)縫不嚴(yán)密而漏漿；混凝土振搗不充分，氣泡未排出。

2.2 露筋是混凝土表面有鋼筋露出

其主要原因是：鋼筋的墊塊移位或漏放；振搗棒或泵管等設(shè)備損壞了鋼筋；骨料粒徑偏大，振搗不充分，混凝土于鋼筋處架空造成鋼筋與模板間無混凝土。

2.3 蜂窩是混凝土結(jié)構(gòu)中局部疏松，骨料集中而無砂漿，骨料間形成蜂窩狀的孔穴

其主要原因是：混凝土拌和不均，骨料與砂漿分離；卸料高度偏大，料堆周邊骨料集中而砂漿少，未作好平倉；模板破損，漏漿嚴(yán)重；振搗不充分，未達(dá)到返漿的程度。

2.4 空洞是混凝土結(jié)構(gòu)中空，局部沒有混凝土

其主要原因是：振搗不充分或未振搗而使混凝土架空，特別是在倉面的邊角和拉模筋、架立筋較多的部位容易發(fā)生；膨脹螺栓孔、接安螺栓孔、模板定位錐孔和預(yù)埋灌漿孔等；混凝土中包有泥土。

2.5 混凝土表面不平整，表面缺陷包括：建筑物輪廓線誤差；凹凸度超過設(shè)計(jì)值；橫向接縫或模板接縫的錯(cuò)臺(tái)。

3 修補(bǔ)方法

3.1 鑿除和磨平

表面不平整處理：根據(jù)平整度控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)升坎高度超過驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，先以風(fēng)鎬、手鐟鑿除，預(yù)留0.5～1.0cm 保護(hù)層，再用手持電動(dòng)砂輪研磨平整；對(duì)于鑿除超過標(biāo)準(zhǔn)的凹坑，不得用錘擊、斧砍，只能用砂輪磨平。

3.2 鑿除和抹平

露筋、蜂窩、麻面處理：露筋和數(shù)量集中超過驗(yàn)收規(guī)定的蜂窩、麻面，先進(jìn)行鑿除，再將填補(bǔ)面清洗干凈，保持表面濕潤而不積水，涂刷相應(yīng)的水泥漿，然后將拌好的水泥砂漿抹上，填補(bǔ)后壓實(shí)抹平。補(bǔ)好的表面應(yīng)與結(jié)構(gòu)表面平齊光潔，不能出現(xiàn)突變；對(duì)于超標(biāo)準(zhǔn)的氣泡，先鑿成不小于2cm 的坑，再用水泥砂漿填補(bǔ)；對(duì)于蜂窩、麻面缺陷的處理原則是“多磨少補(bǔ)，寧磨不鑿”，盡量不損壞建筑物表面的完整性，以保工程質(zhì)量。

3.3 鑿毛和填平

空洞處理，先將缺陷部位鑿成規(guī)則形狀，立模用修補(bǔ)的混凝土進(jìn)行回填。修復(fù)時(shí)首先清除缺陷直至密實(shí)的混凝土并保證表面不能有尖角，然后將表面清洗干凈并保持濕潤而不能積水，涂刷相應(yīng)的水泥漿，再用修補(bǔ)混凝土回填， 回填部分必須與老混凝土結(jié)合好并保證密實(shí)，對(duì)突出于結(jié)構(gòu)外表面的部分應(yīng)鑿掉和磨平； 當(dāng)修補(bǔ)面積大于1m2 或修補(bǔ)深度大于8～10cm 時(shí)，為確保修補(bǔ)材料與基材粘結(jié)牢靠，可考慮打插筋（錨固筋）或加焊層面鋼筋網(wǎng)。

4 修補(bǔ)材料及施工工藝

4.1 混凝土修補(bǔ)材料的選擇

4.1.1 干硬性預(yù)縮砂漿

即普通水泥砂漿拌好后，碼堆存放預(yù)縮0.5～1.5h，使其體積預(yù)先收縮一部分，以減少修補(bǔ)以后的體積收縮，避免與基材脫開；又因水灰比小，故強(qiáng)度較高。預(yù)縮砂漿的配合比按：水：水泥：砂＝（0.28～0.32）：1：（2.0～2.5）。

4.1.2 預(yù)縮混凝土

當(dāng)修補(bǔ)厚度大于8cm 時(shí)，除表層4cm 外，內(nèi)部填補(bǔ)預(yù)縮混凝土，即在砂漿中均勻加入適量的0.5～2.0cm 小石子。

