長距離輸水隧洞混凝土質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)探討

林敬文

（廣東揭西縣新塔混凝土有限公司）

長距離輸水隧洞是引調(diào)水工程中最為重要的組成部分，由于其深埋地下，且整體工程的施工工序較為頻繁，再加上水力條件極為復(fù)雜，所以常常會給混凝土施工帶來較多的困難，使其出現(xiàn)一定的施工質(zhì)量問題，進而給整個隧洞工程的順利開展造成了很大的困擾。因此，要想改善現(xiàn)狀，就要從強化混凝土質(zhì)量上入手，不僅要對其配合比設(shè)計進行嚴格的管控，而且還要引入先進的投料工藝以及關(guān)鍵技術(shù)，這樣才能確?；炷恋母黜椫笜藚?shù)能夠達到相應(yīng)的規(guī)范標準，進而滿足長距離輸水隧洞的施工需求，使其整體施工質(zhì)量能夠提升到最高標準。

1 工程概況

本工程項目地跨兩個縣，整個洞身穿越段為泥灰?guī)r夾灰?guī)r，從圍巖級別看，全洞段為V 級圍巖，約占整個隧洞工程的65%。由于現(xiàn)場地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，且地下滲涌水十分豐富，所以圍巖穩(wěn)定性就要與預(yù)期標準之間存在很大的差距。從隧洞設(shè)計結(jié)構(gòu)來看，整體隧洞結(jié)構(gòu)為城門洞形斷面，凈寬3.5m、凈高4.04m、直墻段高3.2m、頂拱中心角為145 度，半徑2.35m。隧洞于2017 年3 月全面貫通，5 月份轉(zhuǎn)入二襯施工，二襯工程主要工程量有混凝土澆筑55000m3、鋼筋制造5500t?；炷猎O(shè)計指標主要以C35W12F200 為基準，設(shè)計使用年限為一百年。需澆筑1200 組，因此，整體工程的施工工期十分緊張，任務(wù)量也是十分繁重。

2 混凝土配合比及優(yōu)化設(shè)計措施

2.1 合理選擇原材料

結(jié)合工程實際施工需求，在選擇混凝土原材料時，一定要按照國家相應(yīng)的規(guī)范準則來進行選取，盡量確保其各項關(guān)鍵技術(shù)指標能夠與表1 中的數(shù)據(jù)相一致，這樣才能在該隧洞工程中發(fā)揮出真正的效用。

表1

首先，如表1 所示，該工程中所用的水泥材料，在實際選用時，應(yīng)依據(jù)GB175-2007 硅酸鹽水泥常規(guī)試驗檢測標準來對其比表面積以及鋁酸三鈣含量和堿含量、28d 抗壓強度等進行詳細的檢測。其中，比表面積要盡量每平方米大于300、28d 抗壓強度要大于42.5。通過相應(yīng)的檢測結(jié)果，可以得知，水泥材料的比表面積為300-350 之間、鋁酸三鈣含量低于8、堿含量低于0.6、28d 抗壓強度則超過46.0，完全符合長距離輸水隧洞混凝土的拌制標準。

其次，該工程中所用的高效減水劑則要依據(jù)國家所頒布的水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程來對其泌水率、堿含量、氧離子含量和硫酸鈉含量進行詳細的檢測。通過相應(yīng)的檢測結(jié)果，可以得知，該工程中所用的高效減水劑的泌水率小于20、堿含量小于10、氧離子含量小于0.6、硫酸鈉含量小于5，完全符合長距離輸水隧洞混凝土的拌制要求。

最后，要依據(jù)國家所用的混凝土配合比設(shè)計標準對該工程中所用的粉煤灰以及抗裂防水劑的各項指標參數(shù)進行詳細的檢測。從最終的檢測結(jié)果可以得知，該工程中所用的粉煤灰等級為II 級以上F 類粉煤灰；抗裂防水劑的堿含量小于0.6、限制膨脹率若是在水中7d+干空21d 的情況下為0。按照這種標準進行配置，能夠很好的提升混凝土質(zhì)量，所以，完全可以選取該標準的粉煤灰和抗裂防水劑，進行該工程混凝土拌制工作。

