隧道工程襯砌麻面治理技術(shù)的探討

鄒橋輝

隧道工程襯砌的麻面現(xiàn)象是二次襯砌施工中的一種病害，麻面病害不僅影響二次襯砌的外觀形象，同時(shí)也存在一定的質(zhì)量隱患。解決襯砌的麻面病害是精細(xì)化管理的體現(xiàn)，也是技術(shù)提升的表現(xiàn)。麻面現(xiàn)象外觀表現(xiàn)為粗細(xì)集料分離，表面凹凸不平。麻面有時(shí)候也和蜂窩、氣泡現(xiàn)象伴隨產(chǎn)生。為了進(jìn)一步防止麻面現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)一步剖析原因，確定合理的處置方案，形成一整套完整的技術(shù)體系。

1 麻面產(chǎn)生的原因

隧道的二次襯砌施工環(huán)境與普通混凝土澆筑環(huán)境有所不同。它是一個(gè)環(huán)形澆筑平臺(tái)，屬于特殊形狀的混凝土澆筑，增加了水泥混凝土的施工難度。因此混凝土的施工質(zhì)量和振搗工藝成為麻面的關(guān)鍵因素。水泥混凝土的質(zhì)量是影響麻面的第一要因。隧道的施工中一般為泵送混凝土澆筑二次襯砌，澆筑水泥混凝土的標(biāo)號(hào)為C30。水泥混凝土的塌落度是施工的重要指標(biāo)，一般控制在160～200mm之間。增加混凝土的流動(dòng)性，減少粗細(xì)集料的離析。振搗工藝是保證水泥混凝土的密實(shí)性，混凝土整體密實(shí)以后，混凝土表面均勻一致，可以消除蜂窩麻面現(xiàn)象。

2 加強(qiáng)水泥混凝土質(zhì)量消除麻面現(xiàn)象

水泥混凝土設(shè)計(jì)是在達(dá)到規(guī)范要求的強(qiáng)度基礎(chǔ)上，將水泥混凝土的級(jí)配搭配合理均勻一致，再進(jìn)行工作性設(shè)計(jì)，達(dá)到水泥混凝土便于施工的目的。首先在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮水泥混凝土的水膠比，按照規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中要適當(dāng)考慮設(shè)計(jì)的保險(xiǎn)系數(shù)，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍、優(yōu)良的材料、先進(jìn)的設(shè)備保險(xiǎn)系數(shù)可以適當(dāng)放低水泥用量，對(duì)于不利的情況可以保守設(shè)計(jì)。用水量的控制要考慮到施工過(guò)程中施工隊(duì)伍為了便于施工，在澆筑過(guò)程中擅自增加用水量的狀況。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮用水量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少施工的難度，提高混凝土的質(zhì)量。其次考慮碎石的平均粒徑，平均粒徑與次級(jí)平均粒徑的倍數(shù)最好接近2倍的關(guān)系，減少材料之間平均粒徑的差距，以此達(dá)到減少粗細(xì)集料離析的目的。最后要考慮砂率的用量，砂率的用量對(duì)水泥混凝土的工作性和強(qiáng)度都有影響，合理的砂率是水泥混凝土強(qiáng)度和工作性、成本的平衡點(diǎn)。下面結(jié)合某工程為例進(jìn)行分析。

隧道二次襯砌設(shè)計(jì)為抗?jié)B混凝土，標(biāo)號(hào)C30混凝土。設(shè)計(jì)選擇合適的水膠比，設(shè)計(jì)的水膠比0.37、0.42、0.47三個(gè)參數(shù)。分別測(cè)試其立方體抗壓強(qiáng)度和塌落度，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

C30水泥混凝土水膠比參數(shù)一般都選擇在0.42附近。確定配合比時(shí)觀察不同水膠比對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度的差值。水膠比0.42～0.37差值為0.05，28d抗壓強(qiáng)度差值為3.8MPa，水膠比為0.37的時(shí)候水泥混凝土的塌落度為190mm。施工單位從成本角度出發(fā)，一般不采用此水膠比。因此要關(guān)注0.47的水膠比。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中關(guān)注強(qiáng)度的降低數(shù)值，其降低的數(shù)值偏小，說(shuō)明此配合比比較穩(wěn)定，如果降低的強(qiáng)度在5MPa以上，應(yīng)該立即調(diào)整材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。水膠比為0.47時(shí)，此時(shí)的28d抗壓強(qiáng)度降低4.1MPa。說(shuō)明此配合比隨著水泥的變化較為敏感，同時(shí)也說(shuō)明變化用水量的時(shí)候，混凝土的強(qiáng)度變化幅度大。相對(duì)應(yīng)水膠比為0.37的強(qiáng)度比0.47的強(qiáng)度下降的慢，說(shuō)明抗壓強(qiáng)度偏右峰，對(duì)施工存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮施工的因素，對(duì)施工隊(duì)伍、原材料的狀況等狀況進(jìn)行綜合確定?？紤]隧道工程的特殊性便于施工最后確定水膠比為0.42。

