长距离输水隧洞混凝土质量保障关键技术探讨

林敬文

（广东揭西县新塔混凝土有限公司）

长距离输水隧洞是引调水工程中最为重要的组成部分，由于其深埋地下，且整体工程的施工工序较为频繁，再加上水力条件极为复杂，所以常常会给混凝土施工带来较多的困难，使其出现一定的施工质量问题，进而给整个隧洞工程的顺利开展造成了很大的困扰。因此，要想改善现状，就要从强化混凝土质量上入手，不仅要对其配合比设计进行严格的管控，而且还要引入先进的投料工艺以及关键技术，这样才能确保混凝土的各项指标参数能够达到相应的规范标准，进而满足长距离输水隧洞的施工需求，使其整体施工质量能够提升到最高标准。

1 工程概况

本工程项目地跨两个县，整个洞身穿越段为泥灰岩夹灰岩，从围岩级别看，全洞段为V 级围岩，约占整个隧洞工程的65%。由于现场地质构造极为复杂，且地下渗涌水十分丰富，所以围岩稳定性就要与预期标准之间存在很大的差距。从隧洞设计结构来看，整体隧洞结构为城门洞形断面，净宽3.5m、净高4.04m、直墙段高3.2m、顶拱中心角为145 度，半径2.35m。隧洞于2017 年3 月全面贯通，5 月份转入二衬施工，二衬工程主要工程量有混凝土浇筑55000m3、钢筋制造5500t。混凝土设计指标主要以C35W12F200 为基准，设计使用年限为一百年。需浇筑1200 组，因此，整体工程的施工工期十分紧张，任务量也是十分繁重。

2 混凝土配合比及优化设计措施

2.1 合理选择原材料

结合工程实际施工需求，在选择混凝土原材料时，一定要按照国家相应的规范准则来进行选取，尽量确保其各项关键技术指标能够与表1 中的数据相一致，这样才能在该隧洞工程中发挥出真正的效用。

表1

首先，如表1 所示，该工程中所用的水泥材料，在实际选用时，应依据GB175-2007 硅酸盐水泥常规试验检测标准来对其比表面积以及铝酸三钙含量和碱含量、28d 抗压强度等进行详细的检测。其中，比表面积要尽量每平方米大于300、28d 抗压强度要大于42.5。通过相应的检测结果，可以得知，水泥材料的比表面积为300-350 之间、铝酸三钙含量低于8、碱含量低于0.6、28d 抗压强度则超过46.0，完全符合长距离输水隧洞混凝土的拌制标准。

其次，该工程中所用的高效减水剂则要依据国家所颁布的水工混凝土外加剂技术规程来对其泌水率、碱含量、氧离子含量和硫酸钠含量进行详细的检测。通过相应的检测结果，可以得知，该工程中所用的高效减水剂的泌水率小于20、碱含量小于10、氧离子含量小于0.6、硫酸钠含量小于5，完全符合长距离输水隧洞混凝土的拌制要求。

最后，要依据国家所用的混凝土配合比设计标准对该工程中所用的粉煤灰以及抗裂防水剂的各项指标参数进行详细的检测。从最终的检测结果可以得知，该工程中所用的粉煤灰等级为II 级以上F 类粉煤灰；抗裂防水剂的碱含量小于0.6、限制膨胀率若是在水中7d+干空21d 的情况下为0。按照这种标准进行配置，能够很好的提升混凝土质量，所以，完全可以选取该标准的粉煤灰和抗裂防水剂，进行该工程混凝土拌制工作。

2.2 混凝土配合比优化措施

在以往长距离输水隧洞工程混凝土在拌制期间，很容易会出现气泡、麻面、裂缝等外观质量问题。究其原因，主要是因为混凝土抗压强度大幅超过设计指标所致，进而不仅降低了隧洞工程的施工质量，造成了大量资金浪费情况，而且给其日后长期运营使用也埋下了较大的安全隐患。因此，为了避免这种情况的发生，在对该工程混凝土材料进行配合比设计时，就要采取相应的优化措施来进行改进，以便可以最大化提升混凝土质量，使其能够在工程施工中发挥出真正的效用。具体优化设计可以通过改进外加剂型号、降低水胶比等措施来进行。

