长大引水隧洞混凝土衬砌常见质量通病及其防治

陈 波，杨 洪

(四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都 610072)

1 前 言

位于我国西南高山峡谷地区的地下工程具有大埋深、洞线长、断面尺寸大、地下水丰富、地质条件复杂等特点，在混凝土衬砌过程中遭遇一系列特殊问题，导致混凝土衬砌施工在各环节容易产生不同程度质量隐患，因而在衬砌施工中，应重点分析其常见质量通病产生原因，采取有针对性的防治手段，并在管控程序及方法上改进与重点加强。

毛尔盖水电站引水隧洞为圆形有压隧洞，全长16 298.797m，过水断面直径8.6m，其中Ⅲ类围岩衬砌厚度40cm，Ⅳ类围岩衬砌厚度60cm，Ⅴ类围岩衬砌厚度80cm。

2 主要工程特点

(1)地质条件复杂。隧洞所经区域主要为三叠系中统杂谷脑组第四亚层浅灰色薄～中层变质长石石英砂岩与深灰色炭质千枚岩、绢云母千枚岩互层。引水隧洞最大垂直埋深1 080m，轴线方向S30°00'00″E，与岩层走向夹角约25°。岩体风化卸荷较强烈，裂面多卸荷张开，充填泥膜，岩体呈薄层镶嵌～碎裂结构，地下水发育，围岩极不稳定，以Ⅳ、Ⅴ类围岩为主，其长度占到了隧洞总长的70.6%。

(2)高水头。该隧洞为有压隧洞，最大工作水头260.7m，给混凝土浇筑质量、施工缝和结构缝的处理提出了更高要求。

3 常见质量通病及其成因

混凝土质量通病往往在混凝土浇筑成形或投入使用后才逐渐暴露出来，可分为以下8类:

(1)蜂窝。主要表现为混凝土粗细骨料分离、架空，松散呈现蜂窝状。

成因:混凝土配合比设计不当;拌和时间不足;不正确的浇筑方法;模板漏浆;振捣不实;过分振捣等。

涉及的环节和工序:配合比设计环节、拌和环节、模板工序、浇筑工序。

(2)麻面。主要表现为混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点，形成粗糙面，但无钢筋外露现象。

成因:模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净，拆模时混凝土表面被粘坏;拆模时间过早或过晚;摸板拼缝不严，局部漏浆;模板隔离剂涂刷不匀，或局部漏刷或失效;混凝土振捣不实，气泡未悱出，停在模板表面形成麻点。

涉及的环节和工序:模板工序、浇筑工序。

(3)露筋，俗称“肋巴骨”。主要表现为混凝土局部表面出现钢筋印迹，但无钢筋外露现象。

成因:钢筋保护层过小;架立筋钢筋加固不牢，钢筋骨架松脱;模板定位不准，向一侧偏移。

涉及的环节和工序:测量环节、钢筋工序、模板工序。

(4)错台。主要表现为相邻两仓混凝土之间出现高差突变，形成台阶状。成因:模板搭接拼缝不严;模板加固不牢，出现上浮或偏移;模板定位不准。涉及的环节和工序:测量环节、模板工序。

