陳 斌，劉 松，秦明強(qiáng)，葉俊能，占 文

(1.寧波市軌道交通工程建設(shè)指揮部，浙江寧波 315012;2.中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司長大橋梁建設(shè)施工技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430040)

考慮耐久性條件下的高性能混凝土的應(yīng)用技術(shù)

陳 斌1，劉 松2，秦明強(qiáng)2，葉俊能1，占 文2

(1.寧波市軌道交通工程建設(shè)指揮部，浙江寧波 315012;2.中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司長大橋梁建設(shè)施工技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430040)

依托寧波軌道交通1號線二期建設(shè)工程，分析本工程的服役環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對本工程面臨的耐久性問題，提出以高性能混凝土技術(shù)，自防水為主、柔性外包材料為輔的防水技術(shù)相結(jié)合的綜合耐久性方案。基于工程建設(shè)地區(qū)已有原材料和商品混凝土配合比中單位用水量偏高、礦物摻和料用量少等問題，提出了本工程高性能混凝土的配制要求和技術(shù)指標(biāo)，并采用life365模型和碳化模型分別預(yù)測氯鹽和碳化條件下混凝土的壽命，預(yù)測結(jié)果均可達(dá)到100a。最后以此為基礎(chǔ)提出了高性能混凝土在寧波軌道交通1號線二期工程中的質(zhì)量保證措施和質(zhì)量控制要點(diǎn)。

高性能混凝土;耐久性;防水措施;質(zhì)量控制;混凝土配制

鋼筋混凝土耐久性的研究多集中在大氣和海洋環(huán)境，對于地下結(jié)構(gòu)的研究較少。地鐵結(jié)構(gòu)多是由車站和區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)組成的典型地下混凝土結(jié)構(gòu)，與大氣環(huán)境下的工業(yè)與民用建筑相比，地鐵結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境更為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)內(nèi)部與大氣環(huán)境接觸，結(jié)構(gòu)外部與巖土介質(zhì)環(huán)境緊密相連，巖土介質(zhì)的不勻質(zhì)性、非線性、流變性等特點(diǎn)使得結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀況復(fù)雜多變，并且地下水中通常含有不同程度的侵蝕性介質(zhì)，對地鐵混凝土耐久性是一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

近年來地鐵在運(yùn)營過程中亦出現(xiàn)過不少因耐久性引起的問題:如上海打浦路隧道因滲漏而封閉大修，北京地鐵隧道內(nèi)部水管因腐蝕而穿孔，香港地鐵因雜散電流腐蝕引起煤氣管穿孔泄漏等，這些都表明地鐵混凝土耐久性問題是一個十分重要而迫切需要加以解決的問題。

目前，國內(nèi)外工程為保證所建混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，一般多采用以高性能混凝土技術(shù)為核心的綜合耐久性技術(shù)方案。然而我國目前混凝土工程超長壽命服役的相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及高性能混凝土的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工技術(shù)在工程應(yīng)用方面尚不健全，甚至部分領(lǐng)域?yàn)榭瞻祝?］，因此結(jié)合寧波軌道交通1號線二期工程的具體需要，研究本工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性策略和高性能混凝土的應(yīng)用技術(shù)就顯得極為迫切和重要。

1 寧波軌道交通1號線二期工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及耐久性設(shè)計(jì)背景

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

寧波市軌道交通1號線二期工程全長約25.439 km，設(shè)車站9座，其中地下站 1座，高架站8座，另設(shè)3座高架預(yù)留車站，工程設(shè)計(jì)使用壽命為100a。本工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣，主要有板、梁、柱形式的車站結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)形式的地下區(qū)間結(jié)構(gòu)、橋梁形式的高架區(qū)間結(jié)構(gòu)、島式及側(cè)式高架車站結(jié)構(gòu)以及明挖隧道結(jié)構(gòu)、鉆爆法施工的暗挖隧道結(jié)構(gòu)。

1.2 環(huán)境特點(diǎn)

