長(zhǎng)大引水隧洞混凝土襯砌常見(jiàn)質(zhì)量通病及其防治

陳 波，楊 洪

(四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 610072)

1 前 言

位于我國(guó)西南高山峽谷地區(qū)的地下工程具有大埋深、洞線長(zhǎng)、斷面尺寸大、地下水豐富、地質(zhì)條件復(fù)雜等特點(diǎn)，在混凝土襯砌過(guò)程中遭遇一系列特殊問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土襯砌施工在各環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生不同程度質(zhì)量隱患，因而在襯砌施工中，應(yīng)重點(diǎn)分析其常見(jiàn)質(zhì)量通病產(chǎn)生原因，采取有針對(duì)性的防治手段，并在管控程序及方法上改進(jìn)與重點(diǎn)加強(qiáng)。

毛爾蓋水電站引水隧洞為圓形有壓隧洞，全長(zhǎng)16 298.797m，過(guò)水?dāng)嗝嬷睆?.6m，其中Ⅲ類圍巖襯砌厚度40cm，Ⅳ類圍巖襯砌厚度60cm，Ⅴ類圍巖襯砌厚度80cm。

2 主要工程特點(diǎn)

(1)地質(zhì)條件復(fù)雜。隧洞所經(jīng)區(qū)域主要為三疊系中統(tǒng)雜谷腦組第四亞層淺灰色薄～中層變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖與深灰色炭質(zhì)千枚巖、絹云母千枚巖互層。引水隧洞最大垂直埋深1 080m，軸線方向S30°00'00″E，與巖層走向夾角約25°。巖體風(fēng)化卸荷較強(qiáng)烈，裂面多卸荷張開(kāi)，充填泥膜，巖體呈薄層鑲嵌～碎裂結(jié)構(gòu)，地下水發(fā)育，圍巖極不穩(wěn)定，以Ⅳ、Ⅴ類圍巖為主，其長(zhǎng)度占到了隧洞總長(zhǎng)的70.6%。

(2)高水頭。該隧洞為有壓隧洞，最大工作水頭260.7m，給混凝土澆筑質(zhì)量、施工縫和結(jié)構(gòu)縫的處理提出了更高要求。

3 常見(jiàn)質(zhì)量通病及其成因

混凝土質(zhì)量通病往往在混凝土澆筑成形或投入使用后才逐漸暴露出來(lái)，可分為以下8類:

(1)蜂窩。主要表現(xiàn)為混凝土粗細(xì)骨料分離、架空，松散呈現(xiàn)蜂窩狀。

成因:混凝土配合比設(shè)計(jì)不當(dāng);拌和時(shí)間不足;不正確的澆筑方法;模板漏漿;振搗不實(shí);過(guò)分振搗等。

涉及的環(huán)節(jié)和工序:配合比設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、拌和環(huán)節(jié)、模板工序、澆筑工序。

(2)麻面。主要表現(xiàn)為混凝土局部表面出現(xiàn)缺漿和許多小凹坑、麻點(diǎn)，形成粗糙面，但無(wú)鋼筋外露現(xiàn)象。

成因:模板表面粗糙或粘附水泥漿渣等雜物未清理于凈，拆模時(shí)混凝土表面被粘壞;拆模時(shí)間過(guò)早或過(guò)晚;摸板拼縫不嚴(yán)，局部漏漿;模板隔離劑涂刷不勻，或局部漏刷或失效;混凝土振搗不實(shí)，氣泡未悱出，停在模板表面形成麻點(diǎn)。

涉及的環(huán)節(jié)和工序:模板工序、澆筑工序。

(3)露筋，俗稱“肋巴骨”。主要表現(xiàn)為混凝土局部表面出現(xiàn)鋼筋印跡，但無(wú)鋼筋外露現(xiàn)象。

成因:鋼筋保護(hù)層過(guò)小;架立筋鋼筋加固不牢，鋼筋骨架松脫;模板定位不準(zhǔn)，向一側(cè)偏移。

涉及的環(huán)節(jié)和工序:測(cè)量環(huán)節(jié)、鋼筋工序、模板工序。

(4)錯(cuò)臺(tái)。主要表現(xiàn)為相鄰兩倉(cāng)混凝土之間出現(xiàn)高差突變，形成臺(tái)階狀。成因:模板搭接拼縫不嚴(yán);模板加固不牢，出現(xiàn)上浮或偏移;模板定位不準(zhǔn)。涉及的環(huán)節(jié)和工序:測(cè)量環(huán)節(jié)、模板工序。

