淺談自密實混凝土在南水北調隧道工程中的質量控制措施

淺談自密實混凝土在南水北調隧道工程中的質量控制措施

郭兵

(中國鐵建十六局集團有限公司， 北京100018)

【摘要】本文以北京市南水北調配套南干渠工程——水工圓涵現澆自密實混凝土施工為例，描述了施工過程中的質量控制及參數優化措施，為自密實混凝土施工技術在同類工程中的應用提供借鑒及參考。

【關鍵詞】自密實混凝土； 質量控制； 措施； 南水北調； 隧道工程

中圖分類號：TV554文獻標志碼： A

On Quality Control Measures of Self-compacting Concrete in

South-to-North Water Diversion Tunnel Project

GUO Bing

(ChinaRailway16thBureauGroupCo.,Ltd.,Beijing100018,China)

Abstract：In the paper, Beijing South-to-North Water Diversion Supporting South Main Canal Project—hydraulic circular culvert cast-in-situ self-compacting concrete construction is adopted as an example for describing quality control and parameter optimization measures in construction process, thereby providing reference for applying self-compacting concrete construction technology in similar projects.

Keywords：self-compacting concrete; quality control; measures; South-to-North Water Diversion; tunnel project

北京市南水北調配套工程——南干渠工程，承擔著為郭公莊水廠、黃村水廠、亦莊水廠、第十水廠和通州水廠等提供南水北調水源的任務。該工程為復合式襯砌結構，開挖洞徑6m，一襯采用裝配式預制鋼筋混凝土管片結構，初襯厚300mm；二襯采用全圓針梁式模板臺車澆注自密實鋼筋混凝土一次性成型厚度為350mm的圓洞，自密實混凝土強度等級為C30W10。

隧道二次襯砌混凝土澆注采用針梁式全圓模板臺車，全斷面一次襯砌，直線段(包括R=785m區段)縱向分段每倉12000mm，曲線段(R=350m區段)縱向分段每倉7500mm。

1前五倉二襯自密實混凝土施工概述

通過前五倉施工總結二襯混凝土澆筑施工經驗，確定施工參數及相關技術指標，確保今后二襯混凝土施工質量。

前五倉施工位置及施工時間如表1所列。

表1　前五倉施工位置及施工時間

前五倉施工過程中，不同程度地發生了一些質量缺陷。其中主要缺陷包括：氣泡、澆筑線及麻面等。

2前五倉二襯混凝土具體施工情況

2.1第一倉

2012年04月12日第一倉二襯混凝土澆筑，具體位置為27號排氣閥井上游：16+339.227～16+351.227。

澆筑時間為2012年04月12日17∶48～13日05∶30，9輛混凝土運輸車按順序分別進行澆筑。各運輸車混凝土指標見表2，實際澆筑混凝土65m3、砂漿2m3。

表2　混凝土到場各項指標檢測結果1

拆模后外觀質量：2012年04月14日上午10:00左右，對同條件試塊進行抗壓強度試驗，試驗強度達到了17.80MPa，具備拆模條件。拆模后整體外觀質量較好，上半弧表面平整光滑亮澤，但尚存在以下問題：腰部位置存有澆筑線，底部存有少量麻面和氣泡。詳見圖1。

圖1　底部麻面

下倉注意事項：督促混凝土廠家做好原材料控制，嚴格控制混凝土出廠坍落擴展度；做好混凝土運輸調度，根據現場實際澆筑情況確保混凝土運輸按時到達施工現場；加強現場混凝土坍落擴展度等各項指標的控制，不合格混凝土予以退場；完善各個環節的磨合，縮短澆筑時間，以最短的時間將混凝土澆筑入模，確保混凝土澆筑的連續性；加快混凝土導管由腰部澆注孔向頂部澆注孔倒換的速度。

2.2第二倉

2012年04月17日第二倉二襯混凝土澆筑，具體位置為27號排氣閥井上游里程：16+351.227～16+363.227。

澆筑時間為2012年04月17日19∶50～18日05∶40，8輛混凝土運輸車按順序分別進行澆筑。各運輸車混凝土指標見下頁表3，實際澆筑混凝土65m3、砂漿2m3。

拆模后外觀質量：2012年04月18日下午17∶30左右，對同條件試塊進行了抗壓強度試驗，試驗強度達到了8.56MPa，具備拆模條件。拆模后的整體外觀質量較好，上半弧表面平整光滑亮澤，但尚存在以下問題：腰部位置存有少量澆筑線，底部存有少量麻面和氣泡。詳見下頁圖2。

表3　混凝土到場各項指標檢測結果2

圖2　混凝土外觀

下倉注意事項：安排泵車在閥井院內直接接管入倉，采用地面混凝土輸送泵直接泵送混凝土入倉，加快混凝土入倉速度；駐站人員繼續加強混凝土出站指標控制；現場提前準備好場地、機械，做好混凝土澆筑方式改變的準備工作。

2.3第三倉

2012年04月21日第三倉二襯混凝土澆筑，具體位置為29號排氣閥井上游里程：18+142.240～18+130.240。

澆筑時間為2012年04月21日22∶58～22日05∶55，8輛混凝土運輸車按順序分別進行澆筑。各運輸車混凝土指標見表4，實際澆筑混凝土64m3、砂漿2m3。

表4　混凝土到場各項指標檢測結果3

拆模后外觀質量：2012年04月23日上午10∶00左右，對同條件試塊進行了抗壓強度試驗，試驗強度達到了10.50MPa，具備拆模條件。拆模后的整體外觀質量較好，上半弧表面平整光滑亮澤，但尚存在以下問題：腰部位置出現少量澆筑線，底部存有少量麻面。詳見圖3。

