自密實混凝土在公路隧道中的應用

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

關鍵詞：自密實混凝土　隧道　應用

      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、濟南等城市已開始使用，主要用于地下暗挖、密筋、形狀復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、麻面等質量缺陷，也可解決擾民問題、縮短工期等。

      2 　工程概況

      萬松關隧道地處福建省漳州市萬松關關口之下，二次襯砌混凝土設計總數(shù)量為25 000 m³ ，設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計強度為C25 ，根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(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摻合料和高效外加劑并利用自動計量與高壓輸送設備，使混凝土在施工時達到自密實的目的。

      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的建泰牌425R普通硅酸鹽水泥，細度為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 　活性細摻合料

      廈門嵩能粉煤灰公司生產的Ⅰ級超細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1512 % ，級配良好。細骨料采用福建漳州九龍江江東砂廠生產的中粗砂，細度模數(shù)為2178 ，表觀密度2600 kg/ m³ 。應嚴格控制砂中粉細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的FDN 440 型減水劑（液體） ，減水率20 %左右。該產品能保持拌和物流動性能、合適的凝結時間與泌水率、良好的泵送性，對硬化混凝土力學性質、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，摻用大量礦物細摻料，細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刂圃?～30 cm 之間。混凝土配合比根據(jù)以上各參數(shù)來確定，并滿足《普通混凝土配合比設計規(guī)程》的要求?；炷晾碚撆浜媳纫姳??；炷涟韬臀锱浜媳仍O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備

      自密實混凝土的質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備，準確控制各種材料的重量比，嚴格按配合比施工。

      4.2 　混凝土高壓輸送設備

      采用湖南長沙三一重工業(yè)集團有限公司生產的HBT50C 1 413 高壓輸送泵，配置125 mm 輸送管，最大泵送壓力達到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備

      根據(jù)隧道凈空的要求，自行設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備。襯砌臺車模板為整體型，模板上設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

      自密實混凝土的質量對原材料的變動很敏感，各項原材料在進場前必須經過嚴格的檢驗，拌和物的配合比不得進行隨意調整。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確的計量設備。粗細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，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。混凝土在澆筑泵送入倉時，注意經常通過襯砌臺車的觀察窗觀察混凝土的澆筑情況。并且應提前準備一根長鋼釬，以便在必要時進行插搗，排除可能截留的空氣。在每?；炷寥珨嗝鏉仓Y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，因此對技術和管理人員的水平要求較高，每項工程實施前要有嚴格的施工規(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量可靠性，檢查全部設備的完好性，做到萬無一失。

      6 　質量驗證與效益分析

      6.1 　質量驗證

      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)于西南交通大學鐵道工程專業(yè)