浅谈自密实混凝土在南水北调隧道工程中的质量控制措施

浅谈自密实混凝土在南水北调隧道工程中的质量控制措施

郭兵

(中国铁建十六局集团有限公司， 北京100018)

【摘要】本文以北京市南水北调配套南干渠工程——水工圆涵现浇自密实混凝土施工为例，描述了施工过程中的质量控制及参数优化措施，为自密实混凝土施工技术在同类工程中的应用提供借鉴及参考。

【关键词】自密实混凝土； 质量控制； 措施； 南水北调； 隧道工程

中图分类号：TV554文献标志码： 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

北京市南水北调配套工程——南干渠工程，承担着为郭公庄水厂、黄村水厂、亦庄水厂、第十水厂和通州水厂等提供南水北调水源的任务。该工程为复合式衬砌结构，开挖洞径6m，一衬采用装配式预制钢筋混凝土管片结构，初衬厚300mm；二衬采用全圆针梁式模板台车浇注自密实钢筋混凝土一次性成型厚度为350mm的圆洞，自密实混凝土强度等级为C30W10。

隧道二次衬砌混凝土浇注采用针梁式全圆模板台车，全断面一次衬砌，直线段(包括R=785m区段)纵向分段每仓12000mm，曲线段(R=350m区段)纵向分段每仓7500mm。

1前五仓二衬自密实混凝土施工概述

通过前五仓施工总结二衬混凝土浇筑施工经验，确定施工参数及相关技术指标，确保今后二衬混凝土施工质量。

前五仓施工位置及施工时间如表1所列。

表1　前五仓施工位置及施工时间

前五仓施工过程中，不同程度地发生了一些质量缺陷。其中主要缺陷包括：气泡、浇筑线及麻面等。

2前五仓二衬混凝土具体施工情况

2.1第一仓

2012年04月12日第一仓二衬混凝土浇筑，具体位置为27号排气阀井上游：16+339.227～16+351.227。

浇筑时间为2012年04月12日17∶48～13日05∶30，9辆混凝土运输车按顺序分别进行浇筑。各运输车混凝土指标见表2，实际浇筑混凝土65m3、砂浆2m3。

表2　混凝土到场各项指标检测结果1

拆模后外观质量：2012年04月14日上午10:00左右，对同条件试块进行抗压强度试验，试验强度达到了17.80MPa，具备拆模条件。拆模后整体外观质量较好，上半弧表面平整光滑亮泽，但尚存在以下问题：腰部位置存有浇筑线，底部存有少量麻面和气泡。详见图1。

图1　底部麻面

下仓注意事项：督促混凝土厂家做好原材料控制，严格控制混凝土出厂坍落扩展度；做好混凝土运输调度，根据现场实际浇筑情况确保混凝土运输按时到达施工现场；加强现场混凝土坍落扩展度等各项指标的控制，不合格混凝土予以退场；完善各个环节的磨合，缩短浇筑时间，以最短的时间将混凝土浇筑入模，确保混凝土浇筑的连续性；加快混凝土导管由腰部浇注孔向顶部浇注孔倒换的速度。

2.2第二仓

2012年04月17日第二仓二衬混凝土浇筑，具体位置为27号排气阀井上游里程：16+351.227～16+363.227。

浇筑时间为2012年04月17日19∶50～18日05∶40，8辆混凝土运输车按顺序分别进行浇筑。各运输车混凝土指标见下页表3，实际浇筑混凝土65m3、砂浆2m3。

拆模后外观质量：2012年04月18日下午17∶30左右，对同条件试块进行了抗压强度试验，试验强度达到了8.56MPa，具备拆模条件。拆模后的整体外观质量较好，上半弧表面平整光滑亮泽，但尚存在以下问题：腰部位置存有少量浇筑线，底部存有少量麻面和气泡。详见下页图2。

表3　混凝土到场各项指标检测结果2

图2　混凝土外观

下仓注意事项：安排泵车在阀井院内直接接管入仓，采用地面混凝土输送泵直接泵送混凝土入仓，加快混凝土入仓速度；驻站人员继续加强混凝土出站指标控制；现场提前准备好场地、机械，做好混凝土浇筑方式改变的准备工作。

2.3第三仓

2012年04月21日第三仓二衬混凝土浇筑，具体位置为29号排气阀井上游里程：18+142.240～18+130.240。

浇筑时间为2012年04月21日22∶58～22日05∶55，8辆混凝土运输车按顺序分别进行浇筑。各运输车混凝土指标见表4，实际浇筑混凝土64m3、砂浆2m3。

表4　混凝土到场各项指标检测结果3

拆模后外观质量：2012年04月23日上午10∶00左右，对同条件试块进行了抗压强度试验，试验强度达到了10.50MPa，具备拆模条件。拆模后的整体外观质量较好，上半弧表面平整光滑亮泽，但尚存在以下问题：腰部位置出现少量浇筑线，底部存有少量麻面。详见图3。

