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      水工隧洞混凝土缺陷成因、預防措施及處理方案

      摘 要:文中分析了水工隧洞混凝土缺陷的成因,提出減少混凝土缺陷發生的預防措施,總結了水工隧洞混凝土缺陷的處理原則,并對水工隧洞常見的點滲漏、面滲漏、伸縮縫和施工縫滲漏處理的化學灌漿法作了介紹。

      關鍵詞:水工隧洞;缺陷成因;預防;處理

      水工隧洞一般具有斷面小、埋深大、高水頭、對混凝土防滲有較高要求等特點。在實際施工過程中,受人員素質、施工工藝、施工組織及管理等各種因素的影響,水工隧洞的混凝土工程往往會出現這樣那樣的缺陷,這必將直接影響隧洞本身的質量、安全及使用壽命。目前,我省大水網工程正在如火如荼的建設當中,其中隧洞工程占了極其重要的比重。本文簡要分析了水工隧洞混凝土缺陷的成因,并對其預防措施及處理方案提出了自己的一點意見和看法,以期對我省的大水網建設有一定幫助。

          1.水工隧洞混凝土缺陷分類概述

      水工隧洞混凝土缺陷可分兩大類,一類是表面缺陷,其主要包括蜂窩、麻面、狗洞、露筋、錯臺、表面裂縫等,另一類為內部缺陷,主要包括點滲漏、面滲漏、伸縮縫滲漏、施工縫滲漏、貫通裂縫等。這些混凝土缺陷首先將對水工隧洞的長期運行帶來許多不利影響,另外其處理也將耗費大量的人力、物力和財力,給施工企業造成不必要的經濟負擔。因此,作為施工技術人員,應當從工程開始就對此混凝土質量引起高度重視,采取有效預防措施以減少混凝土缺陷產生,并需懂得如何對已經產生的缺陷進行有效的處理。

          2.水工隧洞混凝土缺陷成因分析

      水工隧洞混凝土缺陷的產生主要受操作人員素質、施工工藝、施工組織及管理等因素的影響。

          1)操作人員素質參差不齊是產生混凝土缺陷的主要原因。在施工過程中,由于各工種操作人員技術不熟練、或者責任心差,就會不可避免的造成混凝土缺陷。如:混凝土工素質低下,就會經常發生漏振、過振的現象,混凝土成型后,就會產生較多的蜂窩、麻面、狗洞、露筋等;如:模板工素質低下,就會較多發生模板拼接不嚴、跑模等現象,混凝土成型后,就會較多出現錯臺、伸縮縫滲漏等現象;如:試驗工素質較低,在配料過程中不能嚴格按照設計配合比進行配料,混凝土在拌制過程中就會出現水灰比過大、和易性較差等問題,這必將直接導致混凝土成型后的外觀質量。

      2)施工工藝不科學也是造成混凝土缺陷的原因之一。水工隧洞一般斷面較小,為提高施工進度,隧洞混凝土襯砌往往需采用跳倉澆筑法才能做到平行作業。這種方法的優點是有利于保證施工進度,但前提是需要增加模具,這就會造成資源投入的增加。有些施工單位既想提高進度,又不想增加資源投入,而采用了連續倉澆筑法。這樣,往往是在上一倉混凝土未達到拆模條件時就需進行下一倉的鋼筋制安工序,這樣的施工工藝就會給施工縫或伸縮縫的處理造成很大的難度,混凝土成型后就會造成大量的施工縫或伸縮縫漏水現象的發生。另外,由于水工隧洞有防滲要求,一般均設計有回填灌漿和固結灌漿的工程內容,灌漿工程施工一般需在混凝土襯砌時就提前預埋灌漿管,但實際施工時,這些預埋的灌漿管往往容易發生位移而造成難以成孔,這就會直接影響灌漿工程的施工質量,給隧洞滲漏形成隱患。

      3)施工組織及管理不善容易造成大的工程質量缺陷。如施工組織及管理不到位,就會造成人浮于事。常見的問題如各工序之間不能有效銜接,機械故障頻發、原材料進場質量把關不嚴,三檢制度不能有效落實等。這些現象的發生,勢必會增加出現混凝土襯砌質量缺陷的機率。比如:我們常見的露筋、冷縫、洞身裂縫等大的質量缺陷往往與施工組織及管理不善有較大關系。

      3.水工隧洞混凝土缺陷預防措施

      針對以上水工隧洞混凝土缺陷成因的分析,結合本人多年的隧洞施工經驗,提出以下預防措施。

      1)做好各工種操作人員的入場技術培訓工作,切實提高其實際操作技能和質量意識。一方面要組織好入場技術培訓,尤其要落實好技術交底工作;另一方面質量應與工資、獎金掛勾,實行嚴明的獎懲制度,用制度促進質量意識的形成,決不能只制定制度而不落實制度。

