摘要：随着我国隧道工程的快速发展，隧道工程中裂缝问题已经成为工程中非常重要问题之一，下文就以南昌市金水大道（下穿段）隧道工程为例，具体情况是沿金水大道线位布设，主隧道标准段为双向六车道，采用单箱三室结构形式，中间箱室为隧道运营管线通道兼检修通道，两侧箱室为机动车专用隧道。主线隧道全长2103m，由南往北依次为南敞开段、暗埋段和北敞开段，其中暗埋段长1730m，南北敞开段长度分别为190m和183m。暗埋段闭合框架结构纵向变形缝按60米设置一道，U型槽纵向变形缝按25～30米设置一道的原则设置，特殊地段按结构形式变化分缝。隧道主体结构混凝土设计采用强度等级C35补偿收缩混凝土，抗渗等级P8，膨胀加强带混凝土采用强度等级C40补偿收缩混凝土，抗渗等级P8。
关键词：混凝土；隧道工程；防止裂缝；生产运用
一、补偿收缩混凝土技术要求
1、原材料要求
应用于混凝土结构工程的集料均应进行碱活性检验，其它材料均应按批进行碱含量的检验。混凝土碱含量不得超过3kg/m3，且不得采用具有高碱活性的集料配制混凝土。单位体积混凝土中三氯化硫的最大含量不应超过胶凝材料总量的4%。
（1）水泥：采用42.5普通硅酸盐水泥，性能符合国家标准。
（2）细骨料：不得使用碱活性细骨料，要求使用中砂，品质符合《建设用砂》（GB/T14684-2011），要求符合Ⅱ区颗粒级配，砂的技术要求为Ⅰ 类。不得使用山砂及风化严重和多孔砂。
（3）粗骨料：不得使用碱活性粗骨料，要求使用碎石，品质符合《建设用卵石、碎石》（GB/T14685-2011），要求级配良好，最大粒径不得大于25mm。碎石技术要求为Ⅰ 类。
（4）混凝土膨胀剂：采用HEA抗裂防水剂，性能符合 GB23439-2009《混凝土膨胀剂》规定的Ⅱ型产品技术指标要求，水中养护7d限制膨胀率不低于 0.05%，空气中21d限制膨胀率不低于-010%。补偿收缩性能符合《补偿收缩混凝土应用技术规程》（JGJ/T 178-2009）的规定，禁止使用多功能复合型膨胀剂、氧化钙类混凝土膨胀剂和高碱混凝土膨胀剂。
（5）外加剂：除混凝土膨胀剂外，本工程混凝土要求控制外加剂的使用。如需使用外加剂，应符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB 50119-2013）的要求。不得使用含有氯化物的防冻剂和其他外加剂。
2、补偿收缩混凝土技术要求
（1）为确保混凝土的防渗性能，防止混凝土有害裂缝的出现，膨胀剂掺量依据 JGJ/T 178-2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》规定的试验方法，通过配合比试验确定。补偿收缩混凝土应符合下表所示技术要求。
补偿收缩混凝土主要技术指标
（2）混凝土膨胀指标及膨胀剂掺量根据设计图纸要求，隧道箱涵结构、U型槽每节段中间设2米膨胀加强带。后浇带分为底板连续式膨胀加强带和顶板、侧墙后浇式膨胀加强带。底板连续式膨胀加强带应与带外混凝土连续浇筑；顶板、侧墙后浇加强带在带外混凝土浇筑养护14 天后，在带两侧设钢边止水带和抹一道遇水膨胀止水胶，止水胶表干后再施工膨胀加强带。膨胀加强带和后浇加强带为C40 补偿收缩混凝土，膨胀加强带及后浇加强带处应在加强带两侧设置双层加强钢筋，钢筋长度6000mm，直径、间距与相邻非加强带结构配筋相同，与非加强带钢筋交错布置。
膨胀加强带设置如下图所示：
4、混凝土配合比要求
混凝土的配合比设计和混凝土配制，在满足施工和易性要求（必要的流动性），强度等级要求等基本要求外，应以混凝土密实性、抗渗透性能、抗裂性能和抗碳化性能为主要控制指标，应按高性能混凝土的要求配制。
（1）膨胀剂掺量根据混凝土的限制膨胀率要求，采用实际工程使用材料，经过混凝土配合比试验后确定。配合比试验的限制膨胀率值应比设计值高0.005%。
（2）补偿收缩混凝土的水胶比不宜大于0.45。