(5)埋件外露。主要表現(xiàn)為灌漿管、監(jiān)測(cè)儀器、止水銅片等外露，形成滲漏通道，影響正常使用。

成因:埋件加固不牢，出現(xiàn)脫落或偏移;振搗過(guò)度。

(6)混凝土表面滲、漏水。主要表現(xiàn)為混凝土表面出現(xiàn)股狀、滴狀或面狀外水內(nèi)滲或內(nèi)水外滲，影響正常使用。

成因:混凝土配合比設(shè)計(jì)不當(dāng);拌和時(shí)間不足導(dǎo)致混凝土和易性差;澆筑過(guò)程中出現(xiàn)冷倉(cāng)形成冷縫;澆筑過(guò)程中巖面滲水引排措施不當(dāng)或倉(cāng)內(nèi)積水沒(méi)有及時(shí)引排、振搗不實(shí)等。

涉及的環(huán)節(jié)和工序:配合比設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、拌和環(huán)節(jié)、基礎(chǔ)面處理工序、澆筑工序、測(cè)量環(huán)節(jié)、預(yù)埋件工序。

(7)施工縫滲水。主要表現(xiàn)為施工縫出現(xiàn)外水內(nèi)滲或內(nèi)水外滲，施工縫包括環(huán)向施工縫和采用邊頂拱臺(tái)車施工形成的水平施工縫。

成因:鑿毛不精細(xì)不徹底;橡膠止水帶加固不牢或定位不準(zhǔn)，出現(xiàn)脫落或偏移;振搗過(guò)度。

涉及的環(huán)節(jié)和工序:測(cè)量環(huán)節(jié)、預(yù)埋件工序、施工縫工序、澆筑工序。

(8)伸縮縫滲水。主要表現(xiàn)為伸縮縫出現(xiàn)外水內(nèi)滲或內(nèi)水外滲，影響正常使用。

成因:填縫材料及工藝不達(dá)標(biāo);橡膠止水帶或止水銅片加固不牢或定位不準(zhǔn)，出現(xiàn)脫落或偏移;振搗過(guò)度。

涉及的環(huán)節(jié)和工序:測(cè)量環(huán)節(jié)、預(yù)埋件工序、止水伸縮縫工序、澆筑工序。

4 防治手段

從隧洞混凝土襯砌質(zhì)量通病的成因可以看出，這些質(zhì)量通病的形成，主要是在各工序或施工環(huán)節(jié)中所用方法不當(dāng)或控制不嚴(yán)造成的。因此，最有效的防治手段應(yīng)該是改進(jìn)并加強(qiáng)管控程序、做好各環(huán)節(jié)與工序質(zhì)量控制雙管齊下，才可取得較好的效果。

4.1 改進(jìn)并加強(qiáng)管控程序

水工隧洞因受地質(zhì)、施工環(huán)境等外界影響因素較大，其管控程序與普通混凝土應(yīng)有所區(qū)別和改進(jìn)。特別應(yīng)當(dāng)注意的是，基礎(chǔ)面工序、鋼筋工序與模板工序均應(yīng)分階段單獨(dú)驗(yàn)收，不可簡(jiǎn)化(見(jiàn)圖1)。

4.2 加強(qiáng)各環(huán)節(jié)與工序質(zhì)量控制

4.2.1 基礎(chǔ)面與施工縫

(1)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收部位的樁號(hào)、高程要標(biāo)明，燈光要明亮，否則不予驗(yàn)收。

(2)控制要點(diǎn):無(wú)松動(dòng)巖塊;無(wú)積水，地下水妥善封堵或引排;巖面無(wú)積渣和雜物;上一倉(cāng)澆筑完成后形成的水泥塊應(yīng)清除;重點(diǎn)檢查是否存在欠挖，若有欠挖應(yīng)在處理后重新驗(yàn)收。

(3)混凝土施工縫面一般采用人工鑿毛。

(4)縫面應(yīng)無(wú)雜物、油污、水垢，乳皮應(yīng)全部清除干凈。

(5)建基面驗(yàn)收由監(jiān)理工程師組織業(yè)主、設(shè)計(jì)、承包人共同參加。

4.2.2 鋼 筋

(1)由于隧洞內(nèi)鋼筋驗(yàn)收受倉(cāng)面狹窄影響的特殊性，要求在鋼筋綁扎和焊接完成后，鋼筋工序應(yīng)單獨(dú)驗(yàn)收，合格后才能滑動(dòng)臺(tái)車。

