淺談隧洞混凝土質量缺陷修補施工技術

劉清兵

（中國水電十五局第三工程公司 陜西 西安 710068）

1 工程基本情況

1.1 工程簡介

老撾南俄5 水電站引水隧洞為Ⅲ級建筑物，設計水流速3.104m/s，引水隧洞全長8756.826m，隧洞開挖為馬蹄形斷面洞徑5.5m，襯砌型式為A、B、C、DA、E、F 六種斷面，其中：C 型斷面為鋼襯（板厚18mm、內徑3.8m、回填混凝土70cm），襯砌長度為1283 米；DA 型斷面為錨噴和混凝土鋪底，襯砌長度為4202 米；A、B、E、F 斷面采用鋼筋混凝土襯砌（內徑4.2m， 澆筑混凝土50cm）， 鋼筋保護層厚度5cm， 混凝土標號為C25W6，全斷面混凝土襯砌總長度達到3271m。

1.2 混凝土襯砌施工工藝

采用強制式拌和機拌制混凝土，混凝土罐車運輸方案，針梁鋼模臺車和鋼拱架、鋼模板施工工藝，混凝土泵入倉，附著式振搗器和軟軸插入式振搗器。

1.3 混凝土襯砌施工過程及質量缺陷的表現形式

樁號T8+676.8～8+688.8m 為引水隧洞首倉混凝土澆筑段，混凝土澆筑量150m3左右，2010 年10 月28 日8:00 時開盤至10 月30 日10:00澆筑結束，歷時50 小時，期間發生了5 次不同程度的泵管堵塞現象，11月2 日晚上脫模以后，發現該襯砌段局部表面有露筋、麻面等缺陷。整個隧洞開始澆筑混凝土到2012 年9 月25 日襯砌結束，歷時23 個月，襯砌長度達2760 米（樁號T8+244.8～T8+676.8 和T5+132～T7+457），也出現了不同程度的質量缺陷，如麻面、露筋、蜂窩、錯臺及表面不平整等現象，經統計需要按照缺陷處理的部位總計達到38 處。

1.4 質量缺陷形成缺陷原因

1.4.1 施工原因

混凝土入倉連續性差，倉面混凝土的和易性和塌落度不能得到有效的控制，是造成局部麻面和露筋的主要原因；其次是該部位混凝土振搗不及時、不到位。

1.4.2 設計因素

引水隧洞B 型襯砌斷面，鋼筋密度過小，設計環向鋼筋凈間距為92mm，兩層鋼筋層距384mm。 有限的空間，施工人員不能進入倉面進行平倉和振搗，鋼筋過密也容易使混凝土骨料架空，插入式振搗器被卡現象容易發生。 給施工帶來了相當大的難度。

2 混凝土缺陷的分類

引水隧洞混凝土襯砌已經形成的質量缺陷情況統計如下：

2.1 麻面是混凝土表面局部缺漿粗糙或有小凹坑、氣泡現象

其主要原因是：模板表面不光滑，有硬水泥漿垢未清除干凈；脫模劑涂抹不均；模板補縫不嚴密而漏漿；混凝土振搗不充分，氣泡未排出。

2.2 露筋是混凝土表面有鋼筋露出

其主要原因是：鋼筋的墊塊移位或漏放；振搗棒或泵管等設備損壞了鋼筋；骨料粒徑偏大，振搗不充分，混凝土于鋼筋處架空造成鋼筋與模板間無混凝土。

2.3 蜂窩是混凝土結構中局部疏松，骨料集中而無砂漿，骨料間形成蜂窩狀的孔穴

其主要原因是：混凝土拌和不均，骨料與砂漿分離；卸料高度偏大，料堆周邊骨料集中而砂漿少，未作好平倉；模板破損，漏漿嚴重；振搗不充分，未達到返漿的程度。

2.4 空洞是混凝土結構中空，局部沒有混凝土

其主要原因是：振搗不充分或未振搗而使混凝土架空，特別是在倉面的邊角和拉模筋、架立筋較多的部位容易發生；膨脹螺栓孔、接安螺栓孔、模板定位錐孔和預埋灌漿孔等；混凝土中包有泥土。

2.5 混凝土表面不平整，表面缺陷包括：建筑物輪廓線誤差；凹凸度超過設計值；橫向接縫或模板接縫的錯臺。

3 修補方法

3.1 鑿除和磨平

表面不平整處理：根據平整度控制標準，對升坎高度超過驗收標準要求時，先以風鎬、手鐟鑿除，預留0.5～1.0cm 保護層，再用手持電動砂輪研磨平整；對于鑿除超過標準的凹坑，不得用錘擊、斧砍，只能用砂輪磨平。

3.2 鑿除和抹平

露筋、蜂窩、麻面處理：露筋和數量集中超過驗收規定的蜂窩、麻面，先進行鑿除，再將填補面清洗干凈，保持表面濕潤而不積水，涂刷相應的水泥漿，然后將拌好的水泥砂漿抹上，填補后壓實抹平。補好的表面應與結構表面平齊光潔，不能出現突變；對于超標準的氣泡，先鑿成不小于2cm 的坑，再用水泥砂漿填補；對于蜂窩、麻面缺陷的處理原則是“多磨少補，寧磨不鑿”，盡量不損壞建筑物表面的完整性，以保工程質量。

