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泵送混凝土施工在小断面水工隧洞衬砌的应用

2024-11-05 82 上传者：管理员

摘要：本文中分析了小断面隧洞衬砌施工产生的质量缺陷的原因，结合施工过程中防止质量缺陷的应对措施，从泵送混凝土暗仓浇筑、台车设计制安、以及拌和物性能方面进行了介绍，旨在确保隧洞衬砌质量，减少混凝土浇筑施工中出现质量缺陷，加快衬砌速度，降低成本，增加效益。

关键词：
小断面
暗仓浇筑
泵送混凝土
衬砌
质量缺陷
隧洞
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1、水工小断面隧洞的衬砌施工质量缺陷原因及影响因素分析

1.1水工小断面隧洞的衬砌施工质量缺陷原因主要包括以下几个方面

(1）施工难度大和施工进度受限：由于水工小断面隧洞的尺寸较小，与大断面隧洞相比，其工作空间狭小，施工操作的灵活性受限，衬砌施工受到了很大的影响。衬砌工程难度较高，施工进度和质量受到限制。（2）施工方法不合理：由于特殊的隧洞条件,衬砌施工方法无法适应小断面隧洞的要求，大型的施工机械无法进入衬砌现场，只能在传统的工艺上进行相应的改进。（3）衬砌质量不稳定：由于小断面隧洞衬砌施工的特殊性,容易出现衬砌质量不稳定的情况,例如衬砌表面不平整存在村台、振捣好出现蜂窝、麻面、下料不均匀出现架空、狗洞等质量问题[1]。

1.2水工小断面隧洞衬砌施工质量的缺陷是由于多种因素的综合影响所致

(1）隧洞断面较小是影响衬砌施工质量的重要因素之一。（2）施工过程中的施工方法和技术也对衬砌质量产生重要影响。采取合适的施工方法和技术可以提高衬砌的质量和效率。（3）拌和物性能的研究也对衬砌质量起到关键作用。混凝土的拌和物性能直接影响到衬砌的质量。因此，对混凝土的拌和物性能进行优化，并针对不同工程条件进行调整，可以确保衬砌质量满足要求。（4）施工人员的技术水平和经验也是影响衬砌质量的重要因素。施工人员的素质和技术水平直接关系到施工的操作和控制，决定了衬砌施工的质量。因此，通过加强施工人员的培训和经验积累，提高他们的技术水平，将能够有效提高衬砌施工质量。（5）施工过程中的材料选择和管理也是影响衬砌质量的重要因素。选用优质的混凝土材料和施工材料，并对其进行正确的管理和使用，能够有效提高衬砌施工的质量。同时，对材料的质量进行监督和检测，以及保证材料的合格和符合规定要求，也是确保衬砌质量的关键。在实际施工中，要加强现场管理，确保施工按照设计要求进行，严格控制施工工艺，及时发现和解决施工中的质量问题，防止衬砌质量缺陷的出现。

1.3通过隧洞衬砌施工的质量缺陷，可以采取以下措施和方法来提高水工小断面隧洞的衬砌施工质量

(1）设计合理的衬砌施工方案：根据隧洞的具体情况，制定适合小断面的衬砌施工方案，确保施工的顺利进行。（2）使用合适的施工工艺和材料：选择适用于小断面隧洞的施工工艺和材料，确保施工质量的稳定性和可控性。（3）加强现场管理和监督：加强对衬砌施工现场的管理和监督，确保施工人员按照规定的施工程序和标准进行施工，及时发现和处理质量缺陷。