寧波市軌道交通1號線二期工程混凝土結(jié)構(gòu)服役環(huán)境嚴(yán)酷。地下結(jié)構(gòu)長期處于潮濕和地下水流經(jīng)的環(huán)境中，不僅遭受地下水的壓力滲透作用，還受到水中氯離子(Cl-)，硫酸根離子(SO42-)的侵蝕，同時(shí)長期的干濕交替也會加速混凝土性能的劣化、高架區(qū)間會穿越酸雨率達(dá)90%的工業(yè)區(qū)，對高架區(qū)域的橋梁混凝土構(gòu)件存在著酸雨等侵蝕，同時(shí)高濃度的二氧化碳(CO2)氣體會加速隧道和地下區(qū)間混凝土的中性化，加大了本工程后期運(yùn)營期間的維護(hù)難度。

1.3 面臨的耐久性問題

(1)規(guī)范的不統(tǒng)一。隨著我國對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的重視，逐漸出臺了《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50476—2008)，《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10005—2010)，《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTG/TB07-01—2006)等，這些規(guī)范對有關(guān)定義、環(huán)境作用等級的劃分以及相關(guān)參數(shù)的規(guī)定都不盡相同，本工程耐久性設(shè)計(jì)主要依據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10005—2010)，同時(shí)參考《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50476—2008)。

(2)腐蝕介質(zhì)多樣。主要的腐蝕介質(zhì)有:地下水或土中富含Mg2+、SO42-等鹽類的侵蝕，Cl-引起的鋼筋銹蝕以及堿骨料反應(yīng)導(dǎo)致的混凝土性能劣化;大氣中的CO2等酸性氣體引起的混凝土中性化;酸雨對高架區(qū)間混凝土的侵蝕。本工程采用接觸線網(wǎng)的鋪軌方式可不考慮雜散電流引起的鋼筋銹蝕。

(3)結(jié)構(gòu)形式和施工工藝復(fù)雜多樣，施工路線長。相比橋梁工程，本工程涉及的結(jié)構(gòu)形式和施工工藝較多，施工路線長，加大了耐久性設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)對本工程采用的原材料及混凝土的質(zhì)量要求較高，不僅需具備良好的施工性能和力學(xué)性能，還要有優(yōu)良的抗?jié)B和抗裂性能。

(4)滲漏導(dǎo)致的干濕循環(huán)問題。由于地下車站和區(qū)間是處于壓力水的作用下，一旦發(fā)生滲漏則易形成干濕循環(huán)，導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)濃度的不斷累積，加大鋼筋混凝土性能劣化的風(fēng)險(xiǎn)。

2 寧波地鐵1號線二期工程混凝土耐久性設(shè)計(jì)

2.1 環(huán)境類別及作用等級的劃分［2，3］

環(huán)境類別和作用等級的準(zhǔn)確劃分，是耐久性設(shè)計(jì)的根本。本工程依據(jù)不同的施工區(qū)域和施工工藝將本工程劃分為地下車站、地下區(qū)間、育王嶺隧道、高架區(qū)間、高架車站5個區(qū)域，依據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10005—2010)和《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50476—2008)分別對5個不同區(qū)域的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行環(huán)境類別及作用等級的劃分和耐久性的設(shè)計(jì)。

地下車站主要有地下連續(xù)墻、頂板、底板、內(nèi)襯側(cè)墻以及室內(nèi)的梁板柱結(jié)構(gòu)組成，考慮到與介質(zhì)的接觸部位，又分為迎水/土面，背水/土面。由于本工程地下車站埋深較深，連續(xù)墻、底板、側(cè)墻、頂板均處于水位以下，其迎水/土面屬于貧氧環(huán)境，按 TB 10005—2010，如不發(fā)生滲漏，則可只考慮碳化作用;對于其背水/土面，如發(fā)生滲漏，則需考慮干濕交替作用導(dǎo)致的侵蝕介質(zhì)離子濃度的累積。

盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)主要由盾構(gòu)管片和連接通道組成。管片的外弧面和連接通道的迎水/土面長期浸沒于水或土中，可按碳化環(huán)境處理;管片的內(nèi)弧面和連接通道的背水/土面如無滲漏，則只需要考慮碳化作用，但是按照寧波地鐵1號線一期和國內(nèi)其他地鐵工程施工的經(jīng)驗(yàn)，管片和連接通道滲漏現(xiàn)象普遍，因此本工程管片的內(nèi)弧面和連接通道的背水/土面除考慮了碳化作用外，還考慮了因滲漏產(chǎn)生的干濕交替作用。