(5)埋件外露。主要表现为灌浆管、监测仪器、止水铜片等外露，形成渗漏通道，影响正常使用。

成因:埋件加固不牢，出现脱落或偏移;振捣过度。

(6)混凝土表面渗、漏水。主要表现为混凝土表面出现股状、滴状或面状外水内渗或内水外渗，影响正常使用。

成因:混凝土配合比设计不当;拌和时间不足导致混凝土和易性差;浇筑过程中出现冷仓形成冷缝;浇筑过程中岩面渗水引排措施不当或仓内积水没有及时引排、振捣不实等。

涉及的环节和工序:配合比设计环节、拌和环节、基础面处理工序、浇筑工序、测量环节、预埋件工序。

(7)施工缝渗水。主要表现为施工缝出现外水内渗或内水外渗，施工缝包括环向施工缝和采用边顶拱台车施工形成的水平施工缝。

成因:凿毛不精细不彻底;橡胶止水带加固不牢或定位不准，出现脱落或偏移;振捣过度。

涉及的环节和工序:测量环节、预埋件工序、施工缝工序、浇筑工序。

(8)伸缩缝渗水。主要表现为伸缩缝出现外水内渗或内水外渗，影响正常使用。

成因:填缝材料及工艺不达标;橡胶止水带或止水铜片加固不牢或定位不准，出现脱落或偏移;振捣过度。

涉及的环节和工序:测量环节、预埋件工序、止水伸缩缝工序、浇筑工序。

4 防治手段

从隧洞混凝土衬砌质量通病的成因可以看出，这些质量通病的形成，主要是在各工序或施工环节中所用方法不当或控制不严造成的。因此，最有效的防治手段应该是改进并加强管控程序、做好各环节与工序质量控制双管齐下，才可取得较好的效果。

4.1 改进并加强管控程序

水工隧洞因受地质、施工环境等外界影响因素较大，其管控程序与普通混凝土应有所区别和改进。特别应当注意的是，基础面工序、钢筋工序与模板工序均应分阶段单独验收，不可简化(见图1)。

4.2 加强各环节与工序质量控制

4.2.1 基础面与施工缝

(1)现场验收部位的桩号、高程要标明，灯光要明亮，否则不予验收。

(2)控制要点:无松动岩块;无积水，地下水妥善封堵或引排;岩面无积渣和杂物;上一仓浇筑完成后形成的水泥块应清除;重点检查是否存在欠挖，若有欠挖应在处理后重新验收。

(3)混凝土施工缝面一般采用人工凿毛。

(4)缝面应无杂物、油污、水垢，乳皮应全部清除干净。

(5)建基面验收由监理工程师组织业主、设计、承包人共同参加。

4.2.2 钢 筋

(1)由于隧洞内钢筋验收受仓面狭窄影响的特殊性，要求在钢筋绑扎和焊接完成后，钢筋工序应单独验收，合格后才能滑动台车。

(2)检查仓面内钢筋的间排距、规格型号、安装位置、保护层厚度是否符合要求。

(3)检查钢筋的焊接质量:主筋的焊接长度(双面焊5d，单面焊10d);焊缝表面无裂缝;焊缝的焊波应均匀，无脱焊、漏焊现象，焊缝应平整、饱满;焊缝咬边应满足规范要求。

(4)钢筋接头现场取样:直螺纹钢筋接头、焊接接头均需现场取样，取样试验合格后进行钢筋工序验收。

(5)钢筋加工弧度均匀，无局部弯折，表面洁净无损伤，有裂纹的或片状老锈的钢筋不得使用。

(6)当钢筋的品种、级别或规格需作调整或代换时，应有设计文件。

(7)钢筋上的附着物要清理干净，以免影响钢筋的握裹力。

4.2.3 模 板

(1)每仓模板验收时，应附有测量队检查模板定位的资料。

(2)模板表面应平整，光洁度符合质量标准，模板应涂刷脱模剂(封头木模开浇前应洒水润湿)。

(3)封头钢模(木模)拼缝应严实，接缝处要与老混凝土面紧贴，木模和钢模之间应平顺光滑连接，不能有突变、错台现象。

(4)钢模台车就位前，应对钢模板进行检查，变形的部位应校复，检查底板侧墙混凝土面是否平直，保证台车钢模与老混凝土面贴合紧密，如不平直应进行打磨处理。钢模表面的砂浆要清理干净，并应刷脱模剂。

(5)堵头模板应和止水伸缩节对中。

4.2.4 止 水

图1 引水隧洞混凝土衬砌验收程序框图

(1)止水带按设计位置跨缝对中安装，并用托架、卡具定位，确保在混凝土浇筑过程中不产生变形或位移，不允许有拉筋、钢筋或其它钢结构与止水相碰接。

(2)在混凝土浇筑前将止水带上所有的油迹、灰浆和其它影响混凝土粘结的有害物质彻底清除，埋入混凝土的两翼部分应与混凝土紧密结合;浇筑止水带附近混凝土时应辅以人工振捣密实，严禁混凝土出现蜂窝、狗洞和止水片翻折。

