水工隧洞混凝土缺陷成因、預(yù)防措施及處理方案

渠雪梅

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

水工隧洞一般具有斷面小、埋深大、高水頭、對混凝土防滲有較高要求等特點。在實際施工過程中，受人員素質(zhì)、施工工藝、施工組織及管理等各種因素的影響，水工隧洞的混凝土工程往往會出現(xiàn)這樣那樣的缺陷，這必將直接影響隧洞本身的質(zhì)量、安全及使用壽命。目前，我省大水網(wǎng)工程正在如火如荼的建設(shè)當(dāng)中，其中隧洞工程占了極其重要的比重。本文簡要分析了水工隧洞混凝土缺陷的成因，并對其預(yù)防措施及處理方案提出了自己的一些意見和看法，以期對我省的大水網(wǎng)建設(shè)有一定幫助。

1 水工隧洞混凝土缺陷分類概述

水工隧洞混凝土缺陷可分兩大類，一類是表面缺陷，其主要包括蜂窩、麻面、狗洞、露筋、錯臺、表面裂縫等；另一類為內(nèi)部缺陷，主要包括點滲漏、面滲漏、伸縮縫滲漏、施工縫滲漏、貫通裂縫等。這些混凝土缺陷首先將對水工隧洞的長期運行帶來許多不利影響，另外其處理也將耗費大量的人力、物力和財力，給施工企業(yè)造成不必要的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。因此，作為施工技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)從工程開始就對此混凝土質(zhì)量引起高度重視，采取有效預(yù)防措施以減少混凝土缺陷產(chǎn)生，并需懂得如何對已經(jīng)產(chǎn)生的缺陷進行有效的處理。

2 水工隧洞混凝土缺陷成因分析

水工隧洞混凝土缺陷的產(chǎn)生主要受操作人員素質(zhì)、施工工藝、施工組織及管理等因素的影響。

1）操作人員素質(zhì)參差不齊是產(chǎn)生混凝土缺陷的主要原因。在施工過程中，由于各工種操作人員技術(shù)不熟練、或者責(zé)任心差，就會不可避免的造成混凝土缺陷。如：混凝土工素質(zhì)低下，就會經(jīng)常發(fā)生漏振、過振的現(xiàn)象，混凝土成型后，就會產(chǎn)生較多的蜂窩、麻面、狗洞、露筋等；如：模板工素質(zhì)低下，就會較多發(fā)生模板拼接不嚴(yán)、跑模等現(xiàn)象，混凝土成型后，就會較多出現(xiàn)錯臺、伸縮縫滲漏等現(xiàn)象；如：試驗工素質(zhì)較低，在配料過程中不能嚴(yán)格按照設(shè)計配合比進行配料，混凝土在拌制過程中就會出現(xiàn)水灰比過大、和易性較差等問題，這必將直接導(dǎo)致混凝土成型后的外觀質(zhì)量。

2）施工工藝不科學(xué)也是造成混凝土缺陷的原因之一。水工隧洞一般斷面較小，為提高施工進度，隧洞混凝土襯砌往往需采用跳倉澆筑法才能做到平行作業(yè)。這種方法的優(yōu)點是有利于保證施工進度，但前提是需要增加模具，這就會造成資源投入的增加。有些施工單位既想提高進度，又不想增加資源投入，而采用了連續(xù)倉澆筑法。這樣，往往是在上一倉混凝土未達(dá)到拆模條件時就需進行下一倉的鋼筋制安工序，這樣的施工工藝就會給施工縫或伸縮縫的處理造成很大的難度，混凝土成型后就會造成大量的施工縫或伸縮縫漏水現(xiàn)象的發(fā)生。另外，由于水工隧洞有防滲要求，一般均設(shè)計有回填灌漿和固結(jié)灌漿的工程內(nèi)容，灌漿工程施工一般需在混凝土襯砌時就提前預(yù)埋灌漿管，但實際施工時，這些預(yù)埋的灌漿管往往容易發(fā)生位移而造成難以成孔，這就會直接影響灌漿工程的施工質(zhì)量，給隧洞滲漏形成隱患。

3）施工組織及管理不善容易造成大的工程質(zhì)量缺陷。如施工組織及管理不到位，就會造成人浮于事。常見的問題如各工序之間不能有效銜接，機械故障頻發(fā)，原材料進場質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，三檢制度不能有效落實等。這些現(xiàn)象的發(fā)生，勢必會增加出現(xiàn)混凝土襯砌質(zhì)量缺陷的機率。比如：常見的露筋、冷縫、洞身裂縫等大的質(zhì)量缺陷往往與施工組織及管理不善有較大關(guān)系。

3 水工隧洞混凝土缺陷預(yù)防措施

針對以上水工隧洞混凝土缺陷成因的分析，結(jié)合本人多年的隧洞施工經(jīng)驗，提出以下預(yù)防措施。

1）做好各工種操作人員的入場技術(shù)培訓(xùn)工作，切實提高其實際操作技能和質(zhì)量意識。一方面要組織好入場技術(shù)培訓(xùn)，尤其要落實好技術(shù)交底工作；另一方面質(zhì)量應(yīng)與工資、獎金掛勾，實行嚴(yán)明的獎懲制度，用制度促進質(zhì)量意識的形成，決不能只制定制度而不落實制度。

