浅谈公路隧道混凝土质量问题

中国公路网 · 2009-11-20 00:00

  公路隧道建设大量使用混凝土,在我国公路隧道大规模快速建设的今天,由于隧道穿越山体的工程地质及水文地质条件复杂多变,隧道受设计与施工技术条件的限制,施工队伍的差异,以及施工过程的监督和管理脱节,隧道混凝土工程质量出现了一些不容忽视的问题。从已建成的公路隧道看,初期喷射混凝土支护不及时、喷混凝土厚度不足、二次衬砌开裂、衬砌背后空洞、渗漏水、混凝土强度劣化、冻害,水泥混凝土路面断板、冒水、隆起等现象严重,隧道的安全和养护、维修都面临严峻挑战。

  从近几年对隧道混凝土质量的检查来看,隧道衬砌混凝土主要是几何形状、尺寸与设计的偏差,以及混凝土浇注振捣的质量,而喷射混凝土出现质量问题的情况则比较复杂。普通混凝土由于采用了场外集中拌制、搅拌车运输、泵送,混凝土强度等级指标出现的问题相对较少。

  喷射混凝土主要质量问题

  作为隧道初期支护的主要手段,规范特别强调及时支护、先初喷,而实际中常出现忽视初喷作用,初期支护初喷混凝土严重滞后或不作初喷,围岩较好时,常出现几个循环过去了,还没有进行初喷;围岩情况较差时,多数情况是先立钢拱架,一次完成喷混凝土,特别是分部开挖时,问题尤为突出;喷射混凝土厚度不够,达不到设计厚度,甚至不足规范规定的最小值5厘米,这种问题多出现在围岩较好的地段;在围岩较差地段,一般设有钢拱架,喷射混凝土厚度容易满足设计要求。但在超挖区域个别施工队伍采用木板、石棉瓦作受喷面以减少喷射混凝土量,使初期支护背后形成空洞,也有个别施工队伍一边喷混凝土一边掺片石,出现严重质量问题,但表面很规整,不易发现;喷射混凝土一次用量相对较小,采用现场拌制,容易出现拌合不均、泥浆污染、配合比控制不准确、不按比例添加外加剂等问题,现场甚至没有必要的称量设备。

  模注混凝土衬砌主要质量问题

  开挖断面不够、欠挖,导致拱墙衬砌厚度不够,这种情况一般不容易被发现,处理欠挖困难;隧道二次衬砌矮边墙欠挖或没有留出纵向排水管位置,造成矮边墙厚度不够,排水管侵入二次衬砌有效断面以内,厚度甚至不足设计厚度的1/4(图1);拱顶混凝土灌注不密实,拱顶出现脱空甚至钢筋外露(图2);防水板松紧度控制不好:防水板过松形成褶皱、侵占二次衬砌空间,造成二次衬砌局部厚度不够,形成应力集中,承载能力降低;而防水板过紧,防水板贴不到壁面,则会侵占二次衬砌空间造成二次衬砌较大范围厚度不够(有时超过1平方米),同时还会形成衬砌背后空洞;二次衬砌浇注过程中,材料供应跟不上或发生机器故障、停电等,出现混凝土间隙浇筑,间歇缝又没有按要求进行处理,形成水平冷缝,严重影响二次衬砌结构作用;由于防水板焊接不牢,混凝土浇注过程中,混凝土窜入防水板背后,导致混凝土局部分层,破坏了混凝土的整体性。[Page]

  仰拱模注混凝土主要质量问题

  由于仰拱混凝土小半径区域没有采用外模施工,导致仰拱座(仰拱与边墙接触面)不成型、不规整,混凝土浇注不密实,厚度不够,厚度不均(图3);仰拱不成型,不按设计曲率进行开挖,仰拱中部欠挖严重,有的仰拱浇注成直板(图4);仰拱衬砌与仰拱充填混凝土一起浇注;仰拱混凝土振捣不密实;仰拱底部超挖部分不按要求回填,用洞渣随意回填;仰拱底部虚渣没有清理干净,在有虚渣和积水的条件下浇注混凝土;仰拱填充片石混凝土没有按掺填片石要求进行施工,出现大块石和空洞。

  上述这些质量问题,在隧道投入运营后逐渐显现出来,形成病害,有的隧道围岩条件很好也会出现衬砌开裂、渗水,甚至混凝土掉块,路面开裂、断板、隆起、路面板移位,给后期运营带来很大的安全隐患,由于这些隐患是隐蔽工程看不见,出现病害现象,难以准确判断问题的实质,处理这些病害非常困难,处理效果也难以评价。所以隧道混凝土施工质量控制是解决问题的根源,一定要引起高度重视,同时要进一步加强对隧道混凝土质量的监测和检测工作。

  此外,还应加强技术指导,加大检查工作投入,完善检测手段,提高检查频率;隧道工程大部分是隐蔽工程,施工完成以后很难发现,必须加强过程控制,加强施工管理,充分发挥监理人员的事前检查、施工过程的旁站监理;审查施工工艺,检查工艺设备,控制材料源头。施工工艺不合理、设备不到位,施工质量难以保证;在进行隧道施工监控量测的同时,引进先进的检测设备和专业技术人员,对每道工序进行检查,采用凿孔检查、目测、丈量、地质雷达、回弹仪、查施工记录等多种手段,检查合格后才能进行下一道工序施工;喷射混凝土质量须检查强度、厚度、背后空洞、与围岩的密贴情况及工艺过程。采用旁站、钻孔检查。检查结果直观、明确、全面。必要时还须采用地质雷达等无损检测手段进行抽查;二次衬砌混凝土检查强度、厚度、模板、工艺过程,采用经纬仪、水平仪、断面仪、钢卷尺检查开挖净空断面,模板就位以后必须再检查断面尺寸,特别是矮边墙的截面尺寸,尤其要注重事前检查;仰拱两侧小半径区域混凝土施工必须立外模;仰拱二次衬砌仰拱宜整幅一次浇筑,架设活动桁架桥,解决掌子面出渣运输问题;隧道混凝土质量除受到施工工艺,施工质量等因素外,还受到构成混凝土本身材料(如砂、石料、水泥以及外加剂)和配合比的影响,由于目前绝大多数公路隧道均采用自制的混凝土,砂石料大部分都是就地取材,还需加强对原材料的监督和检查。


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