圖3　腰部混凝土

下倉注意事項：嚴格控制混凝土出廠坍落擴展度；安排泵車在27號閥井院內直接接管入倉，采用地面汽車泵直接泵送混凝土入倉；合理確定混凝土分層厚度，每層澆筑厚度不得小于20cm；加強后期混凝土養護工作。

2.4第四倉

2012年04月23日第四倉二襯混凝土澆筑，具體位置為27號排氣閥井上游里程：16+363.227～16+375.227。

澆筑時間為2012年04月23日22∶39～24日04∶33，8輛混凝土運輸車按順序分別進行澆筑。各運輸車混凝土指標見表5，實際澆筑混凝土65m3、砂漿2m3。

拆模后外觀質量：

2012年04月25日上午10∶00左右，對同條件試塊進行了抗壓強度試驗，試驗強度達到了9.8MPa，具備拆模條件。拆模后的整體外觀質量較好，上半弧表面平整光滑亮澤，但尚存在以下問題：腰部位置出現澆筑線，側下部存有麻面。

下倉注意事項：嚴格控制混凝土出廠坍落擴展度；做好臺車兩側模板的加固工作，加快4～7車混凝土的澆筑速度；安排泵車在29號閥井院內直接接管入倉，采用地面輸送泵直接泵送混凝土入倉；加強與混凝土攪拌站的溝通工作，降低混凝土的黏度，增強流動性。

表5　混凝土到場各項指標檢測結果4

2.5第五倉

2012年04月26日第五倉二襯混凝土澆筑，具體位置為29號排氣閥井上游里程：18+130.240～18+118.240。

澆筑時間為2012年04月26日22∶50～27日04∶32，8輛混凝土運輸車按順序分別進行澆筑。各運輸車混凝土指標見下頁表6，實際澆筑混凝土64m3、砂漿2m3。

拆模后外觀質量：

2012年04月28日上午10∶00左右，對同條件試塊進行了抗壓強度試驗，試驗強度達到了9.5MPa，具備拆模條件。拆模后的整體外觀質量較好，上半弧表面平整光滑亮澤，但尚存在以下問題：底部局部輕微麻面。

表6　混凝土到場各項指標檢測結果5

下倉注意事項：繼續做好混凝土出廠坍落擴展度控制；嚴格控制各車澆筑時長；結合現場混凝土外觀情況，繼續邀請攪拌站技術人員至現場優化混凝土指標。

3混凝土澆筑質量控制措施

3.1施工組織

加強施工組織，做到每崗有人負責，充分發揮每個管理人員的作用，并要求每個管理人員均熟悉混凝土的控制指標，熟練掌握自密實混凝土各種性能檢測。

3.2施工準備

在混凝土澆筑前由專人落實施工準備情況，確保各方面工作在澆筑前準備到位，攪拌站調度必須到混凝土澆筑現場。

3.3澆筑布置

現階段，澆筑方式采用地面配置混凝土輸送泵，接泵管直接入倉，根據現場閥井分布位置，確定混凝土泵車布置場地。澆筑倉數暫定各閥井200m之內(具體倉數以現場實際澆筑情況為準)，然后改為地面混凝土經竄管放入小罐車，拉至洞內地泵泵送入倉。

3.4澆筑方式

采用兩側觀察窗口澆筑混凝土，待混凝土面至腰線變更為拱頂澆筑口澆筑。安排專人負責混凝土導管由中部灌注孔向頂部的倒換，換管時間為第三車混凝土澆筑完成后開始，換管時間控制在15～18min。

3.5施工機械設備管理

安排專人負責混凝土泵車、小罐車、三輪車的維修保養，確保機械設備運轉正常。

3.6混凝土技術指標控制

攪拌站供混凝土須達到指標要求：坍落擴展度出站為700～720mm,到現場為680～700mm；含氣量1.5%～4%，V形漏斗控制時間為7～25s，U形箱槽控制高度不小于320mm，且運輸時間不得為45min。

3.7其他要求

a.攪拌站加強二襯混凝土的各種原材料質量控制，確保出站混凝土的性能指標滿足施工質量需要。

b.及時與混凝土攪拌站就優化混凝土相關指標進行溝通，嚴禁攪拌站自行調整混凝土的任何指標。

c.項目部駐站質檢人員加強二襯混凝土出站前質量控制，每盤攪拌時間(從全部材料投完算起)不低于45s，凡不滿足自密實混凝土指標要求的，嚴禁出站。現場管理人員嚴格控制入倉混凝土性能指標，未滿足要求的禁止入倉。

d.現場調度要及時調整罐車時間間隔，并錯開社會車輛高峰，確保混凝土澆筑供應連續。

e.施工中，準確定位頂模位置，確保澆注口位于洞身中線，使得兩側混凝土水平上升。加強模板臺車上浮和偏移監測，發生突然性上浮或偏移較大時，立即停止澆筑，加固模板后，方可繼續澆筑，并繼續加強觀測。

f.實際澆筑過程中，以盡快入倉為準則，根據模板臺車的上浮和偏移數據控制混凝土澆筑的速度。

4結語

本文通過對施工現場前5倉自密實混凝土澆筑數據的采集、分析，總結出自密實混凝土施工的一些關鍵參數控制方法及途徑，為類似自密實混凝土工程施工提供借鑒及參考。