浅谈浅埋暗挖二衬自密实砼施工质量控制

张泽

摘 要：为缓解水资源短缺问题，我国进行了一系列的大型水利工程建设，在工程施工中需要进行较多的隧洞施工，为保证隧洞工程施工质量，需要在初期衬砌与二次衬砌混凝土之间设置防水层，然而二衬混凝土无法实现拉结设置，且其混凝土振捣及模板稳固控制较为困难。结合南水北调工程中南干渠工程，在浅埋暗挖二衬施工中应用自密实混凝土，有效解决了以上问题。重点对二衬自密实混凝土施工质量控制措施进行研究，实践证明，保障自密实混凝土施工质量，在提高工程施工质量，实现施工综合效益等方面发挥着重要现实作用。

关键字：浅埋暗挖 二衬 自密实混凝土 施工质量控制

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0153-02

一、工程概况

南干渠工程第八标段输水洞线起点桩号为9+797.04，终点桩号为11+302.04，中心导线全长1505米。包括浅埋暗挖隧洞、15～17号排气阀井、郭公庄分水口、节制阀井、2号排空井、穿京九铁路及京沪高铁段。 在南干渠工程中，其暗挖隧道为双线内径3.4m圆形隧洞，二衬厚度为350mm，采用C30自密实钢筋砼，抗渗标号W10。隧洞采用整圆衬砌一次成形，以减少施工缝，提高二衬自身防水能力。在该工程中，保障二衬自密实混凝土质量是实现工程施工质量的关键，为此，提出对浅埋暗挖二衬自密实混凝土施工质量控制研究。

二、自密实混凝土特性研究

自密实混凝土其性能较高，相对传统混凝土而言，自密实混凝土其化学性能与物理性能更为突出，在自密实混凝土施工中不需要进行振捣作业，其填充作业完全依靠其自重来实现。在应用中，自密实混凝土表现出以下应用优势：其一，自密实混凝土流动填充，浇筑速度快。在自密实混凝土中掺入一定量减水剂，其流动性较好，填充过程依靠自身重力作用来实现，浇筑效率较高，且在自密实混凝土流动填充过程中可以有效减少缝隙，提高其密实性；其二，粘聚性良好，稳定性能强。自密实混凝土在配置过程中应用了高效减水剂，可以有效避免出現混凝土离析现象，内部结构稳定性较好；其三，施工工艺简单，在传统混凝土施工过程中需要采取振捣措施以提高混凝土密实度，在自密实混凝土施工中，则省略了振捣作业程序，仅仅需要依靠其流动浇筑成型即可，密实度良好，在保证混凝土施工质量的基础上提高了施工效率；其四，经济性较好。因自密实混凝土施工工艺简单，施工效率较高，其综合效益较好。

三、自密实混凝土实验室配合比的确定

在南干渠工程施工过程中，为进行自密实混凝土施工质量控制，保障自密实混凝土质量，按照南干渠工程施工设计要求，在混凝土配置中掺入粉煤灰及矿渣粉，以达到降低混凝土水化热，提高混凝土整体质量的目的。对自密实混凝土所应用骨料进行检测，严格检测骨料碱活性，禁止应用高碱活性材料，严格检验混凝土各种原材料性能及指标，保证其应用符合水利工程建设相关要求。通过试验研究最终确定自密实混凝土配合比，在保证其性能的基础上进行配合比优化，并按照设计配合比进行混凝土配置与浇筑，通过现场试验，检验其性能及指标，保障其应用综合效益。

四、南干渠工程施工中浅埋暗挖自密实混凝土施工工艺及施工质量控制

（一）二衬自密实混凝土施工流程

二衬自密实混凝土施工流程示意图如下：

图1：二衬自密实混凝土施工流程示意图

在南干渠工程施工中，为保障工程施工质量，采取二衬自密实混凝土施工工艺，其自密实混凝土应用商品混凝土，通过输送泵或输送管进行混凝土输送，采取质量控制措施，以实现工程施工质量。本文以自密实混凝土分段浇筑方案、模板支立、混凝土灌注口设置、混凝土浇筑与混凝土养护为重点，对二衬自密实混凝土施工质量进行控制。