2.2 混凝土配合比優(yōu)化措施

在以往長距離輸水隧洞工程混凝土在拌制期間，很容易會出現(xiàn)氣泡、麻面、裂縫等外觀質(zhì)量問題。究其原因，主要是因為混凝土抗壓強度大幅超過設(shè)計指標所致，進而不僅降低了隧洞工程的施工質(zhì)量，造成了大量資金浪費情況，而且給其日后長期運營使用也埋下了較大的安全隱患。因此，為了避免這種情況的發(fā)生，在對該工程混凝土材料進行配合比設(shè)計時，就要采取相應(yīng)的優(yōu)化措施來進行改進，以便可以最大化提升混凝土質(zhì)量，使其能夠在工程施工中發(fā)揮出真正的效用。具體優(yōu)化設(shè)計可以通過改進外加劑型號、降低水膠比等措施來進行。

首先，要對復(fù)合型減水引氣劑的配合比進行優(yōu)化設(shè)計，即不僅要增加減水劑減水率，而且還要加入適量的消泡劑，并對引氣劑進行單摻，這樣才能減少外加劑的用量，避免混凝土在拌制過程中出現(xiàn)氣泡，影響其最終的拌制質(zhì)量；其次，要對抗裂防水劑的配合比進行優(yōu)化設(shè)計，即通過對防水劑中堿含量和限制膨脹率的合理控制，來提升混凝土質(zhì)量，盡量使其總摻量按照6%的標準進行添加，這樣才能避免混凝土出現(xiàn)收縮、裂縫等不良問題；最后，要對水膠比進行合理的優(yōu)化，即由原有的0.38～0.41 的標準降低到0.35～0.38 的標準，并摻加適量的緩凝劑，這樣才能減少水泥和水的用量，控制水化熱現(xiàn)象以及裂縫問題的產(chǎn)生，進而最大化增強混凝土密實度，提高其整體應(yīng)用性能。

2.3 混凝土施工工藝優(yōu)化措施

一般情況下，在隧洞邊頂拱混凝土澆筑過程中，堵管、澆筑不均、施工冷縫的質(zhì)量問題時有發(fā)生。因此，為了確保該工程的施工質(zhì)量，滿足長距離輸水隧洞工程的長期穩(wěn)定發(fā)展需求，就要切實的保證混凝土澆筑的連續(xù)性和均勻性，積極采用新型的邊頂拱臺車斜溜槽多窗口同時喂料工藝來進行施工，該工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)三維效果圖如圖1 所示。在具體實施期間，主要是在襯砌模板臺車的頂部，增設(shè)一個集料斗，并在集料斗中心豎立一塊尺寸適中的中隔板，以便可以將集料斗分隔成兩個完整的部分，這樣，混凝土就會從集料斗兩側(cè)均勻的澆入到倉面，進而有效保障該工程的襯砌混凝土質(zhì)量，滿足整體工程的施工需求。

圖1

3 混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用以及質(zhì)量控制要點

3.1 混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 防裂技術(shù)

該技術(shù)是為了降低混凝土裂縫問題的關(guān)鍵性手段，其主要包括混凝土澆筑技術(shù)和振搗技術(shù)兩種形式，其中，澆筑技術(shù)是利用分塊分縫方法對所構(gòu)建成型的隧洞工程項目進行澆筑作業(yè)，通過將混凝土進行科學、合理的劃分，可以在一定程度上提高混凝土澆筑質(zhì)量，使其澆筑效果達到均勻密實，避免其內(nèi)部溫度與外界氣溫相差太大，而引起裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。振搗技術(shù)是指在對混凝土進行振搗時，要添加適量的減水劑，以便于可以降低水泥用量，增強混凝土的抗裂能力。

3.1.2 保溫技術(shù)

