混凝土施工技术在隧道施工中的应用

宋士林

（中铁十六局集团第二工程有限公司，天津 300162）

1 隧道混凝土裂缝产生原因分析

隧道工程的建设可以让人们的生活比较方便，同时也能使得交通压力逐渐降低【1】。隧道工程的质量一直是很多人要关注的问题，怎样才可以很好的解决在隧道施工过程中混凝土裂缝，这个已经是当前要面临的首要问题【2】。在实际的隧道施工过程中，可能出现混凝土的裂缝包括两个类型，分别是结构性裂缝和非结构裂缝，那接下来就从这两种类型进行简单的介绍。

1.1 结构性裂缝

在隧道施工过程中，混凝土会出现相应的裂缝，产生裂缝的原因会涉及到很多，包括难以满足钢筋量的需求、混凝土的强度和自身不符合等多种问题。这种裂缝主要是由于现场施工中使用的混凝土质量不合格，或者搅拌加工时操作不符合专业要求而引起的。第一要采用高质量的混凝土材料。第二要加强混凝土现场混合加工规范，并允许专业操作员加工。那么在这样的发展情况下，所以出现裂缝的原因是超载应用或者是地基下沉等多种问题【3】。

1.2 非结构性裂缝

在隧道施工过程中，该类型的裂缝包括收缩性裂缝以及温度裂缝和安定性裂缝等三种类型。

①收缩性裂缝：在这个裂缝中，包括化学性收缩裂缝和干燥性收缩裂缝和塑性收缩裂缝这三个方面的裂缝，由此可见，在隧道施工过程中，混凝土的收缩主要是发生在混凝土凝固的过程中会出现严重的失水情况，以此就减少了对混凝土整体塑性。首先，隧道施工中的混凝土在开始凝结的时候，体积是在改变的，而内部的作用力也会发生了很大程度上的变化，由此一来，就会使得混凝土产生很大的裂缝。一旦混凝土在凝结以后，也会出现严重的干燥收缩现象，最后会导致表面面积逐渐变小;其次，混凝土表面的水分在蒸发的过程中要比内部水分蒸发的要快很多，然后混凝土面积在改变的基础上，内外部的收缩比重同样会失去协调性，由此，混凝土表层的拉力会高于极限拉力，进而出现裂缝的可能性会增多【4】。

②温度性裂缝：在隧道施工过程中，出现温度性裂缝的根源就是在施工过程中内外部温度差别比较大，特别是在混凝土材料的表层上。当然，造成温差的原因还有以下几个内容：首先，混凝土施工的时候，可能会有着比较强的水化热，并且在内表面上温差的差别不是很大，这样就需要在完成以后的三天左右，可能会出现一些温度上的裂缝;其次，因为混凝土内部温度可能会达到一定极限，这个时候温度会降低，然后达到一直到最低点。在这样的情况下，温度的最低点和最高点就会有着很大的区别，从而就会导致混凝土出现裂缝的概率在增多;最后，如果混凝土在拆除模板以后，表层的温度可能会逐渐降低，然而内部温度根本没有及时降低，所以就会出现裂缝。

③安定性裂缝：安定性裂缝其实就是混凝土的龟裂，而出现这原因是在于使用了劣质的水泥材料形成的，当然还涉及到对水泥原材料质量不合理的需求;还有就是水泥材料在应用前，根本没有对各项材料进行相应的检测，更没有做好配合比的调试，主要是选择使用了劣质的材料等【5】。

2 隧道混凝土施工质量检测

2.1 混凝土施工质量检测方法

目前常见的隧道混凝土施工质量检测的方法主要有三种，分别是回弹法、钻芯法和超声回弹法，3 种方法的特点见表1 所示：

表1 隧道混凝土施工质量检测方法

回弹法：回弹检测法主要以回弹仪为检测基础，其具有结构简单、性能可靠、便于操作、易于校正、保养、维护等特点。但回弹法测强度仍然存在一定的问题。其中最主要的偏差表现在数值的偏差和稳定性，这主要是因为影响回弹结果的因素很多，操作的规范性、混凝土布筋，甚至混凝土碳化情况都会对结果产生较大的影响。

钻芯法：钻芯检测法与回弹法不同的是该检测技术需要对混凝土实体进行钻芯取样，在取样的过程后，需对样品进行一定程度的加工后直接开展抗压强度检测，无需换算即可得到更为准确、客观、真实的数据。但其操作更为复杂，而且会对混凝土结构造成一定程度的损伤，因此只有在必要时才会采用钻芯法测定混凝土强度。

超声回弹法：超声回弹综合检测法是一种利用回弹和脉冲检测混凝土强度的方法。超声回弹法即规避了回弹法的不稳定，又解决了钻芯法对混凝土构件的破坏问题。具有准确性高、无损、高效检测的特点。除此以外，超声回弹法在检测区域内存在钢筋、埋藏物的情况下也能准确获得强度数据，并能够获得混凝土内部组成和裂缝情况，从而能够更加全面的评价混凝土的整体情况。

2.2 超声回弹法的基本原理

超声回弹法是结合混凝土表上的冲击杆受到了重锤的冲击作用之后，会产生重锤反击的现象，之后将反弹的距离显示出来。经过检测获得的混凝土强度回弹值以及隧道表面强度值等数据，结合这些数据能够对混凝土强度进行分析。在分析时，需要根据检测得到的结果，建立包含混凝土强度以及回弹值关系的模型图，结合模型图的基础将混凝土强度推测出来。在检测的时候，影响了隧道检测数据的因素比较多，例如回弹仪器自身的影响等，自身的影响指的是回弹仪的质量以及零部件尺寸等带来的影响。

