混凝土离析在隧道二次衬砌施工中的作用

伊鹏　姜超

摘 要：西藏自治区嘎堆水电站工程，引水隧道的安全对于整体的工程的建设有着重要的影响。在具体的隧道施工过程中，隧道空间相对封闭、光线不充足等问题，对于具体的施工会形成很大的影响，在隧道二次衬砌施工中，这点尤为明显。特别是在混凝土的浇筑过程中，隧道环境会造成对具体浇筑过程观察的缺失、信息交流的不及时，从而导致混凝土出现离析现象，混凝土出现水影、空洞甚至是大片石子裸露等现象，这会直接影响隧道的使用时间和使用安全。加强隧道二次衬砌施工中出现混凝土离析的原因的探究，对于提高施工效率和隧道安全有着重要的意义。

关键词：混凝土离析；二次衬砌施工；施工效率；隧道安全

我国现阶段隧道施工多使用复合式衬砌的方式。复合式衬砌把具体的施工分为初期的支护和二次衬砌施工。初期支护能有效保证隧道施工前期隧道的稳定，而二次衬砌施工主要针对隧道后期的围岩压力，与此同时建立一定的安全储备。在进行隧道二次衬砌施工中要充分的考虑围岩的等级类型，当围岩为Ⅳ类及其以上，需要充分的考虑安全储备来进行二次衬砌施工设计；当围岩为Ⅳ类一下时，更多的考虑隧道后期的围岩压力问题。

1 混凝土离析对施工过程的影响

混凝土离析的出现会影响混凝土的泵送，具体表现为混凝土在输送过程中出现堵管现象。混凝土离析之后石子在泥浆中的富浆状态会消失，因为自重的原因会形成沉积现象，在管中会造成石子在某一部位的堆积。混凝土离析后，一部分骨料中间的空隙得不到灰浆的填充，空气会进去到空隙之中，会造成泵送效率的降低，甚至是泵送完全停止工作。

因为混凝土离析会对施工流程的进行有着重要的影响，需要制定相应的措施来减少混凝土离析造成堵管现象。造成混凝土离析堵管的原因有混凝土压力脱水、混凝土坍落度过大、骨料级配不合理。管道下行倾斜状态等原因。因此在制定策略时，选择合适的原材料进行科学的配比，管道的布置要合理，减少弯管、椎管，管路中间尽量减少软管的使用，当管道倾斜管部的阻力，在进行泵送之前要充分检查混凝土的状态和质量，尽量的选择连续泵送，停泵时间较长时，要及时的清理泵和管内的混凝土。

2 混凝土离析对隧道二次衬砌施工的影响

2.1 工程概况

西藏自治区嘎堆水电站工程。引水隧道6194.59m，引水隧洞开挖断面尺寸为2.5×2.5m，采用锚喷和混凝土衬砌混合支护方式。隧洞首端底板高程4173.00m隧洞末端底板高程3630.52m。其中Ⅱ～Ⅲ类围岩段：内断面底宽2.34m，上半圆弧半径1.17m，边墙高1.10m，边顶拱采用素喷的支护方式。Ⅳ类围岩段：内断面底宽2.30m，上半圆弧半径1.15m，边墙高1.10m，边顶拱挂网锚喷混凝土支护。Ⅴ类围岩段，内断面为圆形。直径为1.70m，采用厚双层钢筋混凝土衬砌。

2.2 二次衬砌混凝土离析产生的原因

首先是原材料的适应会造成混凝土离析，包括水泥质量和具体的配比，另外用水量和骨料表面性质、级配及其添加剂不科学都可能造成混凝土离析。

另外在水电站施工中，漏振和单点振捣不充分、混凝土撞击阻挡物、浇筑角度过大、混凝土拌合物自由落体的高度大、长距离运输受振、振捣时间过长、施工管理不到位都会造成混凝土离析。

2.3 混凝土离析在隧道二次衬砌施工中危害

在隧道二次衬砌施工中一旦出现混凝土离析现象，会影响混凝土的泵送施工效率，造成堵管现象，影响施工进程的推进，增加施工时间和资金，降低施工效益。与此同时，混凝土离析会对质量造成重大的影响，混凝土出现水影、空洞甚至是大片石子裸露等现象，这会直接影响隧道的使用时间和使用安全。甚至会导致混凝土结构部位局部骨料和钢筋的外漏，破坏钢筋保护层。另外，混凝土离析，其匀质较差，在混凝土凝固过程中会出现收缩不一致，导致裂缝出现，更为严重的会出现龟裂现象。混凝土离析会严重影响混凝土衬砌的质量，降低混凝土的强度，影响其承载能力，严重的甚至需要返工，极大的增加了成本投入，直接影响隧道的使用寿命和使用强度。

2.4 在隧道二次衬砌施工中有效预防混凝土离析

（1）更加谨慎的选择原材料，科学的进行原材料配比。如果选择较大的水灰比和用水量，混凝土多余的水分会形成较厚的水膜包裹在水泥颗粒表面，将颗粒分开。这会降低水泥的粘性，另外减少颗粒之间的摩擦力，在重力作用下，很容易出现不同颗粒的原料产生分离，从而造成离析现象。总结具体的工作经验，我们会发现，水灰比相对较小的混凝土抗离析能力较强。另外水泥可以选择粉煤灰水泥，可以有效的增加水泥浆体的粘性。与此同时，水泥用量也应该有具体的标准，保证水泥浆体可以包裹混凝土骨料，当水泥用量不足，不足以包裹骨料，会造成干硬，粘结力低从而发生离析现象。

（2）混凝土骨料的科学选择可以有效降低离析率。当骨料颗粒较大、畸形和使用间断级配时，虽然会增加颗粒之间的机械咬合力，但是也会增加骨料的总体表面积，骨料之间容易出现较大的缝隙，混合料会不够密实，增加离析发生的可能性。因此，选择骨料应表面粗糙，不间断级配。

（3）可以在混凝土中加入引气剂或者是减水剂等表面活性剂。不仅仅可以减低用水量，同时可以减少空气，增加骨料之间的密实度和混凝土的粘度。

（4）在施工过程中科学的进行布料，布料的科学性，有利于保证混凝土的结构质量，防止因为震荡、振捣速度、浇筑顺序等出现问题而引起混凝土离析。

（5）施工管理对混凝土离析现象的产生有着重要的影响，在施工现场工人往泵车内注水，会影响混凝土的质量。加强施工管理，杜绝随机添水可能造成的混凝土配比的错误。

3 结语

隧道二次衬砌施工是保证隧道承载结构及其防水工程的最后防线，隧道二次衬砌施工混凝土衬砌的质量关系到隧道能否长期安全使用，因此要充分的认识混凝土离析在隧道二次衬砌施工中的作用，保证混凝土衬砌的施工质量。

参考文献

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