（3）补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量应不小于300kg/m3，用于膨胀加强带的补偿收缩混凝土单位胶凝材料应不小于350kg/m3。
（4）混凝土碱含量不得超过3kg/m3，氯离子含量不得超过0.15%。
二、混凝土施工
1、混凝土的生产和运输
本工程混凝土采用商品混凝土，混凝土在预拌混凝土厂生产。综合考虑到达现场的运输时间、卸车时间、混凝土的生产能力、运输车数、工厂的生产设备以及质量管理状态等，选定混凝土工厂。
（1）补偿收缩混凝土的各种原材料应采用专用计量设备进行准确计量。计量设备应定期校验，使用前进行零点校核。原材料每盘称量的允许偏差应符合下表规定。
表4 原材料每盘称量的允许质量偏差
材料名称允许偏差（%）
水泥、膨胀剂、矿物掺合料±2
粗、细骨料±3
水、外加剂±2
（2）膨胀剂投料应做到准确可靠，严格执行混凝土配合比并符合计量要求。试验室技术人员对外加剂投料、混凝土生产应进行跟班监督。
（3）补偿收缩混凝土应搅拌均匀。对预拌补偿收缩混凝土，其搅拌时间可与普通混凝土的搅拌时间相同，现场拌制的补偿收缩混凝土的搅拌时间应比普通混凝土的搅拌时间延长30s以上。
2、混凝土浇筑
（1）混凝土浇筑
1）在计划浇筑区段内连续浇筑混凝土，不得中断；混凝土浇筑以阶梯式推进，上下层浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。混凝土浇筑层厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，混凝土浇筑层厚度不宜大于500mm，具体参考下图。
2）补偿收缩自防水混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振、也不可过振。混凝土应采用高频机械振捣密实，振捣时间一般10s为宜，应使混凝土表面浮浆，无气泡，不下沉为止。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300-400mm），与模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍，并不应碰撞模板、钢筋、止水带和预埋件。底板与外墙的阴角加强振捣，宜采用二次振捣工艺。
3）底板、顶板混凝土浇筑完毕，在混凝土终凝前必须用木抹刀或铁抹刀搓压混凝土表面2-3遍以上，以防止混凝土表面出现裂缝。底板、顶板混凝土原浆收面后，应立即进行养护。
3、混凝土养护
（1）补偿收缩混凝土浇筑完成后，应及时对暴露在大气中的混凝土表面进行潮湿养护，混凝土养护由专人负责，养护期不得少于14d。
（2）底板、顶板混凝土养护：为防止温度应力和失水干缩引起混凝土开裂，要覆盖塑料薄膜和洒水或蓄水进行保湿养护。具体做法：①保湿养护方式——振捣刮平后，立即覆盖塑料薄膜，避免水分散失，表面混凝土终凝或能上人后，覆盖土工织物洒水或蓄水养护。在养护其间，混凝土不准发白。②蓄水养护方式——混凝土终凝之后，即可分区筑坝蓄水养护，蓄水深度不小于5厘米。确保底板在 14天内保持湿润状态，在养护其间，混凝土不准发白。
（3）侧墙混凝土养护：墙体浇筑完成后，可在顶端设多孔淋水管，达到脱模强度后，可松动对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有2～3mm的缝隙，确保上部淋水进入模板与墙壁间，带模养护7d，拆模后应避免墙体暴露，受阳光直射，干燥太快易产生开裂，因此应涂刷混凝土养护剂或采用湿麻袋紧贴墙体覆盖并喷水养护。
（4）冬期施工时，构件拆模时间应延至7d以上，表层不得直接洒水，可采用塑料薄膜保水，薄膜上部再覆盖岩棉被等保温材料。
（5）已浇筑完混凝土的地下混凝土结构，应在进入冬期施工前完成回填工作。
三、补偿收缩质量保证措施