確定了水泥混凝土的水膠比，為進(jìn)一步探討混合料的工作性，對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的原材料的平均粒徑的差均，對(duì)級(jí)配進(jìn)行調(diào)整。重點(diǎn)控制19.0mm和9.5mm篩孔的累計(jì)篩余百分率。碎石的質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范的要求，[1]礦料進(jìn)行篩分進(jìn)行摻配實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 礦料組成摻配比例表

利用泰勒曲線的規(guī)律，計(jì)算9.5mm篩孔的累計(jì)篩余百分率。19.0mm篩孔的累計(jì)篩余百分率為72.6%之間，理論計(jì)算9.5mm的篩孔的累計(jì)篩余百分率為19.4%，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)為21.1%，兩者數(shù)據(jù)比較接近，說(shuō)明材料的搭配處于比較密實(shí)的狀態(tài)，說(shuō)明材料之間的搭配比較合理。水泥混凝土出現(xiàn)麻面現(xiàn)象的概率。

3 加強(qiáng)振搗工藝消除麻面的現(xiàn)象

隧道二次襯砌是通過(guò)臺(tái)車進(jìn)行振搗，輔助人工振搗進(jìn)行成型。[2]在振搗工藝施工之前，檢查臺(tái)車的模板是否光滑平整，臺(tái)車再進(jìn)場(chǎng)之前采用水泥漿進(jìn)行噴射，隔絕空氣，不腐蝕臺(tái)車的模板。首先采用柴油傾倒到水泥漿上，浸泡6～8h，再采用電動(dòng)工具進(jìn)行除銹工作。除銹工作完成以后，檢查模板是否有無(wú)坑洞現(xiàn)象。如果模板表面存在坑洞現(xiàn)象，采用電焊補(bǔ)焊。再采用電動(dòng)工具磨平，檢查其平整度。等到模板檢查完畢，進(jìn)入洞口進(jìn)行施工。首先涂刷模板的脫模劑，在窗口內(nèi)噴涂脫模劑。澆筑的時(shí)候檢查套筒是否順暢，混凝土是否離析，存在問(wèn)題的時(shí)候及時(shí)調(diào)整?；炷琳駬v是臺(tái)車自帶振動(dòng)板進(jìn)行振搗，同時(shí)輔助人工振搗棒進(jìn)行振搗，觀察緩凝土的表面的氣泡狀況，不斷的修正振搗時(shí)間直到滿意為止。對(duì)于拱腰以上位置的振搗，從臺(tái)車側(cè)面的模板觀察混凝土水漿的流動(dòng)狀態(tài)，判定水泥混凝土的飽滿程度。按照以上工藝的施工以后，二次襯砌的水泥混凝土表面光滑平整，無(wú)蜂窩麻面現(xiàn)象。

表1 水泥混凝土配合比參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)水泥混凝土的質(zhì)量的控制，減少混合料的離析，避免材料不均勻性引起的麻面現(xiàn)象。通過(guò)振搗工藝的控制，采用臺(tái)車的振動(dòng)板和人工振動(dòng)棒結(jié)合的方式進(jìn)行振搗。采取對(duì)臺(tái)車模板的拋光和補(bǔ)焊的方式解決現(xiàn)場(chǎng)麻面的問(wèn)題，使混凝土處于密實(shí)狀態(tài)，避免麻面現(xiàn)象。本文的總結(jié)對(duì)避免麻面現(xiàn)象的產(chǎn)生起到良好的作用。

[1]《公路隧道技術(shù)規(guī)范》（JTGF60-2009）.人民交通出版社，25.

[2]《公路隧道技術(shù)規(guī)范》（JTGF60-2009）.人民交通出版社，26.