育王嶺隧道則只需考慮碳化作用;高架車站分為樁基、承臺、框架柱和室內(nèi)梁板柱結(jié)構(gòu)，除承臺處于水位變動區(qū)，需考慮水中氯離子和酸性水的作用外，其他結(jié)構(gòu)均只考慮碳化作用;高架區(qū)間分為樁基、承臺、墩柱、箱梁和道床結(jié)構(gòu)，由于道床、墩柱暴露于酸雨的侵蝕作用下，因此需要考慮化學(xué)腐蝕作用，承臺和樁基需要考慮其服役水/土中的氯離子含量，其他結(jié)構(gòu)可按碳化環(huán)境考慮。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)路線和基本方案

寧波地鐵1號線二期工程的整體耐久性要求很高，所處環(huán)境較為惡劣，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性很難通過單一措施保證，因此必須根據(jù)具體的環(huán)境條件和設(shè)計(jì)要求，有機(jī)組合若干技術(shù)措施，以保證整體耐久性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性需采取基本措施和輔助措施［4］?；敬胧┦菑牟馁|(zhì)本身的性能出發(fā)，提高混凝土材料本身的密實(shí)性，即采用高性能混凝土。某些部位還可復(fù)合采用保護(hù)涂層或阻銹劑等輔助措施，有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命［5］。因此寧波地鐵1號線二期工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性方案的設(shè)計(jì)遵循的基本方案是:第一，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性基本措施是采用高性能混凝土，開展酸雨區(qū)混凝土專項(xiàng)性能研究，同時(shí)在大體積混凝土施工過程中采取溫控措施預(yù)防有害熱裂縫的產(chǎn)生［6］，如側(cè)墻、底板、承臺等。依據(jù)混凝土構(gòu)件所處結(jié)構(gòu)部位及使用環(huán)境條件，如管片內(nèi)弧面滲漏，則采用必要的補(bǔ)充防腐措施，如混凝土外保護(hù)涂層等。在保證施工質(zhì)量和原材料品質(zhì)的前提下，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性將可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第二，對地鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)防水設(shè)計(jì)［7］。寧波地鐵1號線二期工程耐久性方案的設(shè)計(jì)還考慮了當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，如原材料的可用性、施工應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。針對本工程的實(shí)際情況，提出的耐久性技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 寧波地鐵1號線二期工程耐久性方案技術(shù)路線

2.3 高性能混凝土性能要求

地鐵建設(shè)中的混凝土一般是由施工單位向商品混凝土公司(商混站)購買?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)是確定生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)的重要依據(jù)，是混凝土質(zhì)量控制的最重要環(huán)節(jié)。高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)與普通混凝土相比，更加注重耐久性等指標(biāo)。而商品混凝土公司在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，通常是以強(qiáng)度為評判標(biāo)準(zhǔn)，對混凝土的抗裂性能、抗氯離子滲透性能和抗碳化性能等方面考慮較少，對于相應(yīng)的測試實(shí)驗(yàn)也重視不夠。

目前地鐵工程用商品混凝土的配合比設(shè)計(jì)普遍存在以下問題:

(1)用水量偏大，為保證混凝土的工作性能并節(jié)約成本，混凝土的用水量普遍偏高。以C30 P8混凝土配合比為例，用水量大多在170 kg/m3左右，有些甚至超過185 kg/m3，高用水量會增大混凝土內(nèi)部的孔隙率，對耐久性不利;

(2)水膠比偏大，高用水量同時(shí)也會帶來高水膠比。如C30、P8等級混凝土的水膠比一般為0.38～0.47，普遍在0.40以上，大水膠比對混凝土抗?jié)B性能尤為不利;

(3)膠凝材料用量差別較大、礦物摻和料比例偏小。C30、P8混凝土的膠凝材料用量一般在 350～450 kg/m3，不同商混站設(shè)計(jì)的膠凝材料量有較大差異;在礦物摻和料選擇上普遍采用粉煤灰，部分采用粉煤灰和抗裂防水劑復(fù)摻或粉煤灰和礦粉復(fù)摻，但摻量普遍偏低，對混凝土抗裂性能影響較大。