3.3 鑿毛和填平

空洞處理，先將缺陷部位鑿成規則形狀，立模用修補的混凝土進行回填。修復時首先清除缺陷直至密實的混凝土并保證表面不能有尖角，然后將表面清洗干凈并保持濕潤而不能積水，涂刷相應的水泥漿，再用修補混凝土回填， 回填部分必須與老混凝土結合好并保證密實，對突出于結構外表面的部分應鑿掉和磨平； 當修補面積大于1m2 或修補深度大于8～10cm 時，為確保修補材料與基材粘結牢靠，可考慮打插筋（錨固筋）或加焊層面鋼筋網。

4 修補材料及施工工藝

4.1 混凝土修補材料的選擇

4.1.1 干硬性預縮砂漿

即普通水泥砂漿拌好后，碼堆存放預縮0.5～1.5h，使其體積預先收縮一部分，以減少修補以后的體積收縮，避免與基材脫開；又因水灰比小，故強度較高。預縮砂漿的配合比按：水：水泥：砂＝（0.28～0.32）：1：（2.0～2.5）。

4.1.2 預縮混凝土

當修補厚度大于8cm 時，除表層4cm 外，內部填補預縮混凝土，即在砂漿中均勻加入適量的0.5～2.0cm 小石子。

4.1.3 材料配合比拌制預縮砂漿的水泥必須新鮮、無結塊。 砂子需要篩去1.6mm 以上的粗砂和0.15mm 以下的細砂，細度模數控制在1.8～2.0 之間。

4.2 質量缺陷修補施工工藝

填補前，先對基面鑿毛，清污、沖洗、濕潤，使其處于飽和面干狀態，接著，刷一道水灰比為0.4～0.45 的濃水泥漿做黏結劑，再分層填補預縮砂漿。每層厚4～5cm 用木棒或木錘搗實，直至泛漿。各修補層間，用竹刷或鋼刷刷毛，以利結合。 當修補大于厚度8cm 時，除表層4cm以外，內部應填補預縮混凝土，修補完以后，用草袋（或麻袋）覆蓋保溫、保濕。

5 混凝土缺陷修補及質量控制

縮砂漿砂的材料及配合比由試驗室根據現場情況試驗確定，現場施工人員按照實驗室提供的配合比將砂與水泥混合， 反復攪拌3～4次，使之均勻混合，再加水翻拌3～4 次。 拌出的砂漿以手握成團、手上有濕痕而無水膜為宜。 拌好的砂漿歸堆存放0.5～1.0h 進行預縮，用塑料布遮蓋，防止水分蒸發。

預縮砂漿修補的原混凝土基面進行鑿毛處理，清除已鑿松裂的混凝土等殘留物、邊緣最小深度大于2.0 cm，并沖刷干凈。 修補面保持濕潤，但不能形成水膜或殘存積水。 修補時在修補基面涂一層厚約1 mm，水灰比為0.4～0.45 的水泥漿，分30～50 mm 層厚填入預縮砂漿。 用木錘拍打搗實至表面出現少量漿液為止，層間用鋼絲刷或竹刷刷毛，逐層連續作業直至修補工作完成。 修補外露面用鐵抹反復壓實抹光，并與原混凝土接頭平順密實。 拌制好的預縮砂漿控制2 h 內使用完畢。修補完成后4～8h 內有專人養護，保濕養護7d。養護期滿后對修補部位進行磨光處理。

6 混凝土澆筑質量控制的經驗總結

6.1 提高鋼筋保護層厚度措施

提高安裝鋼筋放樣精度，保證架立鋼筋布設的準確性，嚴格按照施工規范控制鋼筋安裝質量；僅靠預埋灌漿鋼管控制混凝土保護層厚度還不夠， 現場可以根據實際情況在架立鋼筋和主筋上電焊鋼筋頭，鋼筋頭伸入保護層4cm 左右，用來保證鋼筋保護層厚度。

6.2 減小麻面，提高平整和光潔度措施

針梁鋼模臺車進入鋼筋籠以前，必須將面板清理干凈，涂刷脫模機，并防止二次污染；充分利用針梁臺車的窗口和溢流管進行混凝土入倉，保證倉面混凝土均勻上升；必須合理的利用針梁臺車附著式振搗器，既要及時開啟附著式振搗器，把砂漿提至混凝土表面，排出面板上的氣泡。又要防止過振使已經凝固的混凝土表面流入新的漿液現象發生。

7 結束語

老撾南俄5 隧洞混凝土襯砌工程， 對出現的混凝土質量缺陷，按照上述修補施工技術，混凝土表面和內在質量均達到設計要求，得到了現場監理和業主的認可， 為同類工程的混凝土澆筑提供了經驗借鑒。