      2)盡量采用科學的施工工藝。成型斷面達到4米以上的隧洞,盡可能采用全斷面鋼模臺車進行混凝土襯砌作業,以減少模板質量引起的混凝土質量缺陷。小斷面隧洞的混凝土入倉也要盡量采用混凝土輸送泵進行。

      3)加強施工組織及管理的力度。嚴格執行企業內部質量管理制度,從施工過程中的各個環節進行有效的監控。按班組、工種成立QC小組,針對現場各種質量問題,制定QC小組活動計劃,并在實施過程中做好記錄,及時總結經驗,及時進行有效的整改。加強質量檢查和考核,發現問題及時解決,消除質量事故隱患。

      4.水工隧洞混凝土缺陷處理方案

      對水工隧洞長期運行有較大影響的混凝土缺陷主要是各種原因的滲漏缺陷。本人認為對此類缺陷最可靠的處理方案還是化學灌漿處理方法。下面就本人參加的引黃北干線1號隧洞工程的化學灌漿處理滲漏的方案作一簡要介紹。

      4.1注漿材料的選擇

      注漿材料選用LwHw水滲性灌漿材料。

      Lw灌漿材料是由多異氰酸酯與含多羥基的化合物在一定的條件下通過反應合成的一種預聚體。其特點為: ⑴具有良好的親水性,水即是稀釋劑又是固化劑,漿液遇水反應而凝固。  ⑵可在潮濕或有涌水的情況下進行灌漿,尤其是快速堵漏,效果十分顯著,漿液對水質適應性強,在海水和PH值在3~13的水中均能固化。⑶漿液固結體為彈性體,遇水能膨脹具有彈性止水和以水止水的雙重功能,特別適用于變形縫的防水處理。⑷固結體無毒。⑸施工工藝簡單,漿液無需繁雜的配制,用單液法直接灌注。⑹可與Hw水滲性聚氨酯灌漿材料以任意比例混合使用,以降低漿液的粘度,改變固結體的強度和遇水膨脹的倍數。

      Hw灌漿材料是由多異氰酸酯與多羥荃化合物在一定的條件下經過反應制成的予預聚體。其特點為:⑴具有良好的親水性,水是固化劑,漿液遇水反應而凝固。⑵漿液粘度低,可漿性好,其固結體強度高。⑶能與Lw混滲,所得固結體性介與二者之間。⑷對水質適性強,在PH=3~13之間可以固化。

      4.2化學灌漿工藝流程

       清理→鉆孔→埋嘴→注漿→拆嘴→封口及防水。

      4.3重要工藝技術要求

      1)清理:詳細檢查、分析滲漏情況,確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區域,鑿除混凝土表面析出物,確保表面干凈、潤濕。

      2)鉆孔:距離施工縫(或伸縮縫)左、右約5cm鉆孔,鉆孔方向為斜向20o~30o,根據各段混凝土的實際厚度,鉆孔深以15~20cm為宜,以不鉆穿止水帶為準,鉆孔時應循序交叉由低至高進行,鉆孔間距視實際滲漏水情況而定,初擬為20cm~30cm。點滲漏及面滲漏的部位,可在滲水點周邊每隔25~30cm鉆一個孔,孔位呈梅花形布置,根據各段混凝土的實際厚度深度約20~40cm。

      3)埋嘴:在鉆好的孔內安裝灌漿嘴(又稱之為止水針頭),并用專用內六角扳手擰緊,使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙,不漏水。

      4)灌漿:使用高壓灌漿機向灌漿孔內灌注化學灌漿料。施工縫(或伸縮縫)化學灌漿注漿順序為由下向上;點滲漏及面滲漏化學灌漿注漿順序從周邊孔向中心孔。當相鄰孔開始出漿后,保持壓力3~5min,即可停止本孔灌漿,改注相鄰灌漿孔。

      5)拆嘴:灌漿完畢,確認不漏即可去掉或敲掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。

      6)封口:用水泥基防水材料進行灌漿口的修補、封口處理。

      通過以上化學灌漿法對北干1號隧洞工程的滲漏缺陷進行了處理,達到了預期目的,順利通過驗收。實踐證明這種方法是切實可行的。

      5.結束語

      水工隧洞混凝土缺陷的形成主要是主觀因素造成的,因此從源頭上做好預防工作是做好質量工作的重中之重,另外采用新技術、新工藝也是有效預防混凝土缺陷產生的重要措施。針對水工隧洞混凝土常見的滲漏缺陷,以化學灌漿處理方法為首選方案。

                                                         渠雪梅

       

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