水工隧洞全斷面混凝土襯砌模板的應用

【摘要】水工地下隧洞襯砌施工時混凝土裂縫問題經常出現，若是無法對其進行有效的處理，不僅會降低混凝土的抗滲能力，而且在很大程度上還會對水工隧洞工程整體結構的穩定性造成影響，最終造成水工隧洞不能發揮出本有的功能。因此，必須要加強研究水工隧洞襯砌施工出現混凝土裂縫的成因，并針對性對其做出有效的預防和控制。同時，在混凝土襯砌模板施工中中，為促進混凝土施工質量的提升，在隧洞混凝土襯砌中，應用鋼模臺車技術，不僅能改變周邊環境，還能對工程進度進行有效控制，提高整體的工程質量。

【關鍵詞】水工隧洞；裂縫；鋼模臺車技術；隧洞；混凝土

1、前言

水工隧洞是在土體、石巖中開挖形成的，通常為了保證隧洞在巖土中的穩定性，會采用襯砌、支護，襯砌要滿足水流沖刷和防滲的要求。然而，在實際施工過程中，往往由于施工人員操作不當或是受限于客觀條件而出現蜂窩狀、裂縫、麻面、色差等不理想的襯砌效果。

2、水工隧洞襯砌混凝土裂縫類別

在水工隧洞襯砌施工中，通?？梢园岩r砌混凝土裂縫分為兩種：貫穿性危害裂縫和細小的表層裂縫，不管是哪種裂縫都必須要對其進行有效的處理，這樣才能有助于提高水工隧道襯砌施工的整體質量。

2.1細小的表面裂縫

細小的表面裂縫主要是指分布在混凝土表層，而且裂縫縫隙較為細小的裂縫，這種裂縫往往是無規律的，而且出現的數量也是不可控的。細小的表面裂縫其縫隙往往都不大于1mm，而且長度也比較小，且都呈現出輕微張開或是閉合的狀態。雖然這樣的裂縫不會對其整體結構造成很大的影響，但如果沒有進行有效的控制、處理，就容易影響到鋼筋的耐腐蝕性和結構的持久性。

2.2貫穿性的有害裂縫

貫穿性裂縫能夠貫穿到水工隧洞的整體構造當中，嚴重威脅到水工隧道工程的安全性及穩定性。通常情況下，貫穿性裂縫都是單一出現的，其長度也非常廣，主要呈現出張開的狀態，裂縫快讀往往都是在1～5mm之間，嚴重時其寬度能夠達到20mm。貫穿性有害裂縫的出現會蔓延到整個隧洞中，從而造成隧洞出現滲漏情況。

3、水工隧洞襯砌混凝土出現裂縫的原因分析

3.1降溫造成的收縮裂縫

大多數都是在較深的地層中進行水工隧洞工程，在水泥水化之后，隧洞中的溫度會有明顯的提升，即便是在冬天進行施工，隧洞中的溫度也不會太低，這時混凝土中就會出現水分蒸發以及遇冷凝結的情況，如果工作人員只是對其進行簡單的表面維護，而沒有注重對混凝土的內部進行散熱處理，或者沒有及時處理收縮裂縫中的溫度變化，這會大大提高出現伸縮裂縫的概率。

3.2外力作用下裂縫的擴展

水工隧洞工程對其挖成洞的要求比較高，但是水工隧洞工程的施工的時間卻較為緊迫，一旦在完成混凝土澆筑之后不能對其實施有效的保養和維護，者勢必會降低混凝土的使用壽命，在混凝土施工過程中，開挖支護是非常重要的一個環節，如果在實際的施工無法準確的分辨出圍巖種類，又或者是不能科學的選擇鋼筋支護，就會讓圍巖承受不必要的力差，并出現多次重分布和毛洞變形，在外力的作用下混凝土就會出現明顯的裂縫。

3.3混凝土結構裂縫

施工所在地的地質水文情況在很大程度上也會影響水工隧洞工程，如果在水工隧洞進行施工設計之前，無法充分了解其地形地質、水文的運行變化，就很容易造成實際施工情況和設計圖紙不相符的情況，這樣的情況下就非常容易出現結構裂縫，這種裂縫的裂痕機理較為理想，有著較高的可控性，容易發生變化。

3.4混合比例不當

由于水力工程和水力隧道的實際特點，混凝土在很長一段時間內會處于惡劣的環境中，會受到地形和氣候的影響，大大降低了混凝土的耐久性，因此要結合實際情況調整其配合比。在配比設計后，必須要有效落實，如此才能夠獲得有效的效果。造成配合比不當的原因主要有沒有定期對攪拌站稱量系統進行校對、沒有定期校正配合比偏差、未能及時檢查拌和站料斗混料、混凝土拌和物在運輸過程中加水和投料順序不正確等。