劉松、屠柳青等人總結(jié)了在嚴(yán)酷條件下，保證混凝土耐久性時(shí)混凝土用原材料的要求和技術(shù)指標(biāo)［8］。針對以上商品混凝土的問題，筆者結(jié)合寧波地鐵1號線一期工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，著重強(qiáng)調(diào)對本工程混凝土耐久性影響比較突出的幾個要求。

(1)防水混凝土最低水泥用量不宜低于260 kg/m3，積極推廣礦物摻和料在商品混凝土中的應(yīng)用，不同結(jié)構(gòu)部位混凝土膠材總量及比例如表1所示。

表1 寧波地鐵1號線二期工程不同結(jié)構(gòu)部位混凝土膠材總量及比例

(2)車站和區(qū)間主體結(jié)構(gòu)混凝土用水量不宜大于160 kg/m3。預(yù)制混凝土襯砌管片用水量不宜大于150 kg/m3。

(3)為防止堿骨料反應(yīng)發(fā)生，混凝土中總堿含量不應(yīng)超過3.0 kg/m3。

(4)鋼筋混凝土中氯離子含量不應(yīng)超過膠凝材料總量的0.10%，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中氯離子含量不應(yīng)超過膠凝材料總量的0.06%。

(5)在混凝土試配階段，除進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等常規(guī)測試外，還應(yīng)進(jìn)行電通量和抗碳化等耐久性試驗(yàn)，檢測混凝土56 d的電通量或氯離子擴(kuò)散系數(shù)，電通量指標(biāo)不宜超過1 000 C，氯離子擴(kuò)算系數(shù)需滿足本工程《高性能混凝土施工指南》中所提出的標(biāo)準(zhǔn)。

(6)通過限制混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展有效控制早期熱開裂。要求24 h抗壓強(qiáng)度不大于12 MPa，對抗裂要求較高的構(gòu)件，不宜高于10 MPa(有預(yù)應(yīng)力張拉的構(gòu)件除外)。

3 混凝土結(jié)構(gòu)的壽命預(yù)測

氯鹽和混凝土中性化是影響地下車站和區(qū)間的主要因素?；?Fick第二定律，不考慮混凝土開裂影響，采用Life365(2.0版)模型分別預(yù)測本工程的側(cè)墻和管片結(jié)構(gòu)滿足100a設(shè)計(jì)使用壽命條件下的最大表面允許氯離子濃度，表2為本工程側(cè)墻和管片保護(hù)層厚度和耐久性參數(shù)，表3為考慮保護(hù)層厚度8%的標(biāo)準(zhǔn)差下，在滿足100a設(shè)計(jì)使用壽命時(shí)，混凝土構(gòu)件最大允許的表面氯離子濃度。

表2 設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度及混凝土耐久性參數(shù)

表3 Life365(Rev.2.0)模型預(yù)測結(jié)果

圖2和圖3分別為側(cè)墻和管片混凝土氯離子侵蝕時(shí)間變化曲線。從Life365(2.0版)計(jì)算結(jié)果看，側(cè)墻最大允許表面氯離子濃度為2.64 kg/m3，則側(cè)墻部位因氯離子引起鋼筋銹蝕的臨界水/土體氯離子濃度為2 640 mg/L。側(cè)墻如無滲漏，按碳化腐蝕考慮;如發(fā)生滲漏，參考地勘資料，工程勘察資料顯示:側(cè)墻所處部位孔隙潛水最大氯離子濃度為1 100 mg/L，由于干濕交替，氯離子濃度會累積，因此，需及時(shí)堵漏，確保100a的設(shè)計(jì)使用壽命。管片最大允許表面氯離子濃度為2.83 kg/m3，則管片部位因氯離子引起鋼筋銹蝕的臨界水/土體氯離子濃度為2 830 mg/L。管片如無滲漏，按碳化腐蝕考慮;如發(fā)生滲漏，參考地勘資料，管片所處部位孔隙潛水最大氯離子濃度為4 400 mg/L，因此，管片安裝時(shí)，需設(shè)置止水帶，發(fā)生滲漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)堵漏，并在滲漏周邊部位涂覆涂層隔離氯離子。

