崔竣堯

(新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

新疆某水利工程為全長(zhǎng)37.355 km的隧洞，主洞縱坡為1/5 000。其中盾構(gòu)隧洞約19.1 km，采用3臺(tái)Ф5.5 m土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，成型隧洞內(nèi)徑4.5 m，管片厚0.35 m，環(huán)寬1.2 m。

隧道采用普通襯砌環(huán)型結(jié)構(gòu)，支洞由6塊預(yù)制鋼筋混凝土管片錯(cuò)縫拼裝及1塊仰拱塊構(gòu)成，主洞由6塊預(yù)制鋼筋混凝土管片錯(cuò)縫拼裝構(gòu)成鋼筋混凝土管片采用C50混凝土，抗?jié)B等級(jí)W12，襯砌管片外弧側(cè)面沿管片四周設(shè)置一道封閉的防水彈性密封墊，襯砌管片內(nèi)弧面在預(yù)留的嵌縫槽內(nèi)進(jìn)行嵌縫密封，對(duì)每個(gè)螺栓孔、注漿孔設(shè)置三元乙丙橡膠密封圈。管片外徑5 200 mm，內(nèi)徑4 500 mm，6分塊，環(huán)寬1 200 mm，通用環(huán)雙面楔形(30 mm)，錯(cuò)縫拼裝，彎螺栓連接(環(huán)向16顆，縱向12顆)。管片廠承擔(dān)18 147環(huán)混凝土管片預(yù)制任務(wù)。項(xiàng)目合同工期為2018年8月1日-2023年8月1日。3臺(tái)盾構(gòu)機(jī)施工長(zhǎng)度見(jiàn)表1。

表1 盾構(gòu)機(jī)施工長(zhǎng)度

2 混凝土管片孔洞和裂縫控制必要性分析

隧道施工的環(huán)節(jié)，如果在管片出現(xiàn)問(wèn)題，就可能使得整個(gè)工程質(zhì)量受到負(fù)面影響。以管片生產(chǎn)和拼裝為例，作為關(guān)鍵性的工藝，如果出現(xiàn)了孔洞或者裂縫現(xiàn)象，就可能對(duì)于隧道結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性造成影響，這是隧道工程質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)不愿意看到的[1]。在管片生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，表面很容易出現(xiàn)裂縫或者氣泡孔洞的情況，這將會(huì)直接影響到管片的抗?jié)B透性和抗壓能力，這就意味著后續(xù)需要花費(fèi)很大的人力物力財(cái)力去進(jìn)行維護(hù)和管理，使得實(shí)際的維護(hù)成本處于居高不下的狀態(tài)[2]。當(dāng)然也需要看到的是實(shí)際管片的質(zhì)量可能受到多種因素的影響，可能是材料的問(wèn)題，可能是配合比的問(wèn)題，還有可能是制作工藝的問(wèn)題，因此需要積極采取措施實(shí)現(xiàn)管片孔洞和裂縫的控制和管理。

3 隧道混凝土管片孔洞和裂縫形成原因

3.1 模具設(shè)備原因

作為隧道工程重要材料的管片，其鋼膜精確度要求高，寬度控制在±0.25 mm，深度控制在0～2 mm，并且還需要確保有著良好的密封性。在實(shí)際管片制作的過(guò)程中，混凝土入模，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多的熱量，水蒸汽效用的揮發(fā)，會(huì)使得水分從振搗施工的時(shí)候分泌出去，集中反饋在實(shí)際的側(cè)面和側(cè)板上，這樣就很容易出現(xiàn)氣泡，等到脫模之后就可以在實(shí)際表面上看到氣泡孔洞[3]。

