曹云彩（中鐵上海設計院上海先行建設監(jiān)理有限公司， 上海 200070）

0 引 言

工地試驗室在進行鐵路隧道襯砌混土凝配合比設計時，56 d 齡期的抗壓強度完全可以達到試配強度，而現(xiàn)場澆筑的襯砌混凝土達到齡期后，混凝土的回彈強度或鉆芯取樣抗壓強度會出現(xiàn)小于設計強度的情況。究其原因，主要是受施工過程中各環(huán)節(jié)因素的影響，如混凝土原材料質量不穩(wěn)定、工地現(xiàn)場混凝土入模前隨意加水、混凝土不振搗或振搗頻次不足等導致混凝土不密實、混凝土不養(yǎng)護或養(yǎng)護齡期不滿足規(guī)范要求等，繼而對混凝土強度產生影響，導致混凝土強度逐級衰減。為此，筆者從混凝土配合比設計、原材料進場質量、混凝土拌和站管理、施工現(xiàn)場質量控制、隧道襯砌工藝工裝配備、混凝土養(yǎng)生等方面進行原因分析，并且提出相應的應對措施，供業(yè)內人士參考。

1 原因分析和應對措施

1.1 混凝土配合比

1.1.1 原因分析

個別工地試驗室在隧道襯砌混凝土配合比設計時，采用小樣樣品進行試配，比如粗細骨料，沒有親自到砂石場取樣，只是采用材料供應商提供的小樣樣品，不具代表性，因而用 56 d 齡期的配合比配制的混凝土，其抗壓強度也就存在失真的可能性。

1.1.2 應對措施

（1）隧道襯砌混凝土配合比設計時，應選擇低堿的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，提前檢測水泥的各項技術指標和 3 d、28 d 抗折抗壓強度；按檢測的 28 d 實際抗壓強度進行試配，或水泥強度的富余系統(tǒng)按 1.0 倍計算。

（2）對于設計配合比采用的原材料，比如粗細骨料，試驗室人員應親自到砂石場取樣，不使用材料供應商送來的樣品，確保樣品具有代表性，保證 56 d 齡期的配合比配置的強度能真實代表施工現(xiàn)場實際。

（3）試驗室在設計配合比時不可采用增加水泥摻量的方法來提高配合比的試配強度，膠凝材料摻量必須嚴格按照TB 10424—2018《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》中“表 6.3.6 混凝土的最大膠凝材料用量限值”的要求執(zhí)行。

1.2 混凝土原材料

1.2.1 原因分析

近年來，我國大量開展基礎設施建設，粉煤灰供不應求。與此同時，粉煤灰質量出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，甚至出現(xiàn)摻假現(xiàn)象。假粉煤灰無法改善混凝土的和易性，更無法滿足鐵路高性能混凝土的指標要求。

減水劑質量的優(yōu)劣也是原材料中一個重要的影響因素。施工單位普遍采用低價中標原則，以應對減水劑市場的激烈競爭。他們以低價甚至低于成本價中標，導致施工過程中進場的減水劑質量出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，從而影響了混凝土強度。

1.2.2 應對措施

（1）監(jiān)理單位要求施工單位拌和站檢測組認真做好進場原材料的車檢工作。為了更好地控制粉煤灰質量，常規(guī)檢查項目在細度、燒失量、需水比的基礎上增加游離氧化鈣；要求每座拌和站配備 200～500 倍顯微鏡對進場的粉煤灰進行球形玻璃微珠含量檢測，以防供應商摻假。若粉煤灰車檢質量不合格，則堅決不卸貨，以保證粉煤灰的質量穩(wěn)定性和混凝土的和易性，使襯砌混凝土滿足鐵路高性能混凝土的指標要求。

（2）減水劑也是影響混凝土質量的一個重要因素。施工單位拌和站檢測組試驗人員應對進場的每一車減水劑進行車檢，快速檢測進場減水劑的固含量、混凝土拌和物的拌和性能指標（坍落度、坍落度 1 h 經時變化量、泌水率等）；試驗監(jiān)理及時見證檢測過程，檢測合格后方可卸貨，否則作退貨處理。通過加強進場車檢，保證減水劑進場質量。

（3）加強對拌和站粗細骨料倉的巡視檢查。對進場的每一車粗細骨料的含泥量、泥塊含量、針片狀含量、軟弱顆粒含量、云母含量等指標進行目測檢查，必要時進行現(xiàn)場取樣檢測，特別是粗細骨料的地質材料含泥量指標易受雨天影響而波動較大。含泥量是影響混凝土強度的一個重要因素，必須嚴格把控好。