2.3 超声回弹法检测过程

在测评工作的开展过程当中，需要对精准度进行必要的保障性分析，根据不同隧道位置，可以将其分为不同的分区，每个分区都采用不同的测评方式开展工作。在每个测区当中，都可以测得回弹值，通过对最大值和最小值的分析筛选从而得到该测区的平均回弹值数据。在后续工作中要按照修正后的回弹值和超声声速值进行计算，科学进行公式信息的代入。在对超声回弹法进行测试研究的过程中，工作人员需要将测试地点的位置精准安置在回弹测试区域中，并且确保换能器和混凝土之间能发挥有效契合作用。在对测区声时值进行检测的过程中，要对其精准度进行准确分析，将结果精准到0.1微秒，声速值也要同步精确，控制在0.01 千米/秒。在不同测试区域当中，应该对不同测试点的设置情况进行准确分析，保证发射位置和换能器的轴线处于同一直线上。按照上述测量要求，将得到的数值结果和混凝土强度进行精准推算。在此种方式的应用过程中，不仅能对简便性和操作优势性特点进行发挥，还能帮助工作人员实现对隧道构件的准确分析，引导工作人员更科学的进行混凝土强度评估，这对于后续经济效益和社会效益的统一也将起到显著积极影响。超声回弹法的优势特点：第一，花费的成本资源更少，不会对工程结构产生损伤性影响;第二，使用的测定仪器便捷性较强，可以发挥更迅猛测试速度，能对混凝土结构抗压强度进行直观反映。但是我们也需要对其问题进行掌握，例如混凝土内部强度的测量精准会受到不同程度的影响。

3 隧道混凝土施工建议措施

3.1 需要应用质量较高以及标准高的混凝土材料

一般在隧道施工过程中，所应用到的水泥性能还需要在最大程度上满足相关企业的要求，当然还需要选择使用水化低以及泌水性小的水泥材料。由此要使用用料标准的验收方法要求，然后还要求石子的最大粒径不可以大于4 公分，其吸水率不可以大于百分之二十左右。还需要注意的是，在用水的时候需要选择自来水，还需要对外加剂的含量进行确定，最后要使用高效减水剂进行操作。

3.2 需要加强对施工过程中的裂缝控制

通常情况下，隧道施工在实际的浇筑过程中，需要采取科学有效的方法控制混凝土的入模温度，确保混凝土表层温度和内部温度的控制是相一致。浇筑的速度需要进行合理的控制，还需要降低对混凝土分段浇筑的长度等，特别是在温度比较高的环境下，需要有效的控制对混凝土的裂缝。但是要注意的是，一旦浇筑混凝土面积比较大的话，还需要选择使用分段进行浇筑，主要是要合理的控制对混凝土浇筑的温度时间，以此降低裂缝出现的几率。还需要相应的提高对人员的监管力度，更要加强对人员的规范操作过程，将一些人为及因素降到最低。在具体的施工期间，浇注法可以降低内外温差和水化热的温度上升，如果浇筑的间隔时间过长，温度就可能引发变化或者裂缝，这就要尽可能地减少浇筑时间。除此之外，水化热还有可能造成温度和收缩裂缝，这需要采用化学剂来降低温度，开展连续施工，使得混凝土浇筑温度控制在规定范围内。在开展施工的实际工作的时候，需要全面地掌握控制型号不同的水泥水化热值，做好相关的操作和处理工作，这就可以对水泥水化热酿成的裂缝问题进行规避。

3.3 需要采取科学有效的施工技术

在绝大多数施工过程中，经常采取的工艺就是泵送混凝土的方式进行建设，而在当前混凝土浇筑前，就可以对材料进行相应的检验，以此保证材料符合和泵送要求相符合。不仅如此，还需要很好的控制对泵送的运行速度，确保在泵送的时候不堆积混凝土。在确保基础和模板形状不受到影响的前提下对混凝土结构强度的等级进行不断提高，进行混凝土浇筑之前，要认真细致地检查模板安装情况，确保模板安装没有失误之后才可以进行浇筑。

4 结语

隧道工程的建设可以让人们的生活比较方便，同时也能使得交通压力逐渐降低。然而在实际发展的时候，隧道建设的要求还是比较高的，不管是在隧道设计过程中还是在隧道站范围内，质量一直是很多人要关注的问题。本文对于隧道施工过程中的混凝土施工技术进行了详细的分析，首先明确了裂缝产生的原因，隧道施工中的混凝土在开始凝结的时候，体积是在改变的，而内部的作用力也会发生了很大程度上的变化，由此一来，就会使得混凝土产生很大的裂缝。一旦混凝土在凝结以后，也会出现严重的干燥收缩现象，最后会导致表面面积逐渐变小；然后给出了超声回弹法的基本原理，方法是基于经过检测获得的混凝土强度回弹值以及隧道表面强度值等数据，结合这些数据能够对混凝土强度进行分析。在分析时，需要根据检测得到的结果，建立包含混凝土强度以及回弹值关系的模型图，结合模型图的基础将混凝土强度推测出来。最后给出了隧道混凝土施工建议措施，包括需要应用质量较高以及标准高的混凝土材料、需要加强对施工过程中的裂缝控制和需要采取科学有效的施工技术。