3.2 混凝土材料原因

眾所周知，混凝土管片生產(chǎn)中，其基本材料就是混凝土，如果水分含量超標(biāo)，就可能對(duì)于實(shí)際的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。比如實(shí)際的水分處于過(guò)低的狀態(tài)，此時(shí)就可能了快速凝結(jié)，繼而使得后續(xù)振搗施工工作難以開(kāi)展下去，如果實(shí)際的水分處于超高的狀態(tài)，此時(shí)就可能實(shí)際凝固中出現(xiàn)大量氣泡，出現(xiàn)孔洞。另外，在混凝土管片預(yù)制的過(guò)程中，對(duì)于坍落度要求比較嚴(yán)格，凝固時(shí)如果失水太快，就可能出現(xiàn)裂縫[4]。還有可能就是因?yàn)椴牧系脑虺霈F(xiàn)裂縫，詳細(xì)來(lái)講述主要可以歸結(jié)為：材料收縮的問(wèn)題，水和水泥在反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)收縮的情況；塑性收縮的問(wèn)題，混凝土如果存在離析現(xiàn)象，存在水灰比比較大的問(wèn)題，配合比不合適的問(wèn)題，都可能出現(xiàn)收縮；失水干縮的問(wèn)題，就是在實(shí)際物理化學(xué)反應(yīng)之后，水分快速流失，導(dǎo)致出現(xiàn)干縮；碳化收縮，在碳酸鈣形成的過(guò)程中，混凝土?xí)霈F(xiàn)收縮，繼而使得表面出現(xiàn)裂紋。

3.3 制作工藝原因

制作工藝也是造成隧道混凝土管片孔洞和裂縫的重要原因之一。對(duì)于實(shí)際制作流程進(jìn)行分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)這是一種高精度鋼膜制作流程，其需要依照設(shè)計(jì)方案，精細(xì)化的完成實(shí)際的清理環(huán)節(jié)，就位環(huán)節(jié)，尺寸精度檢查環(huán)節(jié)等工作，在此基礎(chǔ)上建立完善的管片養(yǎng)護(hù)機(jī)制，無(wú)論是初期的養(yǎng)護(hù)還是脫模后的養(yǎng)護(hù)都需要嚴(yán)格依照對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，在不同的階段實(shí)際管片出現(xiàn)裂縫的原因是不一樣的，這就更應(yīng)該進(jìn)入到精細(xì)化的管理狀態(tài)[5]。對(duì)于國(guó)外在此方面的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行歸結(jié)，發(fā)現(xiàn)其多數(shù)是一振動(dòng)臺(tái)振搗的方式來(lái)進(jìn)行的，在國(guó)內(nèi)很多情況下還是依靠人力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題：人工存在不確定性的因素，比如在實(shí)際操作中可能因?yàn)椴恍⌒某霈F(xiàn)了觸碰，實(shí)際的加工穩(wěn)定性不能保證，這樣就很容易出現(xiàn)有氣泡的管片，嚴(yán)重的情況下甚至出現(xiàn)孔洞。另外，在此過(guò)程中還有可能受到重力因素的影響，混凝土凝固的速度也不一樣，此時(shí)也有可能出現(xiàn)一定數(shù)量的裂縫。如果這樣的生產(chǎn)制作模式長(zhǎng)期得不到改善，這樣的質(zhì)量缺陷的問(wèn)題也將長(zhǎng)期存在。

3.4 環(huán)境因素

環(huán)境因素也是不得不考慮的環(huán)節(jié)。對(duì)于管片而言，能夠?qū)ζ滟|(zhì)量造成影響的因素有溫度因素和濕度因素[6]。比如本項(xiàng)目地處戈壁灘腹地，晝夜溫差大，空氣干燥，在實(shí)際施工的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的時(shí)間段選擇在夏天，此時(shí)強(qiáng)降溫的現(xiàn)象可能出現(xiàn)，內(nèi)外的凝固必然會(huì)處于不均勻的狀態(tài)，溫度應(yīng)力也會(huì)不斷提升，此時(shí)就可能出現(xiàn)裂縫的情況。如果在空氣濕度比較小的環(huán)境下，實(shí)際表面也會(huì)出現(xiàn)失水的情況，此時(shí)收縮的速度也會(huì)不斷加快。

4 隧道混凝土管片孔洞和裂縫控制

4.1 重視混凝土配置過(guò)程管理

4.2 實(shí)現(xiàn)施工養(yǎng)護(hù)工藝的改進(jìn)