1.3 混凝土拌和站

1.3.1 原因分析

混凝土的拌和站出場質量控制至關重要。檢測人員有時對混凝土開盤前砂石材料含水率的測試頻率不足，特別是雨天，未根據實際情況增大混凝土開盤前的含水率測試頻率，未根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量，造成混凝土水灰比不穩(wěn)定，致使拌和站拌和出來的混凝土出現(xiàn)離析、坍落度超標現(xiàn)象，影響混凝土強度。

1.3.2 應對措施

（1）檢測人員應按規(guī)范要求及時檢測混凝土開盤前砂石材料的含水率。特別是雨天，砂石含水率波動較大，拌和站應根據實際情況加大對混凝土開盤前含水率的測試頻率；監(jiān)理應及時見證檢測，以防混凝土出現(xiàn)離析、坍落度超標現(xiàn)象，繼而影響混凝土強度。

（2）混凝土必須作為半成品來驗收，其出場質量應認真檢測?；炷恋某鰴C溫度、坍落度、擴展度、含氣量、泌水率等拌和物性能指標必須滿足規(guī)范要求，拌和站必須嚴格按照 TB 10424—2018《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》中“附錄表 B.0.2 混凝土拌和出場質量記錄表”的要求進行控制；試驗監(jiān)理須加強拌和站混凝土出場的質量監(jiān)管，若檢測出不合格，則絕不允許其出場。

1.4 施工現(xiàn)場

1.4.1 原因分析

施工單位試驗人員配置數(shù)量不足，未考慮工地現(xiàn)場檢測混凝土的人員，導致混凝土入模前未及時對混凝土進行入模溫度、含氣量、坍落度等性能指標的檢測，或以拌和站混凝土出場檢測代替入模前檢測。

由于混凝土罐車未在運輸途中開啟自轉裝置且運途較遠，混凝土發(fā)生離析、坍落度損失過大等情況，運到施工現(xiàn)場后，流動困難。

C35 混凝土配合比配制強度為 43.2 MPa，配合比設計用水量為 160 kg，坍落度設計范圍為 160 mm～200 mm。坍落度實測值為 175 mm，56 d 齡期抗壓強度實測值為 45.7 MPa。試驗室通過室內對比試驗結果顯示：C35 混凝土配合比每增加 1 kg 水，坍落度增加 5.0 mm～10.0 mm，56 d 齡期抗壓強度下降 0.8 MPa～1.1 MPa。由此可見，在施工現(xiàn)場或在運輸途中私自往混凝土罐車內隨意加水，對混凝土抗壓強度的影響非常大。

1.4.2 應對措施

（1）施工單位試驗室應考慮工地現(xiàn)場混凝土澆筑點試驗人員數(shù)量。每一個澆筑部位在第一車混凝土入模前，及時對混凝土入模溫度、含氣量、坍落度等性能指標進行現(xiàn)場檢測。

（2）混凝土罐車在運輸途中必須開啟自轉裝置、確保運途中混凝土不產生離析。嚴禁在運輸途中或工地現(xiàn)場私自往混凝土罐車內隨意加水。

1.5 混凝土的振搗

1.5.1 原因分析

澆筑混凝土時襯砌臺車未嚴格執(zhí)行分層分倉澆筑，振搗時未開啟襯砌臺車上安裝的附著式振搗器，或者個別窗口未開啟振搗，造成襯砌混凝土不密實，進而造成混凝土強度不均勻。

1.5.2 應對措施

優(yōu)化附著式振搗器布置方案，避免因振搗器數(shù)量不夠、布置位置不合理而產生漏振或過振現(xiàn)象。所有附著式振搗器不能同時全開，應采取單排開振或逐個開振，每次振動時間不超過 10 s 的振搗措施。

分層逐窗澆筑。窗口分上中下 3 層，每層 3 個窗口，交錯布置，左右對稱逐窗澆筑、逐窗振搗。混凝土通過主料斗、主滑槽和三通分滑槽，進入澆筑窗口，再由各級插板閥門的把控，逐窗進行布料（見圖 1）。隧道襯砌混凝土流槽系統(tǒng)安裝順序如下：頂平臺主料斗 →主滑槽→分流串筒及固定滑槽→各級窗口分滑槽導引至各工作窗口。

圖1 鐵路隧道襯砌臺車料倉布置橫斷面圖

大力推廣先進的隧道襯砌分層分倉澆筑工裝工藝技術，通過先進的工裝來保證施工工藝，克服隧道襯砌混凝土澆筑空間狹小，澆筑、振搗困難的缺點。

要求施工單位采用高頻附著式振動器，采用分層逐窗澆筑、振搗的措施以防模板固定螺栓松動；采用插入式振搗器配之以附著式振搗器振搗的方法，避免襯砌混凝土出現(xiàn)漏振或振搗不密實現(xiàn)象。