2）盡量采用科學(xué)的施工工藝。成型斷面達(dá)到4m以上的隧洞，盡可能采用全斷面鋼模臺車進行混凝土襯砌作業(yè)，以減少模板質(zhì)量引起的混凝土質(zhì)量缺陷。小斷面隧洞的混凝土入倉也要盡量采用混凝土輸送泵進行。

3）加強施工組織及管理的力度。嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管理制度，從施工過程中的各個環(huán)節(jié)進行有效的監(jiān)控。按班組、工種成立QC小組，針對現(xiàn)場各種質(zhì)量問題，制定QC小組活動計劃，并在實施過程中做好記錄，及時總結(jié)經(jīng)驗，及時進行有效的整改。加強質(zhì)量檢查和考核，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，消除質(zhì)量事故隱患。

4 水工隧洞混凝土缺陷處理方案

對水工隧洞長期運行有較大影響的混凝土缺陷主要是各種原因的滲漏缺陷。本人認(rèn)為對此類缺陷最可靠的處理方案還是化學(xué)灌漿處理方法。下面就本人參加的萬家寨引黃北干線1號隧洞工程的化學(xué)灌漿處理滲漏的方案作一簡要介紹。

4.1 注漿材料的選擇

注漿材料選用Lw與Hw水滲性灌漿材料。

Lw灌漿材料是由多異氰酸酯與含多羥基的化合物在一定的條件下通過反應(yīng)合成的一種預(yù)聚體。其特點為：（1）具有良好的親水性，水即是稀釋劑又是固化劑，漿液遇水反應(yīng)而凝固。（2）可在潮濕或有涌水的情況下進行灌漿，尤其是快速堵漏，效果十分顯著，漿液對水質(zhì)適應(yīng)性強，在海水和pH值在3～13的水中均能固化。（3）漿液固結(jié)體為彈性體，遇水能膨脹具有彈性止水和以水止水的雙重功能，特別適用于變形縫的防水處理。（4）固結(jié)體無毒。（5）施工工藝簡單，漿液無需繁雜的配制，用單液法直接灌注。（6）可與Hw水滲性聚氨酯灌漿材料以任意比例混合使用，以降低漿液的粘度，改變固結(jié)體的強度和遇水膨脹的倍數(shù)。

Hw灌漿材料是由多異氰酸酯與多羥荃化合物在一定的條件下經(jīng)過反應(yīng)制成的預(yù)聚體。其特點為：（1）具有良好的親水性，水是固化劑，漿液遇水反應(yīng)而凝固。（2）漿液粘度低，可漿性好，其固結(jié)體強度高。（3）能與Lw混滲，所得固結(jié)體性介于二者之間。（4）對水質(zhì)適性強，在pH=3～13之間可以固化。

4.2 化學(xué)灌漿工藝流程

清理→鉆孔→埋嘴→注漿→拆嘴→封口及防水。

4.3 重要工藝技術(shù)要求

1）清理：詳細(xì)檢查、分析滲漏情況，確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域，鑿除混凝土表面析出物，確保表面干凈、潤濕。

2）鉆孔：距離施工縫（或伸縮縫）左、右約5cm鉆孔，鉆孔方向為斜向20°～30°，根據(jù)各段混凝土的實際厚度，鉆孔深以15～20cm為宜，以不鉆穿止水帶為準(zhǔn)，鉆孔時應(yīng)循序交叉由低至高進行，鉆孔間距視實際滲漏水情況而定，初擬為20～30cm。點滲漏及面滲漏的部位，可在滲水點周邊每隔25～30cm鉆一個孔，孔位呈梅花形布置，根據(jù)各段混凝土的實際厚度深度約20～40cm。

3）埋嘴：在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴（又稱之為止水針頭），并用專用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊，使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙，不漏水。

4）灌漿：使用高壓灌漿機向灌漿孔內(nèi)灌注化學(xué)灌漿料。施工縫（或伸縮縫）化學(xué)灌漿注漿順序為由下向上；點滲漏及面滲漏化學(xué)灌漿注漿順序從周邊孔向中心孔。當(dāng)相鄰孔開始出漿后，保持壓力3～5min，即可停止本孔灌漿，改注相鄰灌漿孔。

5）拆嘴：灌漿完畢，確認(rèn)不漏即可去掉或敲掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。

6）封口：用水泥基防水材料進行灌漿口的修補、封口處理。

通過以上化學(xué)灌漿法對北干1號隧洞工程的滲漏缺陷進行了處理，達(dá)到了預(yù)期目的，順利通過驗收。實踐證明這種方法是切實可行的。

5 結(jié)束語

水工隧洞混凝土缺陷的形成主要是主觀因素造成的，因此從源頭上做好預(yù)防工作是做好質(zhì)量工作的重中之重。另外采用新技術(shù)、新工藝也是有效預(yù)防混凝土缺陷產(chǎn)生的重要措施。針對水工隧洞混凝土常見的滲漏缺陷，以化學(xué)灌漿處理方法為首選方案。