首先，要对复合型减水引气剂的配合比进行优化设计，即不仅要增加减水剂减水率，而且还要加入适量的消泡剂，并对引气剂进行单掺，这样才能减少外加剂的用量，避免混凝土在拌制过程中出现气泡，影响其最终的拌制质量；其次，要对抗裂防水剂的配合比进行优化设计，即通过对防水剂中碱含量和限制膨胀率的合理控制，来提升混凝土质量，尽量使其总掺量按照6%的标准进行添加，这样才能避免混凝土出现收缩、裂缝等不良问题；最后，要对水胶比进行合理的优化，即由原有的0.38～0.41 的标准降低到0.35～0.38 的标准，并掺加适量的缓凝剂，这样才能减少水泥和水的用量，控制水化热现象以及裂缝问题的产生，进而最大化增强混凝土密实度，提高其整体应用性能。

2.3 混凝土施工工艺优化措施

一般情况下，在隧洞边顶拱混凝土浇筑过程中，堵管、浇筑不均、施工冷缝的质量问题时有发生。因此，为了确保该工程的施工质量，满足长距离输水隧洞工程的长期稳定发展需求，就要切实的保证混凝土浇筑的连续性和均匀性，积极采用新型的边顶拱台车斜溜槽多窗口同时喂料工艺来进行施工，该工艺设备结构三维效果图如图1 所示。在具体实施期间，主要是在衬砌模板台车的顶部，增设一个集料斗，并在集料斗中心竖立一块尺寸适中的中隔板，以便可以将集料斗分隔成两个完整的部分，这样，混凝土就会从集料斗两侧均匀的浇入到仓面，进而有效保障该工程的衬砌混凝土质量，满足整体工程的施工需求。

图1

3 混凝土施工关键技术的应用以及质量控制要点

3.1 混凝土施工关键技术

3.1.1 防裂技术

该技术是为了降低混凝土裂缝问题的关键性手段，其主要包括混凝土浇筑技术和振捣技术两种形式，其中，浇筑技术是利用分块分缝方法对所构建成型的隧洞工程项目进行浇筑作业，通过将混凝土进行科学、合理的划分，可以在一定程度上提高混凝土浇筑质量，使其浇筑效果达到均匀密实，避免其内部温度与外界气温相差太大，而引起裂缝现象的发生。振捣技术是指在对混凝土进行振捣时，要添加适量的减水剂，以便于可以降低水泥用量，增强混凝土的抗裂能力。

3.1.2 保温技术

为了更好的提升混凝土施工质量，使其符合长距离输水隧洞工程的施工标准，除了对混凝土温度进行控制，还要在其施工过程中，大力实施保温技术。尽管现阶段，我国长距离输水隧洞工程混凝土施工保温技术已经得到大范围的应用，但使用效果最佳的还属保温材料的应用，其是结合长距离输水隧洞工程设计要求，利用高质量的保温材料，使其均匀的覆盖在混凝土表面，来控制混凝土温度的，这种技术形式可以全面保障混凝土施工质量，使长距离输水隧洞工程达到理想的保温效果。

3.1.3 后浇带技术

后浇带技术的应用，可彻底改善长距离输水隧洞工程混凝土施工过程中经常出现的裂缝、收缩等问题，其属于一种新兴的混凝土施工技术，不仅可以增强混凝土自动收缩能力，还可最大化延缓混凝土的沉降。后浇带技术主要包括三个施工阶段，即：防水施工阶段、模板施工阶段及浇注施工阶段，其中，最为关键的施工阶段当属防水施工，尤其是混凝土底板防水与隧洞壁防水，一般情况下，混凝土底板防水所采取的技术形式，主要是在长距离输水隧洞工程地板上铺设防水材料，也就是底板后浇带施工技术，而对于隧洞壁防水，则是在隧洞后浇筑地带，铺设相应的实心砖墙，这样既可以充分保护隧洞后浇带结构的完整性，又能避免长距离输水隧洞工程出现渗漏等质量问题。另外，还要注重混凝土工程的模板施工，其在后浇筑施工技术的实施中，占有很大的比例，因此，在其施工前期，一定要结合实际的施工情况，明确各支撑参数，在其符合施工标准后，方可进行后续施工工作。