1.6 工藝工裝的配置

1.6.1 原因分析

由于隧道襯砌混凝土澆筑空間狹小，澆筑和振搗困難，附著式振搗器布置數(shù)量不夠、布置位置不合理，導致襯砌混凝土漏振或者振搗不密實；襯砌養(yǎng)護臺車在設計上存在不足，未作進一步優(yōu)化改進。

1.6.2 應對措施

隧道襯砌混凝土澆筑采用溜槽加分層逐窗澆筑、附著式振搗器加插入式振搗器進行振搗，改進混凝土振搗工藝，進一步優(yōu)化襯砌養(yǎng)護臺車附著式振搗器安裝位置、安裝數(shù)量設計。項目部認真落實領導帶班制度，現(xiàn)場監(jiān)理人員認真做好襯砌混凝土澆筑全過程旁站監(jiān)理，現(xiàn)場盯控到位，確保襯砌混凝土不出現(xiàn)漏振或者振搗不密實情況。

1.7 混凝土的養(yǎng)護

1.7.1 原因分析

混凝土澆筑后，前期水化熱較高，必須及時進行養(yǎng)護。工地現(xiàn)場存在隧道襯砌混凝土拆模后，未及時進行養(yǎng)護或養(yǎng)護齡期不足，導致混凝土強度受影響。

1.7.2 應對措施

隧道襯砌混凝土拆模后，要求施工單位按有關技術方案、技術交底要求安排專人及時進行養(yǎng)護，進一步采取優(yōu)化和改進措施以彌補襯砌養(yǎng)護臺車設計上存在的不足。優(yōu)先使用隧道襯砌混凝土養(yǎng)生臺車進行養(yǎng)護，必須做到及時養(yǎng)護、按規(guī)定齡期養(yǎng)護，確?；炷琉B(yǎng)護到位。

1.8 其 他

1.8.1 原因分析

在檢測混凝土 56 d 齡期回彈強度時，未提前對回彈儀進行率定，對混凝土碳化深度的測試存在人為誤差，回彈強度只能作為參考值。在鉆芯取樣驗證抗壓強度時，取芯機鉆筒固定不穩(wěn)，導致鉆取的混凝土芯樣側面不垂直，切割后的芯樣試件兩端面不平順或邊緣缺角不平整。通過試驗室室內對比試驗，發(fā)現(xiàn)精心切割打磨的與未打磨的芯樣試件，其抗壓強度相差 2.0 MPa～5.0 MPa，檢測值偏差較大。

1.8.2 應對措施

（1）回彈強度檢測前應先率定回彈儀，率定值應在80±2 MPa 范圍內；選擇表面平整、干燥的混凝土面，用砂輪將回彈測區(qū)的混凝土表面水泥浮漿打磨干凈；每一個回彈測區(qū)都要測試混凝土碳化深度。

（2）鉆芯取樣驗證抗壓強度時，取芯機鉆筒應固定牢固，確保鉆取的混凝土芯樣側面垂直；在芯樣切割時，必須固定芯樣以防晃動，然后用打磨機精心打磨芯樣兩端面，使其平整，確保檢測值能夠真正反映現(xiàn)場混凝土的真實強度。

2 工作要求

針對砂石含泥量過大、減水劑和粉煤灰不穩(wěn)定、水泥質量不良等影響因素，做好原材料進場質量車檢測試。施工單位應制定有針對性的控制措施，加強對混凝土原材料的質量控制；監(jiān)理單位應要求進駐拌和站的試驗監(jiān)理和施工現(xiàn)場監(jiān)理加強原材料的質量檢測和拌和過程的質量控制檢查；施工現(xiàn)場監(jiān)理必須盯控好整個混凝土澆筑流程，嚴禁出現(xiàn)混凝土澆筑前隨意加水、不振搗混凝土、澆筑后不養(yǎng)護等違規(guī)行為，如發(fā)現(xiàn)問題，及時要求整改。

3 結 語

切實提高質量意識，嚴格把控好隧道襯砌混凝土施工的每一道關鍵環(huán)節(jié)，采取切實可行的應對措施，加大現(xiàn)場的工藝工裝配置，遵循“以工裝保工藝、以工藝保質量，以質量保安全”的工作原則，全面提升現(xiàn)場標準化施工水平，防止鐵路隧道襯砌混凝土強度逐級衰減現(xiàn)象，確保混凝土實體強度滿足設計和施工質量檢驗標準的要求。