水工隧洞全斷面混凝土襯砌模板的應(yīng)用

【摘要】水工地下隧洞襯砌施工時(shí)混凝土裂縫問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，若是無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效的處理，不僅會(huì)降低混凝土的抗?jié)B能力，而且在很大程度上還會(huì)對(duì)水工隧洞工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，最終造成水工隧洞不能發(fā)揮出本有的功能。因此，必須要加強(qiáng)研究水工隧洞襯砌施工出現(xiàn)混凝土裂縫的成因，并針對(duì)性對(duì)其做出有效的預(yù)防和控制。同時(shí)，在混凝土襯砌模板施工中中，為促進(jìn)混凝土施工質(zhì)量的提升，在隧洞混凝土襯砌中，應(yīng)用鋼模臺(tái)車技術(shù)，不僅能改變周邊環(huán)境，還能對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行有效控制，提高整體的工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】水工隧洞；裂縫；鋼模臺(tái)車技術(shù)；隧洞；混凝土

1、前言

水工隧洞是在土體、石巖中開挖形成的，通常為了保證隧洞在巖土中的穩(wěn)定性，會(huì)采用襯砌、支護(hù)，襯砌要滿足水流沖刷和防滲的要求。然而，在實(shí)際施工過(guò)程中，往往由于施工人員操作不當(dāng)或是受限于客觀條件而出現(xiàn)蜂窩狀、裂縫、麻面、色差等不理想的襯砌效果。

2、水工隧洞襯砌混凝土裂縫類別

在水工隧洞襯砌施工中，通?？梢园岩r砌混凝土裂縫分為兩種：貫穿性危害裂縫和細(xì)小的表層裂縫，不管是哪種裂縫都必須要對(duì)其進(jìn)行有效的處理，這樣才能有助于提高水工隧道襯砌施工的整體質(zhì)量。

2.1細(xì)小的表面裂縫

細(xì)小的表面裂縫主要是指分布在混凝土表層，而且裂縫縫隙較為細(xì)小的裂縫，這種裂縫往往是無(wú)規(guī)律的，而且出現(xiàn)的數(shù)量也是不可控的。細(xì)小的表面裂縫其縫隙往往都不大于1mm，而且長(zhǎng)度也比較小，且都呈現(xiàn)出輕微張開或是閉合的狀態(tài)。雖然這樣的裂縫不會(huì)對(duì)其整體結(jié)構(gòu)造成很大的影響，但如果沒有進(jìn)行有效的控制、處理，就容易影響到鋼筋的耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)的持久性。

2.2貫穿性的有害裂縫

貫穿性裂縫能夠貫穿到水工隧洞的整體構(gòu)造當(dāng)中，嚴(yán)重威脅到水工隧道工程的安全性及穩(wěn)定性。通常情況下，貫穿性裂縫都是單一出現(xiàn)的，其長(zhǎng)度也非常廣，主要呈現(xiàn)出張開的狀態(tài)，裂縫快讀往往都是在1～5mm之間，嚴(yán)重時(shí)其寬度能夠達(dá)到20mm。貫穿性有害裂縫的出現(xiàn)會(huì)蔓延到整個(gè)隧洞中，從而造成隧洞出現(xiàn)滲漏情況。

3、水工隧洞襯砌混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析

3.1降溫造成的收縮裂縫

大多數(shù)都是在較深的地層中進(jìn)行水工隧洞工程，在水泥水化之后，隧洞中的溫度會(huì)有明顯的提升，即便是在冬天進(jìn)行施工，隧洞中的溫度也不會(huì)太低，這時(shí)混凝土中就會(huì)出現(xiàn)水分蒸發(fā)以及遇冷凝結(jié)的情況，如果工作人員只是對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面維護(hù)，而沒有注重對(duì)混凝土的內(nèi)部進(jìn)行散熱處理，或者沒有及時(shí)處理收縮裂縫中的溫度變化，這會(huì)大大提高出現(xiàn)伸縮裂縫的概率。

