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标题 隧道工程耐久性施工的关键技术
范文 杨少成
摘要:隧道施工建设中混凝土的耐久性不足,会增加使用过程中的修理费用,影响工程的正常使用,而且会过早地结束结构的使用年限,造成严重的资源浪费。因此,以后的隧道施工应对混凝土的耐久性引起高度重视。文章试就隧道工程耐久性施工的几个关键技术进行分析。
关键词:环境作用耐久性配合比原材料;
研究结果表明:合理的混凝土配合比,优质的原材料,可靠的施工过程质量控制(拌和、运输、浇筑、振捣等方面),以及混凝土的合理养护是确保混凝土结构耐久性的主要因素,也是几项关键技术。
1.配合比设计
1.1确定设计使用年限、作用环境类别及等级
耐久性混凝土在进行配合比设计时,除应考虑传统的强度和拌和物性能外,还要考虑结构长期使用过程中由于环境作用引起材料性能恶化对结构安全性及适用性的影响,所依赖的主要是结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级。
同一结构物的不同结构部位所处的环境类别及作用等级不同时,其耐久性要求也应有所差别,甚至同一构件的不同部位,也会有不同的耐久性要求,设计时应充分考虑这种情况。
混凝土结构所处的侵蚀性环境往往不是单一的,提高混凝土抵抗各种典型侵蚀环境作用所采取的技术措施也是不相同的,进行耐久性设计时应分别加以考虑。
1.2确定耐久性指标
混凝土的耐久性一般包括混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱骨料反应性。
根据设计使用年限、作用环境类别及等级正确地确定混凝土的耐久性指标是混凝土结构耐久性设计的重要内容。
在进行混凝土的耐久性设计时,应根据具体的耐久性指标进行混凝土的试配,并采用相应的快速试验方法进行试验评定。
1.3具体要求
1.3.1控制胶凝材料用量
水泥石凝胶是硬化混凝土中的薄弱环节,过高的胶凝材料用量不仅可使混凝土开裂趋势增大,而且易造成混凝土的泛浆分层,对混凝土的耐久性不利。因此胶凝材料用量在满足工作性和胶结强度需要的前提下,应尽量减少。
1.3.2掺加矿物掺和料
混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料,具体掺量应通过试验确定。一般情况下,矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%,当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时,混凝土的水胶比不宜大于0.45。
1.3.3合理掺加外加剂
外加剂对混凝土具有良好的改性作用,掺用外加剂是制备高性能混凝土的关键技术之一,如掺加引气剂等。
1.4混凝土理论配合比的确定
(1)检测供应商提供的各种原材料品质,初步选定混凝土的水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂、拌和水的品种以及水胶比、胶凝材料总用量、矿物掺和料和外加剂的掺量。
(2)按配合比设计规程计算出混凝土的理论配合比,并核算单方混凝土的总碱含量和氯离子含量是否超标。如超标,应重新选择原材料或调整理论配合比,直至满足要求。
(3)采用工程中实际使用的原材料和搅拌方法,通过适当调整混凝土外加剂用量或砂率,调配出坍落度、含气量、泌水率、表观密度符合要求的混凝土配合比,该配合比作为基准配合比。
2.原材料控制
2.1水泥
水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰,不宜使用早强水泥。
2.2矿物掺和料(重点介绍粉煤灰)
粉煤灰应满足表6中的技术要求。

2.3细骨料
骨料中的有害物质含量对混凝土的耐久性影响较大,需加以控制。
细骨料除应满足中砂的国标规范标准外,应重点控制含泥量和C1—含量,C30～C45混凝土应满足含泥量≤2.5%,泥块含量≤0.5%,C1_含量≤0.02%。
2.4加剂
外加剂应采用复合型外加剂,满足减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。且外加剂与水泥之间应具有良好的相容性。
2.5拌和用水
用拌和用水配制的水泥砂浆或混凝土的28 d抗压强度不得低于用蒸馏水拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。
3.施工过程质量控制
3.1搅拌
搅拌混凝土前应严格测定粗细骨料的含水率,以便及时调整施工配合比。应严格按照经批准的施工配合比准确称量混凝土原材料。混凝土原材料计量后,宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺合料,搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆,再向搅拌机投入粗骨料,充分搅拌后再投入外加剂,并搅拌均匀。
3.2运输
混凝土运输设备的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要,保证浇筑过程连续进行。运输过程,应确保混凝土不发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象,运至浇筑地点的混凝土应仍保持均匀和规定的坍落度。
在满足泵送工艺要求的前提下,拌合物的坍落度应尽量小,以免在运输过程中出现离析、泌水等现象。
混凝土在到达浇筑现场时,应高速旋转20～30s。
混凝土宜在60 min内泵送完毕,且在1/2初凝时间内入泵,全部混凝土应在初凝前浇筑完毕。
3.3浇筑
制定浇筑工艺,明确结构分段分块的间隔浇筑顺序(尽量减少后浇带和连接缝)、钢筋保护层厚度的控制措施。
3.4振捣
混凝土浇筑过程中,应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。一般应遵循“快进慢出”的原则,混凝土不下沉,表面有浮浆即可。振捣棒距模板距离10cm为宜,插入下层50cm即可。
4.混凝土的养护
混凝土养护期间,应重点加强混凝士的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖),防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少2遍,使之平整后再次覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。
4.1混凝土自然养护
混凝土带模养护期间,应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水等措施进行保湿、潮湿养护,保证模板接缝处不致失水干燥。为了保证顺利拆模,可在混凝土浇筑24～48 h后略微松开模板,并继续浇水养护至拆模后再继续保湿至规定龄期。
4.2混凝土养护时间
混凝土终凝后的持续保湿养护时间应按规范中的的规定执行。
4.3混凝土养护温控要求
混凝土养护期间应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境因素影响而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不宜超过20℃。
5.结论
隧道施工中耐久性混凝土的控制是一个系统工程,应该在各个环节上严格把关,创建优质工程。◆
参考文献:
1 谢晋江,等.铁路混凝土结构耐久I生设计暂行规定.北京:中国铁道出版社,2005.
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更新时间：2024/12/23 3:06:22