(2)檢查倉(cāng)面內(nèi)鋼筋的間排距、規(guī)格型號(hào)、安裝位置、保護(hù)層厚度是否符合要求。

(3)檢查鋼筋的焊接質(zhì)量:主筋的焊接長(zhǎng)度(雙面焊5d，單面焊10d);焊縫表面無(wú)裂縫;焊縫的焊波應(yīng)均勻，無(wú)脫焊、漏焊現(xiàn)象，焊縫應(yīng)平整、飽滿;焊縫咬邊應(yīng)滿足規(guī)范要求。

(4)鋼筋接頭現(xiàn)場(chǎng)取樣:直螺紋鋼筋接頭、焊接接頭均需現(xiàn)場(chǎng)取樣，取樣試驗(yàn)合格后進(jìn)行鋼筋工序驗(yàn)收。

(5)鋼筋加工弧度均勻，無(wú)局部彎折，表面潔凈無(wú)損傷，有裂紋的或片狀老銹的鋼筋不得使用。

(6)當(dāng)鋼筋的品種、級(jí)別或規(guī)格需作調(diào)整或代換時(shí)，應(yīng)有設(shè)計(jì)文件。

(7)鋼筋上的附著物要清理干凈，以免影響鋼筋的握裹力。

4.2.3 模 板

(1)每倉(cāng)模板驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)附有測(cè)量隊(duì)檢查模板定位的資料。

(2)模板表面應(yīng)平整，光潔度符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，模板應(yīng)涂刷脫模劑(封頭木模開(kāi)澆前應(yīng)灑水潤(rùn)濕)。

(3)封頭鋼模(木模)拼縫應(yīng)嚴(yán)實(shí)，接縫處要與老混凝土面緊貼，木模和鋼模之間應(yīng)平順光滑連接，不能有突變、錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

(4)鋼模臺(tái)車就位前，應(yīng)對(duì)鋼模板進(jìn)行檢查，變形的部位應(yīng)校復(fù)，檢查底板側(cè)墻混凝土面是否平直，保證臺(tái)車鋼模與老混凝土面貼合緊密，如不平直應(yīng)進(jìn)行打磨處理。鋼模表面的砂漿要清理干凈，并應(yīng)刷脫模劑。

(5)堵頭模板應(yīng)和止水伸縮節(jié)對(duì)中。

4.2.4 止 水

圖1 引水隧洞混凝土襯砌驗(yàn)收程序框圖

(1)止水帶按設(shè)計(jì)位置跨縫對(duì)中安裝，并用托架、卡具定位，確保在混凝土澆筑過(guò)程中不產(chǎn)生變形或位移，不允許有拉筋、鋼筋或其它鋼結(jié)構(gòu)與止水相碰接。

(2)在混凝土澆筑前將止水帶上所有的油跡、灰漿和其它影響混凝土粘結(jié)的有害物質(zhì)徹底清除，埋入混凝土的兩翼部分應(yīng)與混凝土緊密結(jié)合;澆筑止水帶附近混凝土?xí)r應(yīng)輔以人工振搗密實(shí)，嚴(yán)禁混凝土出現(xiàn)蜂窩、狗洞和止水片翻折。

(3)結(jié)構(gòu)縫(伸縮節(jié))空腔內(nèi)所填充的塑性材料(瀝青麻片或?yàn)r青木板)應(yīng)飽滿平整，止水表面無(wú)砂漿、乳皮、油漬等雜物，如有砂眼、釘孔、裂紋、缺損的應(yīng)予以修補(bǔ)。

4.2.5 預(yù)埋件

(1)熟悉預(yù)埋件圖紙，準(zhǔn)確標(biāo)出安裝位置、規(guī)格、數(shù)量、方位、埋入深度等，防出現(xiàn)漏埋和錯(cuò)埋現(xiàn)象。

(2)預(yù)埋件應(yīng)與錨桿、錨釘?shù)群附永喂獭?/p>

4.2.6 開(kāi)倉(cāng)驗(yàn)收

(1)上述工作內(nèi)容的驗(yàn)收，在各工序質(zhì)量評(píng)定完成且全部達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后，可開(kāi)倉(cāng)驗(yàn)收。

(2)檢查資料:混凝土配合比及現(xiàn)場(chǎng)配料單;混凝土澆筑準(zhǔn)澆證(開(kāi)倉(cāng)證);基礎(chǔ)面、混凝土施工縫處理工序質(zhì)量評(píng)定表;混凝土鋼筋工序質(zhì)量評(píng)定表;混凝土模板工序質(zhì)量評(píng)定表;混凝土止水、伸縮及排水工序質(zhì)量評(píng)定表。

(3)以上表格，需由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)檢查簽字后，方可開(kāi)倉(cāng)澆筑。