圖2 側(cè)墻混凝土氯離子侵蝕隨時(shí)間變化曲線

圖3 管片混凝土氯離子侵蝕隨時(shí)間變化曲線

本工程采用《既有建筑物結(jié)構(gòu)檢測與評定標(biāo)準(zhǔn)》(DG/TJ08—804—2005)規(guī)范中推薦的模型進(jìn)行碳化壽命預(yù)測［9］。計(jì)算時(shí)，地下工程的溫度取值為25℃;根據(jù)所處碳化環(huán)境的差別，地鐵車站及區(qū)間中CO2中的濃度值保守地取為0.05～0.10 mg/m3;環(huán)境相對濕度取70%;保護(hù)層厚度以設(shè)計(jì)提供的資料為準(zhǔn)，其結(jié)果如表4所示。

表4 本工程地下主體結(jié)構(gòu)碳化壽命預(yù)測參數(shù)的取值及結(jié)果

4 高性能混凝土的質(zhì)量保證措施

混凝土耐久性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需在原材料選擇，配合比配制，模板，混凝土澆筑振搗，養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制。為保證整個設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、完整性、規(guī)范性、科學(xué)性和可行性，必然需要一個完善的整體思路和框架［10］。因此在建設(shè)過程中，本工程遵循了以建立符合本工程的混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系和耐久性方案設(shè)計(jì)的思想，具體流程如圖4所示。

圖4 高性能混凝土質(zhì)量保證措施

(1)建立符合本工程混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。該體系是在了解工程背景、建設(shè)和運(yùn)營環(huán)境以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行《酸雨區(qū)混凝土專項(xiàng)研究》，并制定《寧波地鐵1號線二期高性能混凝土用原材料選材標(biāo)準(zhǔn)》、《寧波地鐵1號線二期高性能混凝土配合比及配制要求》、《寧波地鐵1號線二期大體積混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)》、《寧波地鐵1號線二期混凝土耐久性專項(xiàng)技術(shù)規(guī)程》、《寧波地鐵1號線二期高性能混凝土施工指南》等。通過對材料性能的試驗(yàn)研究，建立混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和依據(jù)，并預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用性能。

(2)耐久性方案設(shè)計(jì)，在充分考慮各種可變因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的影響，如環(huán)境溫度、混凝土內(nèi)應(yīng)力、裂縫等，以建立使用壽命預(yù)測系統(tǒng)，為耐久性方案的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和依據(jù)。再以使用壽命預(yù)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，制定有針對性的耐久性解決方案。

5 防水設(shè)計(jì)

本工程以結(jié)構(gòu)自防水為主，其中地下結(jié)構(gòu)抗?jié)B等級如表5所示。防水混凝土允許裂縫寬度如表6所示，且為不貫通裂縫。施工縫(包括后澆帶)、變形縫(誘導(dǎo)縫)、樁頭等細(xì)部構(gòu)造的防水為重點(diǎn)，并在結(jié)構(gòu)迎水面設(shè)置柔性全包防水層加強(qiáng)防水。根據(jù)《地下工程防水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50108—2008)的規(guī)定，寧波軌道交通1號線二期工程地下工程防水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下:(1)地下車站和機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段的防水等級為一級，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬;(2)區(qū)間隧道及連接通道等附屬的隧道結(jié)構(gòu)防水等級應(yīng)為二級，頂部不允許滴漏，其他不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，總濕漬面積不大于總防水面積的2‰，任意100 m2防水面積上的濕漬不超過3處，單個濕漬的最大面積不大于0.2 m2;(3)隧道工程中漏水的平均滲漏量不大于0.05 L/m2·d，任意100 m2防水面積滲漏量不大于0.15 L/m2·d。

表5 防水混凝土的抗?jié)B等級

表6 防水混凝土的允許裂縫寬度

由于現(xiàn)場混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，混凝土的早期和后期收縮，以及運(yùn)營過程中列車的振動荷載、溫度變化對混凝土結(jié)構(gòu)的影響，混凝土結(jié)構(gòu)自防水無法從根本上滿足地下工程的防水和耐久性要求，可能帶來混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，導(dǎo)致滲、漏水。為此，利用瀝青類、合成樹脂類、橡膠類等柔性防水材料設(shè)置防水層，以對結(jié)構(gòu)自防水不足之處的補(bǔ)充和完善［11］。