為了更好的提升混凝土施工質(zhì)量，使其符合長距離輸水隧洞工程的施工標準，除了對混凝土溫度進行控制，還要在其施工過程中，大力實施保溫技術(shù)。盡管現(xiàn)階段，我國長距離輸水隧洞工程混凝土施工保溫技術(shù)已經(jīng)得到大范圍的應(yīng)用，但使用效果最佳的還屬保溫材料的應(yīng)用，其是結(jié)合長距離輸水隧洞工程設(shè)計要求，利用高質(zhì)量的保溫材料，使其均勻的覆蓋在混凝土表面，來控制混凝土溫度的，這種技術(shù)形式可以全面保障混凝土施工質(zhì)量，使長距離輸水隧洞工程達到理想的保溫效果。

3.1.3 后澆帶技術(shù)

后澆帶技術(shù)的應(yīng)用，可徹底改善長距離輸水隧洞工程混凝土施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的裂縫、收縮等問題，其屬于一種新興的混凝土施工技術(shù)，不僅可以增強混凝土自動收縮能力，還可最大化延緩混凝土的沉降。后澆帶技術(shù)主要包括三個施工階段，即：防水施工階段、模板施工階段及澆注施工階段，其中，最為關(guān)鍵的施工階段當屬防水施工，尤其是混凝土底板防水與隧洞壁防水，一般情況下，混凝土底板防水所采取的技術(shù)形式，主要是在長距離輸水隧洞工程地板上鋪設(shè)防水材料，也就是底板后澆帶施工技術(shù)，而對于隧洞壁防水，則是在隧洞后澆筑地帶，鋪設(shè)相應(yīng)的實心磚墻，這樣既可以充分保護隧洞后澆帶結(jié)構(gòu)的完整性，又能避免長距離輸水隧洞工程出現(xiàn)滲漏等質(zhì)量問題。另外，還要注重混凝土工程的模板施工，其在后澆筑施工技術(shù)的實施中，占有很大的比例，因此，在其施工前期，一定要結(jié)合實際的施工情況，明確各支撐參數(shù)，在其符合施工標準后，方可進行后續(xù)施工工作。

3.1.4 澆筑施工技術(shù)

第一，全面分層澆筑技術(shù)。該技術(shù)方法通常都應(yīng)用在技術(shù)含量低、建筑結(jié)構(gòu)小的工程項目中，其在具體操作時，要遵循由下至上的澆筑順序來進行，只有在下層結(jié)構(gòu)澆筑完畢后，才能進行上層結(jié)構(gòu)的澆筑。而依據(jù)該工程隧洞設(shè)計結(jié)構(gòu)，則要盡量沿著隧洞結(jié)構(gòu)的中心向四周蔓延的澆筑方式來進行施工，這樣才能確?；炷恋臐仓|(zhì)量，達到最終的施工目的；第二，分段分層澆筑技術(shù)。該技術(shù)在實際操作時，應(yīng)盡量結(jié)合具體施工條件和施工進度來進行，即按照分階段、分層次的施工的方式進行具體操作。這樣既可以避免施工企業(yè)因為過分追求施工進度和施工利益，導(dǎo)致現(xiàn)場設(shè)備供給不足的現(xiàn)象發(fā)生，又能確保澆筑面的均勻性和密實度。通過運用分段分層的澆筑方法，很大程度上解決了這種施工難題，但是在澆筑過程中，也要嚴格遵守相關(guān)的規(guī)范制度，盡量做到逐層澆筑，這樣既能保證混凝土澆筑的均勻性，又能便于施工設(shè)備的供給充足；第三，余面分層澆筑技術(shù)。首先，要注重混凝土澆筑材料的質(zhì)量，確保其配制比例符合工程設(shè)計標準，并在澆筑實施時，對其進行定期的性能檢測，以免因混凝土儲存不當而降低其使用性能，進而引發(fā)裂縫等不良現(xiàn)象，同時，還要結(jié)合實際工程情況，適量添加外加劑進行澆筑，這樣可以最大化提升混凝土的抗裂能力，使其整體建筑結(jié)構(gòu)保持足夠的穩(wěn)定；其次，運用該澆筑技術(shù)時，應(yīng)先從隧洞的底層結(jié)構(gòu)開始施工，然后再向頂層結(jié)構(gòu)開始蔓延式澆筑，且澆筑方向應(yīng)以斜面方向為主，并嚴格控制澆筑高度，使其每次澆筑都保持在三米以下的范圍內(nèi)，以免高度超過基準范圍，給隧洞施工造成一定的施工風險；最后，做好混凝土振搗工作，確保振搗器具的長度，不得超過五十厘米，這樣就可大大提升混凝土振搗的均勻性和密實度，最大化保證其澆筑質(zhì)量，從而為整體隧洞工程的順利開展提供可靠的保障。

