浅析铁路隧道二衬混凝土表观质量控制

摘要隧道二衬混凝土印迹、气泡、蜂窝麻面、露筋、砂斑等表观质量缺陷，对混凝土观感、强度、耐久性存在一定影响；技术人员从施工工艺入手，结合现场施工机械，制定了预控措施，取得了良好效果，保证了隧道二次衬砌施工质量。

关键词二衬混凝土表观缺陷预控措施

中图分类号：TU37文献标识码： A

1施工简介

渝利铁路高石盘隧道二衬混凝土在III级围岩段强度等级为C30，IV级、V级围岩段强度等级为C35，采用12米轨行式全自动液压衬砌台车施工，HB50泵泵送入模，台车对称设置4排共32个0.4×0.5 m工作窗，拱顶设单排共3个压浆孔，台车共安装8台附着式振捣器。在第一板二衬混凝土施工前，技术人员根据以往施工经验，分析总结了二衬混凝土印迹，气泡，蜂窝、麻面、露筋，砂斑、砂线等表观质量缺陷产生的原因，从施工工艺入手，结合现场施工机械，制定了预控措施，取得了良好效果，保证了隧道二衬混凝土施工质量。

2表观质量缺陷产生原因分析

2.1印迹

印迹一般由水印、油印、锈迹组成，在起拱线及拱顶部位尤为突出。

2.1.1水印产生原因：⑴施工间隙产生水印：边墙混凝土在浇筑至第三层窗口时，需重新安拆泵送导管，此段时间大概60～90分钟，前后两次混凝土接缝处为水平水印的主要产生原因；⑵坍落度不同产生水印：二衬拱顶混凝土坍落度一般在20cm以上，而边墙坍落度一般控制在14～16cm之间，在拱顶混凝土浇筑时，混凝土泵送至拱顶窗口后靠压力和自重流动，但在此过程中，由于钢筋、级配等原因，会在台车拱顶部位附着一定量的混凝土，随着混凝土的压入，面积不断扩大，厚度不断增加，导致附着混凝土与后续混凝土之间形成水印；⑶混凝土搅拌时间不够、现场临时加水造成离析，形成水印。

2.2.2油印产生的原因：在台车进行脱模剂涂刷时，台车表层会附着一层油体，在混凝土浇筑上升过程中，油体沿台车模板逐渐上升，在边墙与拱部相接处或在拱部易产生油体汇集，因此产生油印。

2.1.3锈迹产生原因：⑴台车在打磨除锈过程中不彻底以及打磨完成后未及时涂刷脱模剂，造成新氧化物产生；⑵保护层不够外漏钢筋或绑扎用铁丝尾端伸入保护层遇空气中水分锈蚀后产生锈迹；⑶山区地材中含有一定量的铁元素，铁元素在浇筑完后与混凝土中水分或空气中水分反应，产生锈迹。

2.2气泡、气孔

二衬混凝土表面产生气泡或气孔的现象常发生，气泡的产生，影响观感，且一定程度上影响二衬混凝土强度，对混凝土耐久性存在一定负面影响。

气孔或气泡产生原因：⑴因二衬采用液压式钢模台车，模板本身不具透气性和吸附性，且台车脱模剂具有油性，油性脱模剂与水和空气三者不相溶，表面张力不一致，易形成水膜封闭混凝土中气泡产生气孔；⑵台车钢模在遇冷或降温时会吸附空气中的水分产生水珠，由于台车本身的不光洁，且边墙模板由于自身幅度原因，逐渐向内倾斜，造成水珠或水泡流动受阻。⑶混凝土单次浇筑高度过高，混凝土在下落过程中夹带一定量空气，而混凝土注入速度过快，夹带的空气来不及排除就被滞留在混凝土中，由于振捣不到位只排出混凝土中部分气泡；⑷混凝土坍落度过大，和易性差造成泌水产生气孔或气泡。

2.3蜂窝、麻面、露筋

蜂窝、麻面产生原因：⑴混凝土在同侧浇筑时不设置溜槽，也不换窗口，混凝土在台车内全靠自身流动，加上振捣不到位，形成蜂窝麻面；⑵二衬钢筋较密或变形处混凝土下料被阁住，未振捣就继续浇筑上层混凝土；⑶二衬端头模板板缝未堵严漏浆，造成麻面；⑷台车局部钢度不够，造成混凝土中在振捣时浆液倒吸，形成蜂窝；⑸混凝土配比不当，搅拌时间不够，造成粗骨料多，细骨料少，混凝土离析形成麻面或蜂窝；⑹钢筋安装不到位，或在振捣时直接碰撞钢筋，钢筋变形造成露筋；⑺保护层垫块强度不够，台车在伸展过程中将垫块顶碎，造成钢筋紧贴台车外漏；⑻保护层太薄、垫块发生位移，造成钢筋外漏。

2.4砂斑、砂线

砂斑、砂线产生原因：⑴过振或附着式振捣器操作不当，造成台车微位移或弹性变形，浆液随空隙流动形成砂斑。⑵混凝土拌合和易性差，砂率低，混凝土保水性差，浇筑时混凝土材质在应力作用下多余的水汇集并沿线性流动，将混凝土中浆体带走，形成砂线。⑶台车工作窗和接缝附近浆液在振捣时溢出，形成砂斑。