（二）二衬自密实混凝土施工工艺及质量控制

1、分段浇筑设计方案

在南干渠工程施工过程中，因其中心导线全长1505米，工程施工量较大，根据工程施工进度及实际情况，选择采取分断浇筑设计方案，并在工程自密实混凝土施工中设置永久伸缩缝，保障施工质量。在南干渠工程暗涵施工中，采取二次衬砌自密实混凝土分段浇筑工艺。

2、模板支模作业

在南干渠工程中其二衬模板采取的是全圆式液压针梁模板台车，这种针梁模板台车长度为24m，有效长度设计为10m，模板台车采取电力驱动行车，应用全液压系统进行模板支立，在进行模板台车定位操作时，先进行中线调整，保持抬车中线与隧洞中线完全重合，并调整模板台车标高，调整液压系统。在模板体系采取钢支架体系，在自密实混凝土浇筑之前，严格检查模板刚度及承载力，保证在混凝土浇筑过程中模板稳固性良好。

3、混凝土灌注口设置

在该工程中，其混凝土灌注口设置形式如下：于顶板模板与边墙模板中设置环向五排灌注窗口，纵向设置间距为3-4m。根据工程实际浇筑段长度，合理进行混凝土灌注口设置。一般顶板灌注窗口设置于顶板中间位置。采取措施将设置灌注口与模板连接位置进行加强处理，保障浅埋暗挖二衬自密实混凝土施工效果。

4、自密实混凝土浇筑施工

在南干渠工程中，应用C30W10自密实商品混凝土，其混凝土高流动性、不离析、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自身重力流动，无需振捣而达到密实，其主要控制指标为坍落扩展度（650±50mm）、U型箱试验填充高度（≥320mm）、V漏斗通过时间（7～25s）和混凝土含气量控制在（1.5%～3%）。在进行混凝土浇筑施工之前，对模板台车、钢筋、预埋件设置等进行全面检查，保证模板内部不存在杂物，保证设备运行质量。为保证工程二衬自密实混凝土施工质量，首先要求控制自密实混凝土坍落扩展度的损失，保证自密实混凝土流动性较强；保持自密实混凝土浇筑过程的连续性；采取抗浮措施保证模板台车刚度及稳定性；及时涂刷脱模剂定期对台车面膜进行打磨剖光以保证拆模效果。

5、混凝土养护措施

在完成自密实混凝土施工后，应及时采取养护措施，一般采取洒水保温养护措施；严格控制拆模作业，当混凝土强度达到设计强度的75%时，方可进行顶模拆除作业，在混凝土强度达到3.5MPa时，方可进行侧模拆除作业，避免过早拆模对混凝土造成损伤，引起混凝土施工质量问题。

在南干渠工程施工中，为保证二衬自密实混凝土施工质量，首先应保证其原材料质量，合理配置并优化混凝土配合比，严格按照施工工艺及施工规范进行混凝土施工；在混凝土运输及泵送过程中，应严格控制其时间，如是长距离输送混凝土，应在浇筑施工之前检测混凝土性能，保证其和易性；适当掺入粉煤灰及高效减水剂，可以有效提高自密实混凝土质量；及时安排混凝土养护。该工程采取质量控制措施，有效提高了施工质量，实现了自密实混凝土施工综合效益。

五、结语

在大型水利工程施工中需要进行大量的隧洞工程施工，为保证隧洞施工质量，在浅埋暗挖二衬施工中应用自密实混凝土。本文结合南水北调南干渠工程，对自密实混凝土特性进行分析，重点对自密实混凝土施工流程、自密实混凝土施工工艺及质量控制进行研究。控制自密实混凝土原材料质量，优化混凝土配合比，严格执行施工规范及标准，做好养护措施是实现自密实混凝土施工质量的重要措施。通过实践证明，保障二衬自密实混凝土施工质量，可以有效提高工程施工质量，实现施工综合效益。

参考文献：

[1]付亚坤，李晓红.丙乳砂浆在南干渠工程二衬混凝土施工中的应用[J].水利水电技术，2012，43（5）：18-20.

[2]李志红.南干渠八标输水洞二衬自密实混凝土浇筑分析[J].水利建设与管理，2012，（4）：32-36.

[3]张俊英.隧洞衬砌全圆针梁台车抗浮结构设计[J].水利水电技术，2012，43（12）：48-51.

[4]王进平，胡文利.南水北调南干渠工程穿越风险地段的施工方法[J].水力发电，2011，37（7）：57-58，78.