【摘要】分析了鐵路隧道二次襯砌產(chǎn)生蜂窩麻面的原因,提出了鐵路隧道二次襯砌蜂窩麻面的觀感質(zhì)量缺陷整治措施。當(dāng)蜂窩麻面缺陷造成襯砌厚度和強(qiáng)度嚴(yán)重不足時(shí),進(jìn)行二次襯砌拆換。若厚度和強(qiáng)度能夠保證結(jié)構(gòu)安全,缺陷輕微,可采取觀感質(zhì)量缺陷整治措施。詳細(xì)闡述了防碳化層涂層的材料選擇方法及施工技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】蜂窩麻面; 分析; 施工; 整治
【中圖分類號(hào)】U457+.2【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A
[定稿日期]2022-11-25
[基金項(xiàng)目]蜀道投資集團(tuán)科技計(jì)劃(項(xiàng)目編號(hào): SDTL2022YB009)
[作者簡(jiǎn)介]唐俊林(1981—),男, 本科,高級(jí)工程師,主要從事鐵路隧道及橋梁工程發(fā)全、質(zhì)量、技術(shù)及科研工作。
0 引言
近年來(lái)隨著我國(guó)“交通強(qiáng)國(guó)”和“西部大開發(fā)”等戰(zhàn)略的逐步推進(jìn),西南地區(qū)的交通建設(shè)取得了巨大成果。交通線路直接影響著城市未來(lái)的發(fā)展和人民群眾的日常出行,其中隧道工程在交通線路中比重變得越來(lái)越大。二次襯砌蜂窩麻面是鐵路隧道的常見質(zhì)量缺陷(圖1),導(dǎo)致混凝土局部疏松和力學(xué)性能下降,影響隧道工程外觀和工程質(zhì)量[1-3,6]。
本文對(duì)二次襯砌蜂窩麻面的形成原因進(jìn)行了分析,并詳細(xì)闡述了采用防碳化層涂層進(jìn)行鐵路隧道二次襯砌蜂窩麻面的技術(shù),可為后續(xù)相關(guān)工程提供參考。
1 二次襯砌蜂窩麻面成因分析
造成二次襯砌表面蜂窩麻面的因素較多,主要有以下幾個(gè)方面,如圖2所示。
(1)配合比、級(jí)配不良?;炷梁鸵仔圆罨虺矶冗^(guò)大,離析泌水[1],攪拌時(shí)會(huì)裹入大量氣泡,最終在襯砌表面出現(xiàn)蜂窩麻面,如圖3所示。
(2)運(yùn)輸傳送方式不當(dāng):運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng),入模搗固出現(xiàn)離析[2];泵送澆筑時(shí)加大水灰用量,多余游離水與脫模劑結(jié)合成水珠,產(chǎn)生蜂窩麻面。
(3)振搗不到位:二次襯砌常用整體式模板進(jìn)行澆筑,個(gè)別部位容易漏振。
(4)攪拌和振搗時(shí)間不足:一般攪拌時(shí)間低于規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間則易造成蜂窩麻面現(xiàn)象[3-4]。振搗過(guò)程中,有時(shí)為提高速度。振搗時(shí)間不夠,易產(chǎn)生蜂窩麻面缺陷。
(5)襯砌臺(tái)車模板使用不規(guī)范(圖4):①混凝土澆筑過(guò)程中,襯砌臺(tái)車模板未進(jìn)行澆水潤(rùn)濕,或者模板表面的濕潤(rùn)度不夠;②模板拼裝過(guò)程中接縫不緊密,出現(xiàn)局部漏漿造成失水;③臺(tái)車模板在施工過(guò)程中,沒(méi)有按照規(guī)定的時(shí)間定期涂刷脫模劑,或在涂刷脫模劑時(shí)不均勻。此外,脫模時(shí)二襯混凝土的強(qiáng)度不夠,混凝土表面產(chǎn)生拉裂損害[4];④襯砌臺(tái)車模板表面附著有雜物、表面粗糙[1-2],拆模時(shí)混凝土表面被粘壞。
2 二次襯砌蜂窩麻面的整治方案