3.2外力作用下裂縫的擴(kuò)展

水工隧洞工程對(duì)其挖成洞的要求比較高，但是水工隧洞工程的施工的時(shí)間卻較為緊迫，一旦在完成混凝土澆筑之后不能對(duì)其實(shí)施有效的保養(yǎng)和維護(hù)，者勢(shì)必會(huì)降低混凝土的使用壽命，在混凝土施工過(guò)程中，開挖支護(hù)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果在實(shí)際的施工無(wú)法準(zhǔn)確的分辨出圍巖種類，又或者是不能科學(xué)的選擇鋼筋支護(hù)，就會(huì)讓圍巖承受不必要的力差，并出現(xiàn)多次重分布和毛洞變形，在外力的作用下混凝土就會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。

3.3混凝土結(jié)構(gòu)裂縫

施工所在地的地質(zhì)水文情況在很大程度上也會(huì)影響水工隧洞工程，如果在水工隧洞進(jìn)行施工設(shè)計(jì)之前，無(wú)法充分了解其地形地質(zhì)、水文的運(yùn)行變化，就很容易造成實(shí)際施工情況和設(shè)計(jì)圖紙不相符的情況，這樣的情況下就非常容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，這種裂縫的裂痕機(jī)理較為理想，有著較高的可控性，容易發(fā)生變化。

3.4混合比例不當(dāng)

由于水力工程和水力隧道的實(shí)際特點(diǎn)，混凝土在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)會(huì)處于惡劣的環(huán)境中，會(huì)受到地形和氣候的影響，大大降低了混凝土的耐久性，因此要結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整其配合比。在配比設(shè)計(jì)后，必須要有效落實(shí)，如此才能夠獲得有效的效果。造成配合比不當(dāng)?shù)脑蛑饕袥]有定期對(duì)攪拌站稱量系統(tǒng)進(jìn)行校對(duì)、沒有定期校正配合比偏差、未能及時(shí)檢查拌和站料斗混料、混凝土拌和物在運(yùn)輸過(guò)程中加水和投料順序不正確等。

3.5原材料的選取和管理不當(dāng)

保證原材料的質(zhì)量是項(xiàng)目整體質(zhì)量的關(guān)鍵，選用和管理項(xiàng)目中常用材料問(wèn)題主要有：水泥品種的選擇沒有按照工程的實(shí)際要求；在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，部分水泥會(huì)受潮結(jié)塊，沒有眼見就投入使用；粗細(xì)骨料級(jí)配不良，含泥量過(guò)多、泥塊含量過(guò)高，針片狀顆粒物含量、有害物質(zhì)超標(biāo)；在不同季節(jié)的施工中，砂（石）儲(chǔ)放無(wú)效，沒有采取有效的冷卻和保溫措施。

4、混凝土裂縫的預(yù)防

4.1優(yōu)化混凝土配合比

為了可以有效的避免因溫度的差異出現(xiàn)的裂縫，在選擇混凝土的時(shí)候，要保證混凝土的質(zhì)量能夠符合建設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行多次配比以選擇出一個(gè)最為合適的方案。同時(shí)還要配合復(fù)合型的高效減水劑或粉煤灰的使用，改變混凝土的和易性，并降低混凝土的水化熱和干縮，從而有效的避免出現(xiàn)裂縫。

4.2加強(qiáng)監(jiān)測(cè)圍巖變形

在實(shí)際的施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制圍巖變形，這樣才能夠有效的避免因圍巖承受附加力所引起的混凝土裂縫情況。通過(guò)解析有關(guān)內(nèi)容和技術(shù)，準(zhǔn)確的判斷圍巖能否順利完成收斂變形，并明確出襯砌的時(shí)間，從而可以在混凝土襯砌工作中降低圍巖收縮變形，降低出現(xiàn)裂縫的概率。除此之外，還要嚴(yán)格控制和監(jiān)督其施工工藝和施工流程，例如：混凝土的搬運(yùn)、入倉(cāng)、振搗、攪拌等。

4.3確保倉(cāng)面沒有滲水干擾

避免地下水深入混凝土澆筑倉(cāng)面同樣也可以起到預(yù)防出現(xiàn)裂縫的效果。在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)該按照以疏排滲透地下水的方式去采取相應(yīng)的預(yù)防措施，并按照不同的實(shí)際情況科學(xué)的選擇預(yù)防方式，例如可以采用排水管進(jìn)行排出成股滲出的地下水，這樣就能夠有效的解決滲水留倉(cāng)的問(wèn)題。