4.2.7 混凝土澆筑

(1)拌制混凝土?xí)r，必須嚴(yán)格遵守試驗(yàn)室簽發(fā)的混凝土配料單進(jìn)行配料，嚴(yán)禁擅自更改，且拌混凝土?xí)r，試驗(yàn)人員必須在現(xiàn)場(chǎng)盯班。

(2)在混凝土拌和過(guò)程中，根據(jù)氣候條件定時(shí)測(cè)定砂、石骨料的含水量(尤其是砂子的含水量)，在降雨的情況下，相應(yīng)地增加骨料含水量測(cè)定次數(shù)，以便隨時(shí)調(diào)整混凝土的加水量。

(3)必須將混凝土各組分拌和均勻，拌和程序和拌和時(shí)間要滿足有關(guān)規(guī)定要求。

(4)混凝土入倉(cāng)應(yīng)采用分層分段多窗口均勻入倉(cāng)，嚴(yán)禁只在頂拱設(shè)置一個(gè)入料口，讓混凝土在倉(cāng)內(nèi)內(nèi)以自流的方式入倉(cāng);鋼模臺(tái)車兩側(cè)的混凝土應(yīng)盡量做到均勻上升，混凝土必須隨澆隨平倉(cāng)，不得堆積。

(5)澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在倉(cāng)內(nèi)或在運(yùn)輸途中加水，如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差時(shí)，必須采取加強(qiáng)振搗等措施，以保證混凝土質(zhì)量。

(6)不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉(cāng);已入倉(cāng)的不合格的混凝土必須清除。保持混凝土澆筑的連續(xù)性，如因故(停電或設(shè)備故障等)中止超過(guò)允許間歇時(shí)間，則按施工縫處理;若能重塑者，可繼續(xù)澆筑混凝土。

(7)使用振搗器搗固混凝土?xí)r，每一位置的振搗時(shí)間，以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡并開(kāi)始泛漿時(shí)為準(zhǔn);振搗器垂直插入混凝土中，按順序依次振搗，如略帶傾斜，則傾斜方向應(yīng)保持一致，以免漏振。

(8)每倉(cāng)混凝土澆筑過(guò)程中，試驗(yàn)室應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)取樣(混凝土試塊)。

4.3 制定切實(shí)可行的獎(jiǎng)懲措施

在毛爾蓋水電站引水隧洞混凝土襯砌施工前，由監(jiān)理工程師組織建設(shè)四方召開(kāi)混凝土襯砌質(zhì)量專題會(huì)，明確各環(huán)節(jié)、各工序重點(diǎn)注意事項(xiàng)，宣貫檢查驗(yàn)收程序，并針性地詳細(xì)制定了《毛爾蓋水電站引水隧洞混凝土襯砌施工質(zhì)量管控要求及質(zhì)量問(wèn)題處罰標(biāo)準(zhǔn)》。

這些處罰標(biāo)準(zhǔn)有技術(shù)類的，如現(xiàn)場(chǎng)整改、返工等;也有經(jīng)濟(jì)類的，如罰款等;還包括行政類的，如書面通報(bào)批評(píng)、通知責(zé)任單位總部等。細(xì)節(jié)問(wèn)題逐項(xiàng)落實(shí)到單位、落實(shí)到人頭，形成了“有規(guī)可依、照規(guī)檢查、違規(guī)必罰”的多方質(zhì)量責(zé)任制體系。

4.4 缺陷修補(bǔ)

實(shí)踐表明，任何形式的質(zhì)量控制手段都不可能完全杜絕質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生，因此，在引水隧洞混凝土襯砌施工中，缺陷修補(bǔ)仍然是不可避免的。筆者認(rèn)為:在工期安排上應(yīng)充分考慮缺陷修補(bǔ)的時(shí)間，統(tǒng)籌考慮施工干擾和缺陷修補(bǔ)對(duì)工期的影響。修補(bǔ)時(shí)間可以在隧洞灌漿期間穿插進(jìn)行，修補(bǔ)總工期視缺陷多少及修補(bǔ)難度，一般控制在1～3個(gè)月內(nèi)完成;修補(bǔ)方案應(yīng)按缺陷類型個(gè)性化擬定。

5 結(jié)束語(yǔ)

毛爾蓋水電站引水隧洞工程于2011年10月16日正式充水，已安全運(yùn)行近1年時(shí)間。作為一條修建在復(fù)雜地質(zhì)條件下的高水頭長(zhǎng)大引水隧洞，混凝土襯砌質(zhì)量是隧洞安全運(yùn)行的核心，施工中采取的質(zhì)量控制手段是積極而有效的。