二次襯砌蜂窩麻面缺陷整治的基本策略為:首先對(duì)施工段二次襯砌的厚度和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)蜂窩麻面缺陷造成襯砌厚度和強(qiáng)度嚴(yán)重不足時(shí),進(jìn)行二次襯砌拆換;若厚度和強(qiáng)度能夠保證結(jié)構(gòu)安全,缺陷輕微,可采取觀感質(zhì)量缺陷整治措施[5]。下面對(duì)采用防碳化層涂層進(jìn)行觀感質(zhì)量缺陷整治的技術(shù)和施工流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。
2.1 防碳化層涂層材料的選擇
防碳化層涂料,選用剛性水泥基滲透型結(jié)晶防水材料。使用時(shí),這種材料會(huì)通過(guò)水向混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透,并和水作用形成硅酸鈣水化物,充填毛細(xì)孔道。使得混凝土更加致密、耐腐蝕、防水,同時(shí)可以保護(hù)內(nèi)部鋼筋,提高整體構(gòu)件強(qiáng)度(圖5)。
2.2 防碳化層的施工
2.2.1 施工準(zhǔn)備
(1)建立安全管理、安全崗位責(zé)任制度與體系,全面開展安全技術(shù)培訓(xùn),制定應(yīng)急救援預(yù)案。
(2)嚴(yán)格完成防碳化層涂料施工操作平臺(tái)的安全質(zhì)量檢查。
(3)準(zhǔn)備施工所需的各類材料、機(jī)械設(shè)備,并且保證驗(yàn)收合格。如:水泥基滲透結(jié)晶型材料包裝是否完好,涂料名稱標(biāo)注是否正確,是否為三無(wú)產(chǎn)品等。
2.2.2 施工流程
首先,進(jìn)行工作平臺(tái)的搭設(shè)。檢查基面并對(duì)襯砌表面進(jìn)行基層處理,保證表面清潔、有一定的濕潤(rùn)度,但不能出現(xiàn)明顯水?。浑S后涂刷防水涂料;最后對(duì)治理后的襯砌和碳化層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和驗(yàn)收??傮w施工工藝流程見圖6。
2.2.3 涂刷施工的要求
(1)襯砌表面處理:用角磨機(jī)將模板縫磨平,將混凝土表面的附著物鏟除并沖洗干凈。鑿除蜂窩及松散結(jié)構(gòu),直至出現(xiàn)緊密堅(jiān)實(shí)的混凝土層。若襯砌表面存在被油、脫模劑污染的部位,必須用鋼絲刷、洗滌劑及淡水清理干凈,保證其pH值為中性。滲漏的部位,必須修補(bǔ)和封堵,涂刷施工面不能積水或流水。
(2)涂刷防碳化層:涂刷范圍根據(jù)缺陷所在位置及分布情況確定。水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料施工方式一般有撒干粉和涂刷兩種,二者配合比有所區(qū)別,具體按廠家使用說(shuō)明執(zhí)行。
(3)防碳化層的養(yǎng)護(hù):防水涂料初凝達(dá)到一定強(qiáng)度后,需及時(shí)進(jìn)行噴霧式干濕交替養(yǎng)護(hù)。為防止活性材料的損失,保養(yǎng)過(guò)程中嚴(yán)禁使用噴水沖刷。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為期3~5天,保證保證每天養(yǎng)護(hù)3~5次[6]。養(yǎng)護(hù)開始的兩晝夜內(nèi),要避免受到暴風(fēng)、曝曬、雨淋以及負(fù)溫受凍。
(4)質(zhì)量檢查:采用相關(guān)規(guī)范中觀測(cè)法的指標(biāo)要求進(jìn)行施工質(zhì)量檢查:涂刷層表面的平整光滑程度、涂刷是否均勻、與襯砌表面粘結(jié)是否牢固,是否存在褶皺、漏涂、翹邊和鼓包等缺陷。還需
