自密實混凝土在公路隧道中的應(yīng)用

摘要：通過自密實混凝土在萬松關(guān)隧道中的應(yīng)用，介紹了自密實混凝土的配制、澆筑以及在試驗、施工中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：自密實混凝土　隧道　應(yīng)用

      1 　引言

      自密實混凝土屬于高性能混凝土，即拌和物具有很高的流動性而不離析、不泌水，能不經(jīng)振搗或少振搗而自動流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土。它有很寬的強度等級范圍，可從C25 到C60 以上，在我國北京、深圳、上海、濟(jì)南等城市已開始使用，主要用于地下暗挖、密筋、形狀復(fù)雜等無法澆筑或澆筑困難的部位。自密實混凝土綜合效益顯著，可避免出現(xiàn)因振搗不足而造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，也可解決擾民問題、縮短工期等。

      2 　工程概況

      萬松關(guān)隧道地處福建省漳州市萬松關(guān)關(guān)口之下，二次襯砌混凝土設(shè)計總數(shù)量為25 000 m³ ，設(shè)計襯砌斷面為圓拱形，襯砌厚度為35～50 cm ，澆筑最大高度為815 m ，混凝土中配筋密集，施工時工作面小、振搗困難。針對以上特點，隧道二次襯砌決定采用自密實混凝土。

      3 　自密實混凝土的配制

      隧道二次襯砌混凝土設(shè)計強度為C25 ，根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ / T 55 96） 的要求，試驗室試配強度為3312 MPa 。二次襯砌混凝土通過摻加一定量的活性細(xì)摻合料和高效外加劑并利用自動計量與高壓輸送設(shè)備，使混凝土在施工時達(dá)到自密實的目的。

      3.1 　混凝土原材料

      3.1.1 　膠凝材料

      選用福建漳州恒泰水泥廠生產(chǎn)的建泰牌425R普通硅酸鹽水泥，細(xì)度為0108 方孔篩篩余214 % ，初凝時間為2 h ，終凝時間為3 h 20 min ，該水泥有較低的水化熱，與各種高效減水劑的相容性良好。

      3.1.2 　活性細(xì)摻合料

      廈門嵩能粉煤灰公司生產(chǎn)的Ⅰ級超細(xì)粉煤灰具有低需水量、高活性的性能，可以改善混凝土拌和物的和易性，提高水泥基材的密實度。

      3.1.3 　骨料

      粗骨料采用福建漳州西山臺灣石料廠生產(chǎn)的5～40 mm 連續(xù)級配的碎石，表觀密度2620 kg/ m³ ，含泥量017 % ，壓碎指標(biāo)1512 % ，級配良好。細(xì)骨料采用福建漳州九龍江江東砂廠生產(chǎn)的中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2178 ，表觀密度2600 kg/ m³ 。應(yīng)嚴(yán)格控制砂中粉細(xì)顆粒的含量及碎石的粒形、級配和含泥量。

      3.1.4 　外加劑

      采用廣東湛江外加劑廠生產(chǎn)的FDN 440 型減水劑（液體） ，減水率20 %左右。該產(chǎn)品能保持拌和物流動性能、合適的凝結(jié)時間與泌水率、良好的泵送性，對硬化混凝土力學(xué)性質(zhì)、干縮和徐變無壞影響，耐久性好；可以防止混凝土因有較大的坍落度而產(chǎn)生離析。

      3.2 　混凝土拌和物的配合比

      為滿足混凝土拌和物自密實高施工性能的要求，應(yīng)有較大的漿骨比，膠凝材料總量一般為400～550 kg/ m³ 。砂率較大，砂率一般在40 %～45 %。使用高效減水劑，摻用大量礦物細(xì)摻料，細(xì)摻料總量一般大于膠凝材料的30 %。為了保證耐久性，水膠比在014 左右，不宜大于0145 ?；炷恋奶涠葢?yīng)控制在8～30 cm 之間?；炷僚浜媳雀鶕?jù)以上各參數(shù)來確定，并滿足《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》的要求。混凝土理論配合比見表1?；炷涟韬臀锱浜媳仍O(shè)計計算時采用重量法計算，不考慮骨料的含水量。在施工時測定每批材料的實際含水量，調(diào)整理論配合比為施工配合比。
 

