引绰济辽隧洞部分混凝土裂缝原因分析及处理建议 (1).pdf
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1、宋建臣(内蒙古引绰济辽供水有限责任公司,内蒙 乌兰浩特 137400)摘 要文中通过对引绰济辽工程5号隧洞T74+155T69+693段已浇筑混凝土裂缝产生原因的初步调查分析,得出了混凝土早期裂缝形成的主要原因与影响因素,并提出了处理措施,为工程的后期施工提供了技术支撑。关键词混凝土;裂缝;影响因素;处理措施;引绰济辽工程中图分类号 TV523文献标识码B文章编号 10020624(2023)08006104引绰济辽隧洞部分混凝土裂缝原因分析及处理建议1 概 况引绰济辽工程输水线路隧洞总长173.76 km,洞线比降1/3 000,共6条主洞,为无压隧洞,其中1,3,4,6号隧洞全部洞段采用钻
2、爆法施工,长度为80.04 km;2号和5号隧洞采用开敞式TBM(全断面硬岩掘进机)联合钻爆法施工,长度为 93.72 km。隧洞永久衬砌根据隧洞开挖断面形式分为圆形衬砌、城门洞形衬砌、矩形槽衬砌和仰拱衬砌,其中钻爆掘进段为城门洞形和矩形槽,TBM掘进段为圆拱形和仰拱形;根据围岩类别分为底板衬砌、边顶拱衬砌、仰拱衬砌,衬砌厚度根据围岩类别变化而不同。此次典型分析段选取5号隧洞TBM掘进段 T74+155T69+693 区间初始衬砌段,桩号T74+155下游段(见图1),衬砌断面为类围岩衬砌形式(见图2),顶拱180范围衬砌厚度为31.0 cm,其他部位衬砌厚度为41.0 cm,成形直径为3.9
3、0 m,混凝土设计指标为C30W6F50,分析段典型衬砌断面形式见图2。采用针梁式钢膜台车配附着式振捣器,泵送入仓,跳仓浇筑施工,单仓长度为12.00 m,2021年8月31日首仓开始浇筑至分析时共浇筑完成408.00 m。图2 分析段典型断面图2 配合比设计及原材料检验2.1 配合比根据设计地质资料,工程所在地区部分混凝土骨料存在潜在碱活性或疑似碱活性,为提高混凝土耐久性,保证混凝土质量和永久结构安全,施工前施工单位根据设计混凝土指标开展了混凝土配合比设计和抑碱措施试验,并组织专家进行了论证。根据试验结果,设计配合比采用掺合 25%丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁
4、丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁
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9、0图1 典型分析段布置示意图5-7号支洞2023年第8期工程建设与管理东北水利水电 61的粉煤灰进行抑碱处理,用于该段工程永久衬砌的混凝土设计配合比见表1。表1 典型分析段设计混凝土配合比2.2 材料检验和配合比调整施工单位现场实验室对投入使用的原材料按照规范要求进行了检测,粗骨料为人工碎石料,为二级配骨料,骨料中含泥量小于0.01%;细骨料为蛟流河天然河砂,施工现场和实验室检测结果表明砂料细度模数为2.7,含泥量为2.40%,各类材料的各项指标均能满足水工混凝土施工规范要求。每次开仓前,在保证设计配合比关键指标不变的前提下,根据现场原材料检测指标进行配合比修正后施工。3 现场实体检测典型分析
10、段混凝土浇筑完成后,第三方检测单位对混凝土浇筑厚度、钢筋保护层、强度等现场进行了检测,随机检测保护层厚度在4.37.0 cm之间,边墙浇筑厚度在 41.044.0 cm 之间,顶拱浇筑厚度在28.729.9 cm之间,回弹检测达到设计龄期的混凝土平均强度在 31.142.9 MPa 之间,检测结果见表2。通过检测发现,除部分边墙钢筋保护层较设计值偏小,其余各项指标能够满足设计要求。表2 现场检测结果4 影响混凝土强度的主要因素4.1 水灰比及水泥混凝土强度等级与选用水泥等级和水灰比、组成料、龄期、养护温度及湿度等有关1。通常情况下,混凝土抗压强度与所用水泥的强度成正比,当水灰比相等时,选用水泥
11、标号越高混凝土抗压强度就越高2。但在配合用料不变的情况下,水灰比增大,坍落度就变大,流动性越大和易性较好,但水灰比太大容易造成混凝土离析和泌水,和易性反而不好,混凝土强度就会严重降低。要控制好混凝土质量,最重要的是控制水泥等级和混凝土的水灰比3。4.2 骨料选用粗细骨料是混凝土主要构架材料,不同粗骨料选用对混凝土强度也会产生影响,当石质强度相等时,人工碎石表面比卵石表面粗糙,它与水泥砂浆的粘结性比卵石强,当水灰比相等或配合比相同时,碎石配制的混凝土强度比卵石高4。细骨料对混凝土强度影响程度比粗骨料小,但砂的质量对混凝土质量有一定的影响,特别是要严格控制含泥量在规范允许范围以内5。4.3 掺合料
12、选用混凝土质量还与掺合料的种类、掺入量、掺入方式有关,随科技发展混凝土掺合料发展较快,掺合料的使用一定程度上改善了混凝土的性能,可代替部分水泥用量,对减小水化热有益,但也是影响混凝土强度的重要因素之一,掺合料的选用必须经试验确定,并不得随意调整,部分掺合料使用还必须通过专门论证后方可使用6,7。5 裂缝原因分析典型分析段混凝土设计衬砌厚度上部为31.0 cm,其他部位为41.0 cm,属薄壁结构,容易产生裂缝。浇筑时段为 2021 年 11 月,环境温度较低,拌合物温度受气温和保温措施影响显著,综合环境不利于混凝土质量控制,且洞内仓面环境存在局部渗水等现象。通过对该段已衬砌混凝土裂缝情况现场查
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