3.1.4 浇筑施工技术

第一，全面分层浇筑技术。该技术方法通常都应用在技术含量低、建筑结构小的工程项目中，其在具体操作时，要遵循由下至上的浇筑顺序来进行，只有在下层结构浇筑完毕后，才能进行上层结构的浇筑。而依据该工程隧洞设计结构，则要尽量沿着隧洞结构的中心向四周蔓延的浇筑方式来进行施工，这样才能确保混凝土的浇筑质量，达到最终的施工目的；第二，分段分层浇筑技术。该技术在实际操作时，应尽量结合具体施工条件和施工进度来进行，即按照分阶段、分层次的施工的方式进行具体操作。这样既可以避免施工企业因为过分追求施工进度和施工利益，导致现场设备供给不足的现象发生，又能确保浇筑面的均匀性和密实度。通过运用分段分层的浇筑方法，很大程度上解决了这种施工难题，但是在浇筑过程中，也要严格遵守相关的规范制度，尽量做到逐层浇筑，这样既能保证混凝土浇筑的均匀性，又能便于施工设备的供给充足；第三，余面分层浇筑技术。首先，要注重混凝土浇筑材料的质量，确保其配制比例符合工程设计标准，并在浇筑实施时，对其进行定期的性能检测，以免因混凝土储存不当而降低其使用性能，进而引发裂缝等不良现象，同时，还要结合实际工程情况，适量添加外加剂进行浇筑，这样可以最大化提升混凝土的抗裂能力，使其整体建筑结构保持足够的稳定；其次，运用该浇筑技术时，应先从隧洞的底层结构开始施工，然后再向顶层结构开始蔓延式浇筑，且浇筑方向应以斜面方向为主，并严格控制浇筑高度，使其每次浇筑都保持在三米以下的范围内，以免高度超过基准范围，给隧洞施工造成一定的施工风险；最后，做好混凝土振捣工作，确保振捣器具的长度，不得超过五十厘米，这样就可大大提升混凝土振捣的均匀性和密实度，最大化保证其浇筑质量，从而为整体隧洞工程的顺利开展提供可靠的保障。

3.2 混凝土施工质量控制要点

3.2.1 施工工序的控制

在长距离输水隧洞工程中，混凝土施工工序的控制是一项精确又细致的工作，必须按照严格的管理制度有序的进行。其一，在施工时，必须要提升混凝土振捣技术的重视，制定合理有效的施工方案，并根据相关规定，采用科学有效的施工手段，进而顺利完成振捣工作；其二，在设计混凝土模板时，确保模板之间的缝隙合乎施工要求。如果过大，就要及时采取措施进行填补，通常情况下，缝隙之间应该保持在2.5mm 以下；其三，还要注意混凝土配比过程中的配比比例，一定要按照相应的设计标准要求来进行，进以使其各项指标参数能够与标准值相吻合，这样才能为整个隧洞工程的建设质量打下良好的基础。

3.2.2 提高施工人员的技术水平

长距离输水隧洞工程在实际施工时，主要将“以人为本、安全第一”作为核心施工管理理念。为了更好的保证隧洞工程质量以及现场施工安全，相关施工单位必须对现场安全管理工作以及施工质量控制工作给予高度的重视，尽量从每一细节抓起，对各个施工环节进行合理的监督和管理，以便防患于未然，最大化抵制各种施工质量问题和安全问题的发生。在实际管理时，首先，要全面提高施工人员的安全意识，提高其在施工过程中的专业技术和文化素养。施工单位可以通过定期开展相应的培训学习活动来实现这一目标，并积极借鉴国外先进的施工经验，以便让现场施工人员能够学习到新的施工知识和技巧，更好的在长距离输水隧洞施工中做出相应的贡献；其次，要提高从业人员的综合素质，让其严格遵守工程规章制度，杜绝一切不良施工行为，从而秉着严于律己、认真负责、爱岗敬业的工作态度，积极的参与到工程建设中，这样才能杜绝安全隐患的发生，确保长距离输水隧洞工程的施工质量。

4 结束语

本文通过对该工程混凝土质量配合比优化的研究以及施工质量保障技术和施工质量控制措施的研究，提出了长距离输水隧洞工程的建设质量要想达到相应的施工标准，就要严格按照相应的规范标准，对混凝土原材料进行合理的选择，并采取相应的优化措施来合理设计混凝土配合比和投料工艺，即采用边顶拱台车斜溜槽多窗口同时喂料工艺。同时，还要掌握混凝土各项施工技术的应用要点，并对各道施工工序进行严格控制，提高施工技术人员的专业水平，这样才能保证混凝土质量，提高隧洞工程的建设质量。●