      4 　施工機械配置

      4.1 　混凝土自動計量拌和設(shè)備

      自密實混凝土的質(zhì)量對原材料的變動很敏感，制作和施工中各環(huán)節(jié)的控制要求嚴(yán)格，采用雙臥軸強制式攪拌機，攪拌時間比普通混凝土的長1～2倍，并配置電腦自動計量配料機設(shè)備，準(zhǔn)確控制各種材料的重量比，嚴(yán)格按配合比施工。

      4.2 　混凝土高壓輸送設(shè)備

      采用湖南長沙三一重工業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的HBT50C 1 413 高壓輸送泵，配置125 mm 輸送管，最大泵送壓力達(dá)到13 MPa ，理論最大輸送距離水平為600 m ，垂直為180 m ，其它各項性能優(yōu)良，能滿足自密實混凝土的泵送要求。

      4.3 　高強度全斷面襯砌設(shè)備

      根據(jù)隧道凈空的要求，自行設(shè)計研制的高強度全斷面襯砌臺車，長度為10 m ，作為二次襯砌混凝土澆筑的支撐設(shè)備。襯砌臺車模板為整體型，模板上設(shè)置泵口與混凝土澆筑觀察窗，用作混凝土澆筑與觀察控制。臺車端頭設(shè)置拼裝式混凝土擋頭板，澆筑每一模都可方便地拆裝使用。

      5 　混凝土澆筑過程的控制

      5.1 　原材料及拌和物的控制

      自密實混凝土的質(zhì)量對原材料的變動很敏感，各項原材料在進(jìn)場前必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗，拌和物的配合比不得進(jìn)行隨意調(diào)整。水泥的最低用量不得低于配合比的用量。粉煤灰的摻入可改變混凝土的性能，施工用的粉煤灰必須符合Ⅰ級要求。高效減水劑的添加必須使用準(zhǔn)確的計量設(shè)備。粗細(xì)骨料的控制主要是含泥量的控制，粗骨料含泥量不得大于1 % ，細(xì)骨料的含泥量不得大于3 %。另外粗骨料的粒徑必須控制在配合比允許范圍內(nèi)，以免影響拌和物的可泵性。

      5.2 　混凝土澆筑的控制

      混凝土在攪拌時，必須注意攪拌均勻，攪拌時間控制在60 s 甚至更長?；炷猎跐仓盟腿雮}時，注意經(jīng)常通過襯砌臺車的觀察窗觀察混凝土的澆筑情況。并且應(yīng)提前準(zhǔn)備一根長鋼釬，以便在必要時進(jìn)行插搗，排除可能截留的空氣。在每模混凝土全斷面澆筑結(jié)束封頂時，將輸送泵的檔位切換到高壓狀態(tài)，高壓連續(xù)泵送一段時間，進(jìn)一步保證混凝土的密實性。

      5.3 　施工管理的控制

      由于組成材料多，施工工藝保證率要求高，因此對技術(shù)和管理人員的水平要求較高，每項工程實施前要有嚴(yán)格的施工規(guī)程和班前交底，尤其在交接班時，要有具體的措施以免出現(xiàn)差錯。每?；炷灵_盤前，必須核實各項原材料的質(zhì)量可靠性，檢查全部設(shè)備的完好性，做到萬無一失。

      6 　質(zhì)量驗證與效益分析

      6.1 　質(zhì)量驗證

      6.1.1 　混凝土拌和物的性能檢測

      根據(jù)《公路工程混凝土試驗規(guī)程》檢測混凝土拌和物的各項性能均符合要求（見表2） 。
 

      作者簡介：王曉飛（1973 —） ，男，工程師。1993 年畢業(yè)于西南交通大學(xué)鐵道工程專業(yè)