3施工预控措施

3.1台车打磨

台车在拼装打磨阶段对油印、锈迹控制尤为重要，台车除锈采用人工手持电工钢丝刷除锈，对起拱线等部位应搭设操作架予以配合，对个别凸出部位应用电动砂轮打磨平整，打磨完成之后用吹风机将锈碴清除，及时涂刷脱模剂，也可分部分除锈和涂抹，在施工完第一板混凝土后如发现除锈不彻底可重新推出打磨。脱模剂在一般情况下，往往选择机油，但机油易造成边墙混凝土颜色较深；使用费液压油涂刷，较为理想，但成本较高；最后确定使用食用油作为脱模剂，采用滚筒或棉纱自上而下涂刷，以台车表面无明显淌油为理想状态，根据高石盘隧道进口台车实验，每平米用油量在0.4kg，油印控制较为理想。

3.2钢筋绑扎

为防止露筋及扎丝外漏形成锈迹，钢筋在绑扎时须将扎丝尾端反折入钢筋骨架中，钢筋绑扎完成之后设置与二衬混凝土同等标号的混凝土垫块，间距为1米，呈梅花形布置。

3.3台车就位

台车就位后，应安设环向中埋式及背贴式止水带，再安装端头模板，在此过程中应及时将端头模板板缝进行堵塞，以防漏浆造成蜂窝麻面；在拱顶部位安装1～2个排气管，确保封顶时不出现空洞。

3.4混凝土原材料、配比和搅拌

在选定骨料时实验室应测定骨料铁元素含量，选择适用骨料，以防骨料原因引起混凝土锈迹。严格实验室配合比，根据现场砂石料的含水量，调整施工配合比；定期校核搅拌机的加水装置，保证计量准确，从而控制好混凝土水灰比，减少施工配合比与设计配合比之间的偏差。控制好混凝土坍落度，边墙混凝土坍落度控制在14～16cm之间，拱顶混凝土控制在20～22cm之间，混凝土浇筑到起拱线部位逐渐将混凝土坍落度由16cm往20cm上调，使得边墙及拱顶混凝土坍落度有过度阶段,以免产生水印。混凝土搅拌时间控制在90～120秒之间，理想的投料方式为先将碎石、砂、水泥、外加剂搅拌后再加水，保证搅拌均匀，以防泌水离析，以此减少二衬混凝土表观水印、气泡现象的发生。

3.5混凝土运输及泵送

混凝土运输采用混凝土罐车运输，地泵泵送入模。混凝土使用罐车运输时，应连续转动，

保持混凝土良好的和易性。过长或炎热天气运输，连续转动易造成坍落度损失引起离析和砂斑，因此过长或炎热天气运输时宜加缓凝剂，并在入模前再次测定坍落度，及时做好调整。

严禁现场加水，过多自由水是引起水泡、气泡的主要原因之一，如确需加水，需经得现场技术人员同意，加入水泥浆，保证混凝土和浆液在罐车里转动搅拌70秒，以防离析。地泵需及时移动，保证泵送压力，防止堵管及压顶时压浆口周边混凝土堆积形成水印，根据经验，高石盘隧道泵车采用HB50泵，每90～120米移动一次较为理想（HB60泵每120～150米移动一次较为理想）。

3.6二衬混凝土浇筑

在二衬混凝浇筑时应充分利用边窗，在出料口前端设置软管及溜槽，防止混凝土因下落高差大于2米造成浆液上浮，骨料下沉而离析和夹带大量气体。严格控制单层浇筑厚度，台车前后混凝土高差不超过0.6m，左右混凝土高度不超过0.5m,严禁单次浇筑超过1m以上。振捣优先采用φ30mm和φ50mm两种规格的插入式振动棒进行分层捣固，振动棒插入下层混凝土内不小于5cm,振捣插入点间距不超过振捣棒作用半径的1.5倍，振捣棒与台车距离不得大于振捣棒作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、预埋件、台车，严格控制振捣时间，以防过振造成砂斑、砂线情况的发生。采用附着式振捣时，尽量采用短时间、多次数左右对称的方法，以防台车因振动造成微位移或弹性变形。在压顶时尽量从内向端模方向灌注，以便排除空气，减小阻力。

4结束语

在隧道二次衬砌施工中，混凝土的表观质量是混凝土整体质量的一个侧面，但不能进入二衬混凝土“光、亮”就是质量好的误区，必须在控制好二衬混凝土表观质量的同时重视混凝土本身的耐久性能。

参考文献

【1】谭少飞.隧道二衬拱部油印水印的成因和预防及装修[J].山西建筑.2007

【2】陈智.隧道衬砌施工中防止混凝土表面缺陷的几点建议[J]. 铁道工程学报.2004

【3】混凝土（原著第二版）.化学工业出版社，2005

【4】TZ204-2008 铁路隧道工程施工技术指南[M].中国铁道出版社2004

【5】TB10417-2003 J287-2004 铁路隧道工程施工质量验收标准[M]. 中国铁道出版社 2004

姓名：王碧军，出生年月：1985年5月，性别：男，籍贯：湖南湘乡，单位：中铁十一局集团第五工程有限公司，职称：工程师，学历：学士学位，研究方向：隧道工程施工