4.4原材料選取和管理預(yù)防處理

在選取水泥的時(shí)候，盡可能要選擇低熱量的水泥品種，嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量。在運(yùn)輸過(guò)程中，避免水泥受潮或是混入雜物。堆放時(shí)要根據(jù)出廠廠家、工廠的日期和水泥品種分類堆放，絕不可以混合堆放。需要不定期檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)堆放的粗集料，如有不合格，必須要及時(shí)清理掉，并做好相關(guān)記錄?？赏ㄟ^(guò)風(fēng)冷、水冷、空氣氣化冷卻及搭棚等方式控制入?；炷恋臏囟?；適當(dāng)摻入煤粉灰，降低水泥用量，大大提高了混凝土和易性，提高混凝土質(zhì)量。通過(guò)膨化劑的合理?yè)饺?，還能夠提高混凝土的抗裂性、抗?jié)B性。

5、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的控制措施

5.1 表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種常見的處理裂縫的方法，主要用于一些不影響水工隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的裂縫修補(bǔ)中使用。在實(shí)際施工過(guò)程主要是在混凝土裂縫表面涂抹上一層環(huán)氧膠泥、水泥漿或者是瀝青、油漆等。有時(shí)為了避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大，還必須要在其表面粘貼玻璃纖維布等防護(hù)措施。

5.2 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法往往都是對(duì)水工隧洞整體穩(wěn)定性造成一定影響的裂縫中使用，也可以使用灌漿法修復(fù)對(duì)有較高防滲要求的混凝土裂縫。主要是使用相關(guān)的壓力設(shè)備把膠結(jié)材料壓入到混凝土的裂縫中，讓混凝土和膠結(jié)材料融為一體，從而能夠發(fā)揮封堵裂縫的效果?，F(xiàn)階段較為常見的膠結(jié)材料主要有環(huán)氧樹脂、水泥漿、甲基丙燃酸酯等。而嵌縫法主要是沿裂縫鑿槽，并在槽中嵌入相關(guān)的止水材料，例如：丁基橡膠、聚氯乙烯膠泥、聚合物水泥砂漿等。

5.3 結(jié)構(gòu)加固法

如果裂縫已經(jīng)嚴(yán)重影響到了水工隧洞襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的性能，則應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)加固法進(jìn)行有效的控制處理裂縫。現(xiàn)階段較為常見的結(jié)構(gòu)加固方式主要有：增大混凝土截面面積、粘貼鋼板加固、構(gòu)件角部外包型鋼、增設(shè)支點(diǎn)加固等。

6、鋼模臺(tái)車技術(shù)在隧洞混凝土襯砌中的應(yīng)用

6.1施工步驟

首先，對(duì)其底部的混凝土進(jìn)行施工，再對(duì)其兩側(cè)、拱頂?shù)幕炷吝M(jìn)行實(shí)施。在整個(gè)施工流程中，要對(duì)基礎(chǔ)面進(jìn)行處理。然后，鋪設(shè)軌道———測(cè)量放樣———安裝鋼筋，保證鋼模臺(tái)車能確定好。最后，測(cè)量復(fù)核，對(duì)封頭進(jìn)行無(wú)拆模板安裝工作，以確?；炷翝仓ぷ鞯耐瓿珊宛B(yǎng)護(hù)工作的執(zhí)行。

6.2鋼模的簡(jiǎn)易安裝

對(duì)鋼模進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝的具體步驟如下，首先，在安裝之前，需對(duì)鋼模軌道線進(jìn)行測(cè)量。然后，根據(jù)軌道線的鋪設(shè)，為其設(shè)置方木軌道，基于軌道的底部，實(shí)現(xiàn)固定拉筋。安裝期間，拱架的中心線和隧道的中心線要保持一致，使其垂直于隧洞軸線。此外，還需將斜撐轉(zhuǎn)移到縱橫兩個(gè)方向，以保證能夠符合鋼模臺(tái)車的強(qiáng)度，維護(hù)整體的穩(wěn)定性。