3.5原材料的選取和管理不當

保證原材料的質量是項目整體質量的關鍵，選用和管理項目中常用材料問題主要有：水泥品種的選擇沒有按照工程的實際要求；在運輸和儲存過程中，部分水泥會受潮結塊，沒有眼見就投入使用；粗細骨料級配不良，含泥量過多、泥塊含量過高，針片狀顆粒物含量、有害物質超標；在不同季節的施工中，砂（石）儲放無效，沒有采取有效的冷卻和保溫措施。

4、混凝土裂縫的預防

4.1優化混凝土配合比

為了可以有效的避免因溫度的差異出現的裂縫，在選擇混凝土的時候，要保證混凝土的質量能夠符合建設施工標準，并進行多次配比以選擇出一個最為合適的方案。同時還要配合復合型的高效減水劑或粉煤灰的使用，改變混凝土的和易性，并降低混凝土的水化熱和干縮，從而有效的避免出現裂縫。

4.2加強監測圍巖變形

在實際的施工過程中，必須嚴格進行監測和控制圍巖變形，這樣才能夠有效的避免因圍巖承受附加力所引起的混凝土裂縫情況。通過解析有關內容和技術，準確的判斷圍巖能否順利完成收斂變形，并明確出襯砌的時間，從而可以在混凝土襯砌工作中降低圍巖收縮變形，降低出現裂縫的概率。除此之外，還要嚴格控制和監督其施工工藝和施工流程，例如：混凝土的搬運、入倉、振搗、攪拌等。

4.3確保倉面沒有滲水干擾

避免地下水深入混凝土澆筑倉面同樣也可以起到預防出現裂縫的效果。在實際施工過程中，應該按照以疏排滲透地下水的方式去采取相應的預防措施，并按照不同的實際情況科學的選擇預防方式，例如可以采用排水管進行排出成股滲出的地下水，這樣就能夠有效的解決滲水留倉的問題。

4.4原材料選取和管理預防處理

在選取水泥的時候，盡可能要選擇低熱量的水泥品種，嚴格控制水泥的質量。在運輸過程中，避免水泥受潮或是混入雜物。堆放時要根據出廠廠家、工廠的日期和水泥品種分類堆放，絕不可以混合堆放。需要不定期檢測現場堆放的粗集料，如有不合格，必須要及時清理掉，并做好相關記錄?？赏ㄟ^風冷、水冷、空氣氣化冷卻及搭棚等方式控制入模混凝土的溫度；適當摻入煤粉灰，降低水泥用量，大大提高了混凝土和易性，提高混凝土質量。通過膨化劑的合理摻入，還能夠提高混凝土的抗裂性、抗滲性。

5、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的控制措施

5.1 表面修補法

表面修補法是一種常見的處理裂縫的方法，主要用于一些不影響水工隧洞結構穩定性的裂縫修補中使用。在實際施工過程主要是在混凝土裂縫表面涂抹上一層環氧膠泥、水泥漿或者是瀝青、油漆等。有時為了避免裂縫的進一步擴大，還必須要在其表面粘貼玻璃纖維布等防護措施。

5.2 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法往往都是對水工隧洞整體穩定性造成一定影響的裂縫中使用，也可以使用灌漿法修復對有較高防滲要求的混凝土裂縫。主要是使用相關的壓力設備把膠結材料壓入到混凝土的裂縫中，讓混凝土和膠結材料融為一體，從而能夠發揮封堵裂縫的效果?，F階段較為常見的膠結材料主要有環氧樹脂、水泥漿、甲基丙燃酸酯等。而嵌縫法主要是沿裂縫鑿槽，并在槽中嵌入相關的止水材料，例如：丁基橡膠、聚氯乙烯膠泥、聚合物水泥砂漿等。

5.3 結構加固法

如果裂縫已經嚴重影響到了水工隧洞襯砌混凝土結構的性能，則應該采用結構加固法進行有效的控制處理裂縫?，F階段較為常見的結構加固方式主要有：增大混凝土截面面積、粘貼鋼板加固、構件角部外包型鋼、增設支點加固等。

6、鋼模臺車技術在隧洞混凝土襯砌中的應用

6.1施工步驟

首先，對其底部的混凝土進行施工，再對其兩側、拱頂的混凝土進行實施。在整個施工流程中，要對基礎面進行處理。然后，鋪設軌道———測量放樣———安裝鋼筋，保證鋼模臺車能確定好。最后，測量復核，對封頭進行無拆模板安裝工作，以確保混凝土澆筑工作的完成和養護工作的執行。