寧波軌道交通1號線二期工程主要以高架為主，以盾構(gòu)法隧道的防水措施為例，主要采取管片混凝土結(jié)構(gòu)自防水、接縫防水以及螺栓孔密封相結(jié)合的綜合防水方案，如圖5所示。

圖5 盾構(gòu)法隧道防水設(shè)計(jì)(單位:mm)

相對其他工法結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)法隧道的防水措施較為單一［12］，防水措施有:(1)盾構(gòu)管片接縫靠近管片外弧面一側(cè)設(shè)置遇水膨脹橡膠片擋水條(圖6a);(2)預(yù)留凹槽內(nèi)設(shè)置三元乙丙橡膠彈性密封墊(圖6b);(3)管片內(nèi)弧側(cè)預(yù)留嵌縫凹槽，標(biāo)準(zhǔn)段管片縱縫(圖7a)、環(huán)縫(圖7b)部位采用聚合物水泥(或聚合物水泥砂漿)進(jìn)行嵌縫，嵌縫范圍:頂拱45°范圍的環(huán)、縱縫;底拱90°范圍內(nèi)的環(huán)、縱縫;變形縫(圖7c)采用雙組分聚硫密封膠環(huán)縫整環(huán)嵌縫;洞口兩側(cè)20環(huán)的環(huán)、縱縫全部采用雙組分聚硫密封膠進(jìn)行嵌縫。

圖6 遇水膨脹擋水條、彈性密封墊防水設(shè)計(jì)(單位:mm)

圖7 盾構(gòu)法隧道嵌縫防水

6 結(jié)語

根據(jù)工程調(diào)研和環(huán)境條件分析，影響寧波地鐵1號線二期工程結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-滲透、中性化速度、早期溫度裂縫以及酸雨。針對這一具體情況，并考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，如原材料的可用性、工藝設(shè)備的可行性以及經(jīng)濟(jì)上的合理性，地鐵1號線二期工程采取以高性能混凝土技術(shù)，自防水為主、柔性外包材料為輔的防水技術(shù)相結(jié)合的綜合耐久性策略和方案，在混凝土配制過程中，以提高混凝土的抗裂性能為核心。通過符合現(xiàn)階段工程實(shí)際情況和技術(shù)水平的施工措施和質(zhì)量保證措施，確保了高性能混凝土的質(zhì)量符合耐久性設(shè)計(jì)的要求。

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Application Technology of High Performance Concrete Based on Durability Requirement of Structure

CHEN Bin1，LIU Song2，QIN Ming-qiang2，YE Jun-neng1，ZHAN Wen2
(1.Headquarter of Ningbo Rail Transit Project Construction，Ningbo 315012，China;2.CCCC Wuhan Harbor Engineering Design and Research Institute Co.，Ltd.，Key Lab of Large-span Bridge Construction Technology，Ministry of Communication，Wuhan 430040，China)

The construction of second stage project of Ningbo Rail Transit Line 1 was taken as an example，and the service environment and structure features of this project were analyzed.Directing at the durability issues in this project，a comprehensive durability scheme was proposed，which give priority to the high performance concrete with self-waterproofing technology supplemented by waterproofing technology of flexible coating materials.Also directing at some problems in the existing raw materials and in commercial concrete mix proportion at the project area，such as high water content and poor mineral admixture，the requirements and technical indexes of high performance concrete used for this project were proposed.In addition，the working life of the concrete under chlorine salt and carbonization environment was predicted by using life365 model and carbonization model respectively，and the prediction result shows that the working life of the concrete can get to 100 years.Finally，the measures and key point of quality control for this project are suggested based on the study results.

high performance concrete;durability;water-proofing method;quality control;concrete preparation

U214.1+8

A

1004-2954(2013)04-0081-06

2012-08-23;

2012-11-29

寧波市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(No2010C500)

陳 斌(1964—)，男，教授級高級工程師，博士后，E-mail:Chenbin.nb@163.com。