6.3鋼模臺(tái)車的簡(jiǎn)單運(yùn)行

前期工作，需對(duì)鋼模的巖面進(jìn)行清洗，以保證整體的潔凈。對(duì)鋼筋的尺寸進(jìn)行測(cè)量，以實(shí)現(xiàn)加工成型。在施工過(guò)程中，要控制混凝土襯砌的施工速度，保證能夠?qū)?t的鋼筋直接運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅?。鋼筋安裝應(yīng)在靠近1m的澆段內(nèi)進(jìn)行，采取扎絲并攏的方式，懸掛到頂拱位置；鋼筋安裝時(shí)，需對(duì)筋孔進(jìn)行鉆孔，以便于安裝插筋、焊接鋼筋以及捆綁鋼筋。完成上述工作后，需根據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)要求，安裝灌漿管，其中，一端要用泡沫塑料將其卷筒堵塞，另一端要用水泥袋進(jìn)行堵塞。為使模板的安裝工作能夠到位，在完成鋼筋、灌漿管的安裝后，要對(duì)鋼模臺(tái)車進(jìn)行移動(dòng)，使之處于襯砌段。同時(shí)還應(yīng)利用調(diào)節(jié)絲桿，對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證臺(tái)車在滑行期間，能夠運(yùn)行在軌道的位置兩側(cè)，以促進(jìn)加固、校正工作的完成，實(shí)現(xiàn)鋼模的穩(wěn)定運(yùn)行?；炷翝仓ぷ魍瓿珊?，需進(jìn)行脫膜，將邊模絲桿放松，拆除邊墻模板，降低頂拱絲桿，確保頂拱模板能與混凝土面完成脫離。

6.4鋼筋施工要點(diǎn)

隧道混凝土襯砌施工中，鋼筋施工需要采用鋼模臺(tái)車技術(shù)。即用汽車將鋼筋運(yùn)輸?shù)蕉纯?，再用鋼筋運(yùn)輸臺(tái)車進(jìn)行水平運(yùn)輸。運(yùn)輸期間需要注意幾點(diǎn)：一是為了促進(jìn)施工工作的有效執(zhí)行，鋼筋的結(jié)點(diǎn)需按照一定的要求綁扎牢靠，對(duì)每個(gè)澆筑分層的上部進(jìn)行分布筋的點(diǎn)焊，以降低加工產(chǎn)生的誤差。二是在對(duì)環(huán)向受力鋼筋進(jìn)行搭接期間，可以使用直螺紋套筒施工技術(shù)，從而保證工程施工質(zhì)量的穩(wěn)步提升。三是鋼筋安裝要求鋼筋順直、均勻分布，確保鋼筋網(wǎng)面平順、鋼筋之間的距離合理。

6.5混凝土施工要點(diǎn)

在對(duì)隧道工程進(jìn)行混凝土施工工作中，要保證混凝土泵能夠放在隧道洞的進(jìn)口位置。在底板混凝土施工工作中，可以使用附式振動(dòng)器，使拱頂振搗工作更為密實(shí)。施工要點(diǎn)：一是要保證基礎(chǔ)面的清潔，還可以使用潛水泵進(jìn)行排水。二是要根據(jù)工程中設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)要求，做好現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)驗(yàn)工作，并繪制工程施工測(cè)量圖。三是要在工作面上進(jìn)行混凝土送入與澆筑工作。利用平鋪法澆筑，保證混凝土較好振搗?；炷恋匿伭蠈雍穸葢?yīng)維持在500mm以下，確保倉(cāng)面混凝土均衡性和平整性，從而在最大程度上降低平倉(cāng)工作量。四是在進(jìn)行橡膠止水帶底部混凝土施工工作中，需防止止水片卷曲。采取插入式振搗方式，以避免內(nèi)部出現(xiàn)蜂窩。五是需根據(jù)表面泌水情況，提出合理的澆筑措施，在降低泌水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土脫模工作完成后，相關(guān)工作人員需對(duì)模板表面的殘余混凝土進(jìn)行清理。同時(shí)，模板拆除完成后，還需使用人工涂刷脫模劑。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，水工隧洞工程中使用的混凝土非常講究，工程的質(zhì)量和人們生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。對(duì)于水工隧洞工程中出現(xiàn)的混凝土裂縫，施工人員必須要足夠重視裂縫問(wèn)題，認(rèn)真尋找并分析混凝土裂縫的形成原因，并及時(shí)采取科學(xué)合理的預(yù)防和處理措施。將鋼模臺(tái)車技術(shù)應(yīng)用到隧洞混凝土襯砌中，不僅減少了工程中的蜂窩麻面和接縫，保證了混凝土表面的光滑度和平整度，還能提升施工速度，節(jié)約大量勞動(dòng)力，降低施工成本，以保證工程能在合理的時(shí)間內(nèi)完成，從而發(fā)揮出工程的有效價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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