6.2鋼模的簡易安裝

對鋼模進行現場組裝的具體步驟如下，首先，在安裝之前，需對鋼模軌道線進行測量。然后，根據軌道線的鋪設，為其設置方木軌道，基于軌道的底部，實現固定拉筋。安裝期間，拱架的中心線和隧道的中心線要保持一致，使其垂直于隧洞軸線。此外，還需將斜撐轉移到縱橫兩個方向，以保證能夠符合鋼模臺車的強度，維護整體的穩定性。

6.3鋼模臺車的簡單運行

前期工作，需對鋼模的巖面進行清洗，以保證整體的潔凈。對鋼筋的尺寸進行測量，以實現加工成型。在施工過程中，要控制混凝土襯砌的施工速度，保證能夠將3t的鋼筋直接運輸到工作面。鋼筋安裝應在靠近1m的澆段內進行，采取扎絲并攏的方式，懸掛到頂拱位置；鋼筋安裝時，需對筋孔進行鉆孔，以便于安裝插筋、焊接鋼筋以及捆綁鋼筋。完成上述工作后，需根據圖紙的設計要求，安裝灌漿管，其中，一端要用泡沫塑料將其卷筒堵塞，另一端要用水泥袋進行堵塞。為使模板的安裝工作能夠到位，在完成鋼筋、灌漿管的安裝后，要對鋼模臺車進行移動，使之處于襯砌段。同時還應利用調節絲桿，對其進行調節，保證臺車在滑行期間，能夠運行在軌道的位置兩側，以促進加固、校正工作的完成，實現鋼模的穩定運行。混凝土澆筑工作完成后，需進行脫膜，將邊模絲桿放松，拆除邊墻模板，降低頂拱絲桿，確保頂拱模板能與混凝土面完成脫離。

6.4鋼筋施工要點

隧道混凝土襯砌施工中，鋼筋施工需要采用鋼模臺車技術。即用汽車將鋼筋運輸到洞口，再用鋼筋運輸臺車進行水平運輸。運輸期間需要注意幾點：一是為了促進施工工作的有效執行，鋼筋的結點需按照一定的要求綁扎牢靠，對每個澆筑分層的上部進行分布筋的點焊，以降低加工產生的誤差。二是在對環向受力鋼筋進行搭接期間，可以使用直螺紋套筒施工技術，從而保證工程施工質量的穩步提升。三是鋼筋安裝要求鋼筋順直、均勻分布，確保鋼筋網面平順、鋼筋之間的距離合理。

6.5混凝土施工要點

在對隧道工程進行混凝土施工工作中，要保證混凝土泵能夠放在隧道洞的進口位置。在底板混凝土施工工作中，可以使用附式振動器，使拱頂振搗工作更為密實。施工要點：一是要保證基礎面的清潔，還可以使用潛水泵進行排水。二是要根據工程中設計圖紙及相關要求，做好現場的測驗工作，并繪制工程施工測量圖。三是要在工作面上進行混凝土送入與澆筑工作。利用平鋪法澆筑，保證混凝土較好振搗。混凝土的鋪料層厚度應維持在500mm以下，確保倉面混凝土均衡性和平整性，從而在最大程度上降低平倉工作量。四是在進行橡膠止水帶底部混凝土施工工作中，需防止止水片卷曲。采取插入式振搗方式，以避免內部出現蜂窩。五是需根據表面泌水情況，提出合理的澆筑措施，在降低泌水的同時實現科學的養護。當混凝土脫模工作完成后，相關工作人員需對模板表面的殘余混凝土進行清理。同時，模板拆除完成后，還需使用人工涂刷脫模劑。

結束語：

總而言之，水工隧洞工程中使用的混凝土非常講究，工程的質量和人們生命財產安全息息相關。對于水工隧洞工程中出現的混凝土裂縫，施工人員必須要足夠重視裂縫問題，認真尋找并分析混凝土裂縫的形成原因，并及時采取科學合理的預防和處理措施。將鋼模臺車技術應用到隧洞混凝土襯砌中，不僅減少了工程中的蜂窩麻面和接縫，保證了混凝土表面的光滑度和平整度，還能提升施工速度，節約大量勞動力，降低施工成本，以保證工程能在合理的時間內完成，從而發揮出工程的有效價值。

參考文獻：

[1] 李蘇明.混凝土襯砌渠道防滲技術[J].河南水利與南水北調，2017（05）

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