图3　腰部混凝土

下仓注意事项：严格控制混凝土出厂坍落扩展度；安排泵车在27号阀井院内直接接管入仓，采用地面汽车泵直接泵送混凝土入仓；合理确定混凝土分层厚度，每层浇筑厚度不得小于20cm；加强后期混凝土养护工作。

2.4第四仓

2012年04月23日第四仓二衬混凝土浇筑，具体位置为27号排气阀井上游里程：16+363.227～16+375.227。

浇筑时间为2012年04月23日22∶39～24日04∶33，8辆混凝土运输车按顺序分别进行浇筑。各运输车混凝土指标见表5，实际浇筑混凝土65m3、砂浆2m3。

拆模后外观质量：

2012年04月25日上午10∶00左右，对同条件试块进行了抗压强度试验，试验强度达到了9.8MPa，具备拆模条件。拆模后的整体外观质量较好，上半弧表面平整光滑亮泽，但尚存在以下问题：腰部位置出现浇筑线，侧下部存有麻面。

下仓注意事项：严格控制混凝土出厂坍落扩展度；做好台车两侧模板的加固工作，加快4～7车混凝土的浇筑速度；安排泵车在29号阀井院内直接接管入仓，采用地面输送泵直接泵送混凝土入仓；加强与混凝土搅拌站的沟通工作，降低混凝土的黏度，增强流动性。

表5　混凝土到场各项指标检测结果4

2.5第五仓

2012年04月26日第五仓二衬混凝土浇筑，具体位置为29号排气阀井上游里程：18+130.240～18+118.240。

浇筑时间为2012年04月26日22∶50～27日04∶32，8辆混凝土运输车按顺序分别进行浇筑。各运输车混凝土指标见下页表6，实际浇筑混凝土64m3、砂浆2m3。

拆模后外观质量：

2012年04月28日上午10∶00左右，对同条件试块进行了抗压强度试验，试验强度达到了9.5MPa，具备拆模条件。拆模后的整体外观质量较好，上半弧表面平整光滑亮泽，但尚存在以下问题：底部局部轻微麻面。

表6　混凝土到场各项指标检测结果5

下仓注意事项：继续做好混凝土出厂坍落扩展度控制；严格控制各车浇筑时长；结合现场混凝土外观情况，继续邀请搅拌站技术人员至现场优化混凝土指标。

3混凝土浇筑质量控制措施

3.1施工组织

加强施工组织，做到每岗有人负责，充分发挥每个管理人员的作用，并要求每个管理人员均熟悉混凝土的控制指标，熟练掌握自密实混凝土各种性能检测。

3.2施工准备

在混凝土浇筑前由专人落实施工准备情况，确保各方面工作在浇筑前准备到位，搅拌站调度必须到混凝土浇筑现场。

3.3浇筑布置

现阶段，浇筑方式采用地面配置混凝土输送泵，接泵管直接入仓，根据现场阀井分布位置，确定混凝土泵车布置场地。浇筑仓数暂定各阀井200m之内(具体仓数以现场实际浇筑情况为准)，然后改为地面混凝土经窜管放入小罐车，拉至洞内地泵泵送入仓。

3.4浇筑方式

采用两侧观察窗口浇筑混凝土，待混凝土面至腰线变更为拱顶浇筑口浇筑。安排专人负责混凝土导管由中部灌注孔向顶部的倒换，换管时间为第三车混凝土浇筑完成后开始，换管时间控制在15～18min。

3.5施工机械设备管理

安排专人负责混凝土泵车、小罐车、三轮车的维修保养，确保机械设备运转正常。

3.6混凝土技术指标控制

搅拌站供混凝土须达到指标要求：坍落扩展度出站为700～720mm,到现场为680～700mm；含气量1.5%～4%，V形漏斗控制时间为7～25s，U形箱槽控制高度不小于320mm，且运输时间不得为45min。

3.7其他要求

a.搅拌站加强二衬混凝土的各种原材料质量控制，确保出站混凝土的性能指标满足施工质量需要。

b.及时与混凝土搅拌站就优化混凝土相关指标进行沟通，严禁搅拌站自行调整混凝土的任何指标。

c.项目部驻站质检人员加强二衬混凝土出站前质量控制，每盘搅拌时间(从全部材料投完算起)不低于45s，凡不满足自密实混凝土指标要求的，严禁出站。现场管理人员严格控制入仓混凝土性能指标，未满足要求的禁止入仓。

d.现场调度要及时调整罐车时间间隔，并错开社会车辆高峰，确保混凝土浇筑供应连续。

e.施工中，准确定位顶模位置，确保浇注口位于洞身中线，使得两侧混凝土水平上升。加强模板台车上浮和偏移监测，发生突然性上浮或偏移较大时，立即停止浇筑，加固模板后，方可继续浇筑，并继续加强观测。

f.实际浇筑过程中，以尽快入仓为准则，根据模板台车的上浮和偏移数据控制混凝土浇筑的速度。

4结语

本文通过对施工现场前5仓自密实混凝土浇筑数据的采集、分析，总结出自密实混凝土施工的一些关键参数控制方法及途径，为类似自密实混凝土工程施工提供借鉴及参考。