(5)施工安全注意事項(xiàng):①施工作業(yè)平臺(tái)需要經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)及安全人員檢查確保安全后,施工人員才能進(jìn)至平臺(tái)進(jìn)行施工,并系好安全帶;②禁止在天氣惡劣的時(shí)候進(jìn)行施工,如:雨天、霧天。環(huán)境溫度低于5 ℃或環(huán)境溫度高于35 ℃,陽(yáng)光過(guò)于熾熱時(shí)禁止施工;③水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料對(duì)皮膚有刺激作用,施工時(shí)嚴(yán)禁將皮膚完全暴露直接接觸。必須佩戴專用的手套、防塵眼鏡和口罩,施工結(jié)束后必須及時(shí)洗手;④施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)條件良好,禁止在密閉、通風(fēng)條件差的環(huán)境中施工。
3 二次襯砌蜂窩麻面預(yù)防措施
3.1 混凝土原材料質(zhì)量、級(jí)配、配合比及攪拌控制
3.1.1 "混凝土原材料選用
混凝土原料應(yīng)選用物理、化學(xué)性能穩(wěn)定,質(zhì)量口碑好的品牌,并且在施工過(guò)程中不隨意更換水泥生產(chǎn)廠家。選用綜合性能良好的引氣劑、減水劑和消泡劑,消除有害氣泡,增加混凝土表面活性[2]。
3.1.2 "砂石級(jí)配控制
保證碎石集料、砂子級(jí)配良好,禁止選用枯水季節(jié)的粗砂或雨季的細(xì)沙。
3.1.3 材料配合比控制
必須嚴(yán)格控制二次襯砌混凝土的配合比,根據(jù)隧道斷面的不同位置,選擇合適的坍落度。此外,施工中若遇到雨天,應(yīng)及時(shí)對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整。
3.1.4 攪拌控制
混凝土應(yīng)采用機(jī)械拌合,先將碎石、砂、水泥、外加劑攪拌90 s,然后加水再拌合90 s。
3.2 混凝土運(yùn)輸和傳送控制
(1) 在運(yùn)輸過(guò)程中,混凝土攪拌車需要保持不間斷轉(zhuǎn)動(dòng),以保證材料的和易性。特別是運(yùn)輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn)時(shí),需要適當(dāng)添加緩凝劑。
(2) 混凝土入泵時(shí)要攪拌1~2 min,輸送管道宜直,轉(zhuǎn)彎宜緩,泵送速度要保持穩(wěn)定。
3.3 混凝土澆筑及振搗控制
(1) 混凝土澆筑時(shí)按分層、左右對(duì)稱的方式進(jìn)行,每層澆筑厚度控制在20~50 cm[2,5]。澆筑速度,一般控制在12 m一模的混凝土8~10 h內(nèi)完成。
(2) 振搗器的選擇不能照搬已有經(jīng)驗(yàn),必須根據(jù)骨料級(jí)配和粒徑進(jìn)行選擇,而且要根據(jù)混凝土的坍落度嚴(yán)格控制振搗時(shí)間。
3.4 襯砌臺(tái)車模板操作控制
(1) 模板準(zhǔn)備工作。二次襯砌澆筑前,確保模板表面光滑、潔凈且不留積水。施工中每施作5~6模混凝土后,要徹底清理一次模板。
(2) 脫模劑的選用。選擇優(yōu)質(zhì)脫模劑,確保涂抹均勻,不得出現(xiàn)漏刷問(wèn)題。嚴(yán)禁使用報(bào)廢的機(jī)油。
(3) 模板密封控制。模板與底座、模板與堵頭之間的連接位置需要用海綿條或油氈進(jìn)行封堵,同時(shí)需注意密封模板之間的縫隙?;炷翝仓陂g必須有專人巡視,一旦出現(xiàn)漏漿要及時(shí)處理。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)二次襯砌蜂窩麻面的形成原因進(jìn)行了分析,總結(jié)了四個(gè)方面的成因:混凝土配合比和級(jí)配不良,運(yùn)輸和傳送方式不當(dāng)、攪拌和振搗不合理、襯砌臺(tái)車模板使用不規(guī)范。提出了蜂窩麻面缺陷整治的基本策略:當(dāng)蜂窩麻面缺陷造成襯砌厚度和強(qiáng)度嚴(yán)重不足時(shí),進(jìn)行二次襯砌拆換;若厚度和強(qiáng)度能夠保證結(jié)構(gòu)安全,缺陷輕微,可采取觀感質(zhì)量缺陷整治措施。詳細(xì)闡述了防碳化層涂層的材料選擇和施工技術(shù),為類似工程提供參考。
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