施工養(yǎng)護(hù)工作的開(kāi)展，也是必須要引起高度關(guān)注的細(xì)節(jié)性工作。在此過(guò)程中首先要意識(shí)到的是專(zhuān)業(yè)化養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建，是必要之舉，必須要在此方面加大投入。本項(xiàng)目管片廠引進(jìn)管片自動(dòng)化生產(chǎn)線建設(shè)蒸養(yǎng)窯，在升溫、恒溫、降溫區(qū)域內(nèi)控制升降溫梯度15℃/h，溫差控制在15℃以內(nèi)；在管片脫模后管片采用水養(yǎng)全面浸泡方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，水養(yǎng)時(shí)間不少于7天，混凝土表面溫度與水溫溫差控制在20℃以內(nèi)，pH值控制在7～8，每三個(gè)月更換一次養(yǎng)護(hù)用水；冬季施工時(shí)，傳統(tǒng)方式為涂刷脫模劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，涂刷工序人為因素影響大，故本管片廠將管片放入養(yǎng)護(hù)劑池浸入后提出，可以保證養(yǎng)護(hù)劑全面包裹管片，養(yǎng)護(hù)效果相比涂刷脫模劑效果更好；養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)做好如下幾個(gè)方面的規(guī)劃：(1)結(jié)合當(dāng)前施工養(yǎng)護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，將以往施工養(yǎng)護(hù)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，分析造成對(duì)應(yīng)問(wèn)題的原因，然后做好研判，在此基礎(chǔ)上，積極建立完善的養(yǎng)護(hù)工藝標(biāo)準(zhǔn)，確保后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作可以依照制定的基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，這樣可以使得實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作朝著規(guī)范化的方向發(fā)展；要引導(dǎo)實(shí)際施工人員去熟悉對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并且將對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范落實(shí)到日常的工作中去。為此施工企業(yè)還應(yīng)該積極開(kāi)展對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)培訓(xùn)工作，將實(shí)際的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)納入其中，將平時(shí)施工過(guò)程中可能存在的缺陷和不足納入其中，引導(dǎo)技術(shù)人員不斷調(diào)整和改善，繼而確保實(shí)際養(yǎng)護(hù)工藝素質(zhì)得以不斷提升；還需要積極采購(gòu)更加先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)設(shè)備，構(gòu)建更加理想的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，確保實(shí)際養(yǎng)護(hù)人員可以有效的使用對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)設(shè)備和工具來(lái)做好實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作。最后，積極建立養(yǎng)護(hù)崗位責(zé)任制度，確保養(yǎng)護(hù)人員可以清楚自己的養(yǎng)護(hù)責(zé)任，定期對(duì)于養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且將其與績(jī)效考核和薪酬管理關(guān)聯(lián)起來(lái)，這樣可以使得實(shí)際的養(yǎng)護(hù)人員以更加大的熱情參與到實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作中去，由此使得實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量朝著更加高的方向發(fā)展和進(jìn)步?；谏鲜龅拇胧?，使得實(shí)際養(yǎng)護(hù)管理朝著更加精細(xì)化的方向發(fā)展和進(jìn)步，這樣就可以規(guī)避因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的各種質(zhì)量缺陷和不足。對(duì)于項(xiàng)目質(zhì)量團(tuán)隊(duì)而言，要定期進(jìn)行自我反省，思考實(shí)際養(yǎng)護(hù)過(guò)程中存在的缺陷和不足，在此基礎(chǔ)上不斷改善，不斷調(diào)整，由此使得自身的養(yǎng)護(hù)素質(zhì)朝著更高的方向發(fā)展和進(jìn)步。

4.3 減少環(huán)境因素對(duì)管片的影響

主要解決戈壁灘早晚溫差大，風(fēng)沙大等環(huán)境因素，現(xiàn)場(chǎng)采取如下措施：

拌合用水池進(jìn)行鋼構(gòu)巖棉包裹，并配備加熱棒，可使水溫變化不至過(guò)大，保持恒溫狀態(tài)。

管片生產(chǎn)車(chē)間所有門(mén)窗保持常閉式措施，防止脫模之后管片被風(fēng)吹過(guò)之后，出現(xiàn)干縮裂紋。

出水養(yǎng)池運(yùn)至存放區(qū)的管片進(jìn)行遮陽(yáng)簾覆蓋，并配備噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，避免因戈壁灘日照時(shí)間長(zhǎng)，管片在存放區(qū)出現(xiàn)裂紋。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道工程作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)系統(tǒng)中的重要類(lèi)別，其對(duì)于區(qū)域水利系統(tǒng)的完善而言，是至關(guān)重要的，線路建成后對(duì)解決新疆某地區(qū)水資源匱乏有重要意義。因此在實(shí)際隧道工程中，要高度關(guān)注混凝土管片孔洞和裂縫的控制，確保實(shí)際工程指標(biāo)步入到更加理想的狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上確保管片質(zhì)量得以提升，盡可能的減少實(shí)際的故障率，由此使得實(shí)際的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)得到很好的控制。