2、对防止发生混凝土质量缺陷的应对措施

2.1工艺措施

为了解决水工小断面隧洞衬砌施工质量缺陷问题，本文提出了以下技术措施：（1）施工前的准备工作：确定衬砌施工的施工计划和方案，并组织人员和设备进行准备工作。在进行衬砌施工之前，需要对隧洞进行清理和检测，确保基础条件符合施工要求，清理包括清除杂物和排水。同时，对混凝土材料进行质量检验，确保其符合相关标准要求。另外，应对隧洞进行充分的勘测和测量，确保施工的精准性。（2）施工方法的选择：对于水工小断面隧洞的衬砌施工，可以采用泵送混凝土的方式，以提高施工效率和质量。结合小断面隧洞的特点，可以采用钢模台车进行衬砌，以确保衬砌的准确性和一致性，通过合理控制施工参数和加强施工过程中的管理，可确保混凝土的均匀性和密实性[2]。（3）衬砌顺序:要注意隧洞内混凝土衬砌的施工顺序。可以根据隧洞施工进度安排，采取逐段施工的方法，先施工远离洞口处的段落，然后逐渐向洞口口处推进，要确保施工的持续性和连贯性。（4）施工过程的控制：在衬砌施工过程中，应严格控制混凝土的配合比例，并加强对施工人员的培训和监督，以确保施工质量。对于泵送混凝土的浇筑施工，应合理控制泵送速度和压力，防止出现混凝土流动不畅或堵管等问题。（5）质量检验和监控：在衬砌施工完成后，应进行质量检验和监控，及时发现并解决，包括对混凝土强度、密实度和表面平整度等进行检测。同时，对衬砌质量存在的缺陷进行及时修补或整改，确保隧洞的使用安全性和持久性。（6）针对衬砌施工进度受到影响的问题，可以合理安排施工人员和施工设备的使用，提高施工效率。根据现有条件，灵活调整施工方式，采取适当的施工工艺和工具，来解决小断面隧洞衬砌施工的难题。

2.2技术措施

为了确保水工小断面隧洞衬砌的质量，提高施工效率并降低成本，本文总结出了以下的技术措施：

(1）选择合适的混凝土配比。由于小断面隧洞与大断面隧洞相比增加了施工的难度，因此需要调整混凝土配比，以确保其流动性和黏结性，从而保证衬砌的质量。（2）钢模台车：针对小断面隧洞的泵送混凝土施工，设计制造定型钢模台车，确保其能够稳定地固定在洞壁上，防止出现偏移和倾倒的情况。确保混凝土浇筑施工质量，防止因走模反生错台等现象。（3）泵送混凝土浇筑施工技术：合理选择泵送设备和混凝土配比，合理控制混凝土的流动性和浇筑速度，确保混凝土在隧洞内均匀浇筑，充分振捣并填实，避免产生气孔和缺陷防止空隙和泄漏现象的发生。（4）混凝土拌和：按照设计要求进行混凝土配比，并将混凝土运输至施工现场。同时，进行混凝土拌和物性能的研究，确保混凝土的质量满足施工要求。（5）施工过程控制：在施工过程中，要严格控制施工进度、工艺参数和施工质量，特别是控制混凝土的浇筑速度和厚度，确保衬砌的均匀性和一致性。（6）脱模：待混凝土硬化后，进行脱模。脱模时要注意操作，先侧模后顶模顺序拆除，并检查衬砌的质量。如发现质量缺陷（蜂窝、麻面、错台等），应及时修补或调整。通过以上技术措施的实施，可以有效控制水工小断面隧洞衬砌施工质量缺陷。同时，要注重施工中的细节，加强施工监督和质量检验，以确保衬砌施工的质量和安全性。

3、泵送混凝土暗仓浇筑施工

3.1施工重点、难点

在泵送混凝土暗仓浇筑施工技术中，存在着一些重点和难点工艺环节，包括以下几个方面：首先，在小断面隧洞衬砌施工中，为了保证衬砌质量，需要设计和制造合适的钢模台车。这涉及到台车的尺寸、形状、材质等方面的选择，以及其安装和拆除等工艺。需要考虑到台车的稳定性、耐久性和施工效率等因素。其次，在小断面隧洞衬砌施工中，常采用泵送混凝土的方式进行浇筑。这就需要考虑到混凝土的配制比例、凝结时间、流动性等性能参数，以及泵送设备的选用和操作技术。同时，需要合理安排浇筑的顺序和速度，以确保混凝土的均匀性和一致性[3]。另外，在泵送混凝土暗仓浇筑施工中，混凝土的拌和物性能对衬砌质量和施工效果有着重要的影响。因此，需要对拌和物的物理性能、化学性能、流动性等进行充分的研究和测试。这可以通过实验室试验和现场观测等手段来完成。

