隧道二衬混凝土结构外观质量控制
刘国晓+李贺朋+董文鲁
摘 要：本文通过实际施工中对二衬混凝土施工各种不利因素通过QC活动进行分析、控制，从而达到控制二衬混凝土外观质量缺陷的目的，进而指导工程的施工，并未后续同类工程控制混凝土外观质量提供思路和指导。
关键词：二衬混凝土；气泡；蜂窝麻面；QC
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.076
近年来，隧道二次衬砌施工多采用模筑衬砌，其材料多以C25、C30、C35防水混凝土为主。从以往情况来看存在一定的质量缺陷，甚至个别地方出现施工接缝、色差、冷缝等严重外观质量缺陷，大大降低了隧道二衬的整体外观质量，是影响隧道稳定性和结构耐久行的主要因素。
影响隧道二次衬砌外观质量的因素有很多，有工艺方面、材料方面、以及自然环境方面，有客观的也有主观的。下面我就一个工程实例，向大家介绍一点这方面的经验。
1 工程实例
京沪高速济南连接线第二合同段共有长隧道2条，龙鼎隧道全长2183.439m，港沟隧道全长1105m，均为四车道布置的三心圆大断面隧道。净宽最大达17.508m，为超大断面隧道。两条隧道分10个工作面进行开挖掘进施工。在隧道二衬施工的过程中同样发现部分外观缺陷，其主要表现为：起拱线以下墙面因气泡造成的蜂窝、麻面。
2 QC方案
项目部成立QC小组，针对隧道二次衬砌混凝土表面蜂窝麻面问题进行调查，开会讨论，制定措施，并跟踪措施实施情况及实施效果，然后进行总結。
2.1 小组成立
成立以项目经理为组长，项目总工为副组长，技术、质量、物资、试验、现场技术管理人员为组员的QC小组。
2.2 现场调查
现场调查时本项目已施工4模二衬，由现场技术管理人员对已施工完成的二衬按照每模6个区域进行分区，按照气泡最多的区域进行统计，共抽查24个点。
统计方法如下：选定各区域内气泡最密集的1m×1m区域，胶带框选，统计框内直径>1mm气泡点数量。
2.3 原因分析
造成二衬表面形成蜂窝麻面的原因主要应从以下两个方面着手调查：
（1）主观方面：1）振捣不充分或过振：因技术交底不到位或工人责任心不强导致振捣时间过长或过短引起振捣不充分；2）模板表面清理不干净：工人责任心不强、监督不到位；3）附着式振动器安装位置不合理或数量不足：技术交底不到位、劳务队或现场管理人员责任心差，未按要求安装附着式振捣器；4）混凝土搅拌不充分或外加剂掺量不合理：试验和拌合人员工作责任心差、计量系统未进行校核、施工时未对试验配合比进行调整；5）混凝土离析：罐车司机责任心不强，运输途中未进行搅拌、浇筑高度过高，未利用滑槽等措施降低浇筑高度。
（2）客观方面：周边环境温度过低，造成混凝土入模时夹杂冰粒，或入模温度过高，造成水分迅速蒸发，混凝土迅速失水硬化。
2.4 采取措施
（1）总体措施。按照《公路工程质量检验评定标准》中外观质量鉴定规定：混凝土表面密实，每延米的隧道面积中，蜂窝、麻面和气泡面积不超过0.5%，不符合要求时，每超过0.5%减0.5～1分。蜂窝麻面深度超过5mm时不论面积大小，每处减1分，深度超过10mm时应处理。
因此我们从主观、客观原因中五个方面着手分别由试验室对原材检验、混凝土搅拌及外加剂掺量及拌合称重系统进行检验和监督；技术部、质量部对现场工人操作进行监督和指导，并严格执行环节报检制度，同时对混凝土浇筑时的外部环境进行实时监测，并反馈试验人员对施工配合比进行及时调整；现场技术管理人员对模板台车表面清理及脱模剂的涂刷情况及附着式振动器安装情况以及分料仓的布置进行检查和完善。
（2）具体措施。1）首先，试验室连同物资部严格控制原材进场检验关，做到每车必检，不合格的材料杜绝进场，含泥量超标的地材经处理合格后方可使用。因为拌合站是刚刚经过质监站验收合格的新建站，各项系统和指标都刚刚经过鉴定，在此次原因分析中排除拌合站本身，以及外加剂计量系统的因素。2）技术部对现场技术人员和班组长重新进行详细技术交底，指导现场施工，质量部对现场实际操作进行监督，严格按顺序进行分仓对称浇筑，使混凝土浇筑时最大落差不超过2m，避免在浇筑过程中出现离析现象，同时严格执行报检制度，所有工序施工必须在监理工程师旁站监督下完成。3）现场技术人员及物资人员应严密监督混凝土运输过程中的搅拌，保证混凝土运输过程中罐车匀速搅拌，冬季施工时应做保温措施，同时对现场浇筑过程中的振捣进行严格监督，确保振捣充分，不过振。
3 取得的效果
根据最初QC活动时所制定的目标：外观密实，每延米二衬外观气泡面积不超过0.5%，且气泡密集处1m×1m区域内直径1mm以上气泡数量不超过50个。QC小组全体成员，联合各部门、劳务队及现场施工人员共同对该项质量优化进行分工监督、控制，取得了良好的效果，具体参数如下图所示：
4 总结
综上所述，二衬混凝土表面气泡、麻面等质量缺陷是由多种因素造成的，而从这些因素入手，抓住根源，从“人、机、料、法、环”五个方面分析原因，在明确原因后对应采取措施，加强现场管理人员、施工人员的责任心，合理安排施工时间及施工顺序，改善施工环境，保证施工连续性。这样一步一步消除产生质量缺陷的因素，这为我们在后续施工中的管理和操作作出了指导，并为今后同类工程施工提供了参考依据。
参考文献：
[1]肖同强，李化敏，杨建立等.超大断面硐室围岩变形破坏机理及控制[J].煤炭学报，2014.endprint