1、为保证混凝土质量，主管混凝土的人员一定要明确每次浇捣混凝土的级配、方量，以便搅拌站能严格控制混凝土原材料的质量技术要求，并配足原材料。
2、严格把好原材料质量关，水泥、碎石、砂及外掺剂等达到国家规范规定的标准，及时与混凝土供应单位沟通信息。
3、混凝土浇捣前，施工现场应先做好各项准备工作，机械设备、照明设备等应事先检查，保证完好符合要求，模板内的垃圾和杂物要清理干净，木模部位要隔夜浇水湿润。
4、混凝土搅拌车进场后，应把好混凝土质量关。检查坍落度、可泵性是否符合要求，对于不合格者严格予以退回。
5、混凝土在浇捣前各部位的钢筋、埋件插筋和预留洞，必须由有关人员验收合格后方可进行浇捣，柱、砼不能一次下料到顶，应分皮层进行振捣。
6、混凝土浇捣前应对新老砼接缝处的垃圾、杂物等进行检查，并清除干净（可用大功率吸尘器），并浇水润湿，但不得有积水。
7、混凝土浇捣前应向施工人员进行交底，并做好书面记录，落实专人负责振捣，有专人负责查看钢筋、模板、预埋件等。严格做好交接工作和交接班记录，由负责人签名归档，以免造成混凝土超振、漏振现象。混凝土浇捣完毕后，钢筋上所受污染的水泥浆应予清除干净。
8、振动器的操作要做到“快插慢拔”，快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土发生分层、离析现象，慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空洞，并消除混凝土内气泡。
9、混凝土分层浇筑，在振捣上层时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，要在下层初凝之前。并加强对泵送流态混凝土的振捣。
10、每插点要掌握好振捣时间，过短不易振实，过长可能引起混凝土产生离析现象，一般以混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。
11、振动器插点要均匀排列，采用交错式的次序移动，以免造成混乱而发生漏振，每次移动位置的距离应不大于40cm。并不准将振动棒随意振动钢筋、模板及预埋件，以防钢筋、模板变形、预埋脱落。
12、做好混凝土试块养护工作，试块应在浇捣地点制作，根据规范要求的养护条件养护至规定龄期后进行强度和限制膨胀率的检测。
四、混凝土质量检验与控制
1.在施工现场抽检混凝土拌和物坍落度，每班不少于两次，作为控制及评定混凝土拌和物质量的依据。
2.每班检查原材料的称量不少与 1次。
3.原材料要保持稳定，如有变化，应及时调整配合比。
4.墙体混凝土外观要平整、密实、光滑。
结束语
经过补偿收缩混凝土在金水大道（下穿段）隧道工程中的实践运用，经过多方外观检测均未出现明显的裂缝，由此说明微膨胀混凝土能有效地补偿普通混凝土的收缩，能很好地抑制和防止混凝土有害裂缝的产生，能更好地保证混凝土的密实性，进一步提高混凝土质量，特别是在水下结构混凝土中还能很好地起到防水、防渗作用。
参考文献：
[1]刘宇驰. 高速公路隧道衬砌补强对策的数值模拟研究[D].西安理工大学，2018.
[2]乐弋舟. 隧道结构裂缝病害数据库设计及病因初探[D].西南交通大学，2018.
[3]杨剑雄.隧道衬砌混凝土裂缝治理措施[J].城市住宅，2018，25（03）：112-115+118.
[4]李静.高速公路隧道裂缝的出现与治理措施[J].绿色环保建材，2018（02）：108.
[5]曾建华.隧道施工中水泥混凝土路面裂缝原因及策略[J].黑龙江交通科技，2017，40（06）：174-175.
论文作者:廖忠胜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/20
标签：混凝土论文; 隧道论文; 裂缝论文; 钢筋论文; 底板论文; 原材料论文; 骨料论文; 《防护工程》2018年第32期论文;