3.2钢模台车设计制安

在小断面隧洞的泵送混凝土暗仓浇筑施工技术中，钢模台车设计制安是一个重要的工艺环节。为了确保泵送混凝土的浇筑质量以及隧洞衬砌的整体稳定性，钢模台车设计制造起着至关重要的作用。在钢模板的设计过程中，需要考虑以下几个方面的因素：（1）钢板的材料选择：钢板需要具备足够的强度和刚度，以承受泵送混凝土的压力和重力荷载。通常情况下，优质的钢材是首选材料，具有良好的抗压性能和耐腐蚀性。（2）钢模台车的结构设计：钢模台车的结构设计需要考虑到泵送混凝土的流动性和充填性，保证混凝土能够均匀地填充到隧洞的每个角落。同时，还需要考虑到模板的拆卸和组装方便性。（3）钢模板的尺寸和形状：根据隧洞的断面尺寸和形状，设计合适的钢模板尺寸和形状。钢模板的尺寸应与隧洞断面的尺寸相匹配，以确保混凝土衬砌的几何形状和尺寸的一致性。（4）钢模台车的安装和固定：钢模台车的安装和固定需要保证其在泵送混凝土施工过程中的稳定性和可靠性。可采用螺栓连接或者其他合适的固定方式，确保台车牢固和稳定，不会发生位移和变形。钢模台车设计制安是泵送混凝土暗仓浇筑施工技术中的重要环节，对衬砌质量和施工效率都具有至关重要的影响。合理的设计和制造能够提高施工质量，提高施工效率，降低成本，并有效避免衬砌过程中可能出现的风险。因此，在实际工程中，应根据具体情况进行台车的设计和制安，确保其质量和性能能够满足施工要求。

3.3泵送混凝土施工

泵送混凝土施工工艺框图如图1:

图1 泵送混凝土工艺图

首先，在浇筑衬砌混凝土之前，要进行隧洞中线和水平测量，检查开挖断面，放线定位、安装好台车就位、做好混凝土拌制和运输等准备工作。其次，在泵送混凝土浇筑施工过程中，需要注意混凝土的搅拌、泵送和振捣过程。混凝土的配比要合理，确保混凝土具有良好的流动性和坍落度，以便顺利进行泵送；泵送过程中需要严格控制泵送速度和压力，避免混凝土堵塞或漏出，确保混凝土均匀地填充到隧洞的衬砌空间中；隧洞两侧边墙混凝土振捣采用插入式振捣器，附着式振动器辅助，顶拱部位采用台车附着式振动器振捣[4]。此外，混凝土浇筑时要在台车两侧对称均匀连续进行，以避免出现水平和倾斜接缝。另外，在混凝土运输过程中，要提前测算好运输时间，充分考虑包括拌料、下料、会车等必要时间，保证运输车辆的连续性和及时性。同时，应做好机械的维修保养工作，保证机械运转正常。

3.4拌和物性能的研究

首先，我们需要对混凝土的材料进行合理的配比。通过实验室试验和现场试验，确定理想的水灰比、骨料配比和掺合料掺量。其次，我们需要研究混凝土的流动性。混凝土的流动性直接关系到泵送施工的顺利进行。此外，我们还需要研究混凝土的抗裂性能。在泵送混凝土暗仓浇筑施工过程中，由于泵送压力和施工振捣等因素，混凝土易于产生裂缝。最后，我们还需要对混凝土的硬化性能进行研究。混凝土的硬化过程直接关系到衬砌的最终强度和稳定性。通过研究混凝土的早期和长期强度发展规律，可以确定适当的养护措施，并为施工进度提供参考。

综上所述，通过合理的配比和研究混凝土的流动性、抗裂性能和硬化性能等参数，可以保证衬砌施工的质量，提高施工效率，降低成本，同时还能避免风险，确保工程的安全和稳定性。

4、结语

本文对水工小断面隧洞衬砌施工质量缺陷进行了分析，提出了施工过程中的应对措施，并对泵送混凝土暗仓浇筑施工进行了研究，在未来的施工过程中，可以进一步研究水工小断面隧洞衬砌质量缺陷的影响因素和解决方法。可以对不同材料和工艺条件下的衬砌质量进行比较研究，以提高衬砌质量和施工效率。同时，可以针对现有施工方法中的不足之处进行改进和优化。

参考文献:

[1]蒲敏,乔艳军.隧洞衬砌混凝土质量缺陷处理方法[J].才智,2013(09):253.

[2]杨聃.引水隧洞混凝土质量缺陷分析及控制措施[J].四川水力发电,2011,30(03):116-119+176.

[3]方丽琼.泵送混凝土在鸡喇隧洞工程施工中的应用[J].广西水利水电,2001(S1):36-38.

[4]穆爱明,黄鹏.隧洞衬砌泵送混凝土质量缺陷及其预防[J].陕西水利,2012(04):84-85.

文章来源:王亚龙.泵送混凝土施工在小断面水工隧洞衬砌的应用[J].石材,2024,(11):62-64.