3.2 混凝土施工質(zhì)量控制要點

3.2.1 施工工序的控制

在長距離輸水隧洞工程中，混凝土施工工序的控制是一項精確又細致的工作，必須按照嚴格的管理制度有序的進行。其一，在施工時，必須要提升混凝土振搗技術(shù)的重視，制定合理有效的施工方案，并根據(jù)相關(guān)規(guī)定，采用科學有效的施工手段，進而順利完成振搗工作；其二，在設(shè)計混凝土模板時，確保模板之間的縫隙合乎施工要求。如果過大，就要及時采取措施進行填補，通常情況下，縫隙之間應(yīng)該保持在2.5mm 以下；其三，還要注意混凝土配比過程中的配比比例，一定要按照相應(yīng)的設(shè)計標準要求來進行，進以使其各項指標參數(shù)能夠與標準值相吻合，這樣才能為整個隧洞工程的建設(shè)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

3.2.2 提高施工人員的技術(shù)水平

長距離輸水隧洞工程在實際施工時，主要將“以人為本、安全第一”作為核心施工管理理念。為了更好的保證隧洞工程質(zhì)量以及現(xiàn)場施工安全，相關(guān)施工單位必須對現(xiàn)場安全管理工作以及施工質(zhì)量控制工作給予高度的重視，盡量從每一細節(jié)抓起，對各個施工環(huán)節(jié)進行合理的監(jiān)督和管理，以便防患于未然，最大化抵制各種施工質(zhì)量問題和安全問題的發(fā)生。在實際管理時，首先，要全面提高施工人員的安全意識，提高其在施工過程中的專業(yè)技術(shù)和文化素養(yǎng)。施工單位可以通過定期開展相應(yīng)的培訓學習活動來實現(xiàn)這一目標，并積極借鑒國外先進的施工經(jīng)驗，以便讓現(xiàn)場施工人員能夠?qū)W習到新的施工知識和技巧，更好的在長距離輸水隧洞施工中做出相應(yīng)的貢獻；其次，要提高從業(yè)人員的綜合素質(zhì)，讓其嚴格遵守工程規(guī)章制度，杜絕一切不良施工行為，從而秉著嚴于律己、認真負責、愛崗敬業(yè)的工作態(tài)度，積極的參與到工程建設(shè)中，這樣才能杜絕安全隱患的發(fā)生，確保長距離輸水隧洞工程的施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

本文通過對該工程混凝土質(zhì)量配合比優(yōu)化的研究以及施工質(zhì)量保障技術(shù)和施工質(zhì)量控制措施的研究，提出了長距離輸水隧洞工程的建設(shè)質(zhì)量要想達到相應(yīng)的施工標準，就要嚴格按照相應(yīng)的規(guī)范標準，對混凝土原材料進行合理的選擇，并采取相應(yīng)的優(yōu)化措施來合理設(shè)計混凝土配合比和投料工藝，即采用邊頂拱臺車斜溜槽多窗口同時喂料工藝。同時，還要掌握混凝土各項施工技術(shù)的應(yīng)用要點，并對各道施工工序進行嚴格控制，提高施工技術(shù)人員的專業(yè)水平，這樣才能保證混凝土質(zhì)量，提高隧洞工程的建設(shè)質(zhì)量?！?/p>