(3)结构缝(伸缩节)空腔内所填充的塑性材料(沥青麻片或沥青木板)应饱满平整，止水表面无砂浆、乳皮、油渍等杂物，如有砂眼、钉孔、裂纹、缺损的应予以修补。

4.2.5 预埋件

(1)熟悉预埋件图纸，准确标出安装位置、规格、数量、方位、埋入深度等，防出现漏埋和错埋现象。

(2)预埋件应与锚杆、锚钉等焊接牢固。

4.2.6 开仓验收

(1)上述工作内容的验收，在各工序质量评定完成且全部达到合格标准后，可开仓验收。

(2)检查资料:混凝土配合比及现场配料单;混凝土浇筑准浇证(开仓证);基础面、混凝土施工缝处理工序质量评定表;混凝土钢筋工序质量评定表;混凝土模板工序质量评定表;混凝土止水、伸缩及排水工序质量评定表。

(3)以上表格，需由监理工程师现场检查签字后，方可开仓浇筑。

4.2.7 混凝土浇筑

(1)拌制混凝土时，必须严格遵守试验室签发的混凝土配料单进行配料，严禁擅自更改，且拌混凝土时，试验人员必须在现场盯班。

(2)在混凝土拌和过程中，根据气候条件定时测定砂、石骨料的含水量(尤其是砂子的含水量)，在降雨的情况下，相应地增加骨料含水量测定次数，以便随时调整混凝土的加水量。

(3)必须将混凝土各组分拌和均匀，拌和程序和拌和时间要满足有关规定要求。

(4)混凝土入仓应采用分层分段多窗口均匀入仓，严禁只在顶拱设置一个入料口，让混凝土在仓内内以自流的方式入仓;钢模台车两侧的混凝土应尽量做到均匀上升，混凝土必须随浇随平仓，不得堆积。

(5)浇筑混凝土时，严禁在仓内或在运输途中加水，如发现混凝土和易性较差时，必须采取加强振捣等措施，以保证混凝土质量。

(6)不合格的混凝土严禁入仓;已入仓的不合格的混凝土必须清除。保持混凝土浇筑的连续性，如因故(停电或设备故障等)中止超过允许间歇时间，则按施工缝处理;若能重塑者，可继续浇筑混凝土。

(7)使用振捣器捣固混凝土时，每一位置的振捣时间，以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准;振捣器垂直插入混凝土中，按顺序依次振捣，如略带倾斜，则倾斜方向应保持一致，以免漏振。

(8)每仓混凝土浇筑过程中，试验室应在现场取样(混凝土试块)。

4.3 制定切实可行的奖惩措施

在毛尔盖水电站引水隧洞混凝土衬砌施工前，由监理工程师组织建设四方召开混凝土衬砌质量专题会，明确各环节、各工序重点注意事项，宣贯检查验收程序，并针性地详细制定了《毛尔盖水电站引水隧洞混凝土衬砌施工质量管控要求及质量问题处罚标准》。

这些处罚标准有技术类的，如现场整改、返工等;也有经济类的，如罚款等;还包括行政类的，如书面通报批评、通知责任单位总部等。细节问题逐项落实到单位、落实到人头，形成了“有规可依、照规检查、违规必罚”的多方质量责任制体系。

4.4 缺陷修补

实践表明，任何形式的质量控制手段都不可能完全杜绝质量缺陷的产生，因此，在引水隧洞混凝土衬砌施工中，缺陷修补仍然是不可避免的。笔者认为:在工期安排上应充分考虑缺陷修补的时间，统筹考虑施工干扰和缺陷修补对工期的影响。修补时间可以在隧洞灌浆期间穿插进行，修补总工期视缺陷多少及修补难度，一般控制在1～3个月内完成;修补方案应按缺陷类型个性化拟定。

5 结束语

毛尔盖水电站引水隧洞工程于2011年10月16日正式充水，已安全运行近1年时间。作为一条修建在复杂地质条件下的高水头长大引水隧洞，混凝土衬砌质量是隧洞安全运行的核心，施工中采取的质量控制手段是积极而有效的。