4.1.3 材料配合比拌制預(yù)縮砂漿的水泥必須新鮮、無結(jié)塊。 砂子需要篩去1.6mm 以上的粗砂和0.15mm 以下的細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)控制在1.8～2.0 之間。

4.2 質(zhì)量缺陷修補(bǔ)施工工藝

填補(bǔ)前，先對(duì)基面鑿毛，清污、沖洗、濕潤，使其處于飽和面干狀態(tài)，接著，刷一道水灰比為0.4～0.45 的濃水泥漿做黏結(jié)劑，再分層填補(bǔ)預(yù)縮砂漿。每層厚4～5cm 用木棒或木錘搗實(shí)，直至泛漿。各修補(bǔ)層間，用竹刷或鋼刷刷毛，以利結(jié)合。 當(dāng)修補(bǔ)大于厚度8cm 時(shí)，除表層4cm以外，內(nèi)部應(yīng)填補(bǔ)預(yù)縮混凝土，修補(bǔ)完以后，用草袋（或麻袋）覆蓋保溫、保濕。

5 混凝土缺陷修補(bǔ)及質(zhì)量控制

縮砂漿砂的材料及配合比由試驗(yàn)室根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況試驗(yàn)確定，現(xiàn)場(chǎng)施工人員按照實(shí)驗(yàn)室提供的配合比將砂與水泥混合， 反復(fù)攪拌3～4次，使之均勻混合，再加水翻拌3～4 次。 拌出的砂漿以手握成團(tuán)、手上有濕痕而無水膜為宜。 拌好的砂漿歸堆存放0.5～1.0h 進(jìn)行預(yù)縮，用塑料布遮蓋，防止水分蒸發(fā)。

預(yù)縮砂漿修補(bǔ)的原混凝土基面進(jìn)行鑿毛處理，清除已鑿松裂的混凝土等殘留物、邊緣最小深度大于2.0 cm，并沖刷干凈。 修補(bǔ)面保持濕潤，但不能形成水膜或殘存積水。 修補(bǔ)時(shí)在修補(bǔ)基面涂一層厚約1 mm，水灰比為0.4～0.45 的水泥漿，分30～50 mm 層厚填入預(yù)縮砂漿。 用木錘拍打搗實(shí)至表面出現(xiàn)少量漿液為止，層間用鋼絲刷或竹刷刷毛，逐層連續(xù)作業(yè)直至修補(bǔ)工作完成。 修補(bǔ)外露面用鐵抹反復(fù)壓實(shí)抹光，并與原混凝土接頭平順密實(shí)。 拌制好的預(yù)縮砂漿控制2 h 內(nèi)使用完畢。修補(bǔ)完成后4～8h 內(nèi)有專人養(yǎng)護(hù)，保濕養(yǎng)護(hù)7d。養(yǎng)護(hù)期滿后對(duì)修補(bǔ)部位進(jìn)行磨光處理。

6 混凝土澆筑質(zhì)量控制的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

6.1 提高鋼筋保護(hù)層厚度措施

提高安裝鋼筋放樣精度，保證架立鋼筋布設(shè)的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格按照施工規(guī)范控制鋼筋安裝質(zhì)量；僅靠預(yù)埋灌漿鋼管控制混凝土保護(hù)層厚度還不夠， 現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)實(shí)際情況在架立鋼筋和主筋上電焊鋼筋頭，鋼筋頭伸入保護(hù)層4cm 左右，用來保證鋼筋保護(hù)層厚度。

6.2 減小麻面，提高平整和光潔度措施

針梁鋼模臺(tái)車進(jìn)入鋼筋籠以前，必須將面板清理干凈，涂刷脫模機(jī)，并防止二次污染；充分利用針梁臺(tái)車的窗口和溢流管進(jìn)行混凝土入倉，保證倉面混凝土均勻上升；必須合理的利用針梁臺(tái)車附著式振搗器，既要及時(shí)開啟附著式振搗器，把砂漿提至混凝土表面，排出面板上的氣泡。又要防止過振使已經(jīng)凝固的混凝土表面流入新的漿液現(xiàn)象發(fā)生。

7 結(jié)束語

老撾南俄5 隧洞混凝土襯砌工程， 對(duì)出現(xiàn)的混凝土質(zhì)量缺陷，按照上述修補(bǔ)施工技術(shù)，混凝土表面和內(nèi)在質(zhì)量均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，得到了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和業(yè)主的認(rèn)可， 為同類工程的混凝土澆筑提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。