衬砌通病原因分析和防治措施概要.docx

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衬砌通病原因分析和防治措施概要

衬砌质量通病防治措施

（衬砌外观质量总结会）

一、目的

通过对第一组混凝土衬砌的总结，为更好的控制衬砌外观质量，减少或杜绝质量通病提供依据。

二、解决措施

（一）本次出现的质量通病分析

1、麻面

麻面是由于混凝土表面局部有缺浆，或有许多小凹坑，但无钢筋和石子外漏。

原因分析：

模板表面粗糙或清理不干净，粘有干硬水泥砂浆等杂物，拆模后，出现麻面。

（未来可能出现）

钢模板脱模剂涂刷不均匀，拆模时混凝土表面与模板粘结，引起麻面。

模板接缝不严实，浇筑混凝土时缝隙漏浆，出现麻面。

混凝土振捣不密实，混凝土中的气泡未排出，一部分气泡停留在模板表面，形成麻点。

预防措施：

模板面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。

脱模剂要涂刷均匀，不得漏刷。

混凝土必须按操作规程分层均匀振捣密实，严防漏振。

2、蜂窝

蜂窝是由于局部混凝土砂浆、石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞。

原因分析：

混凝土配合比不准确，砂石、水泥材料计量不准确，或用水量不准确，造成砂浆少、碎石多。

混凝土搅拌时间短，没有拌和均匀，混凝土和易性差，振捣不密实。

未按操作规程浇筑混凝土，造成混凝土离析。

混凝土一次下料过多，没有分段、分层浇筑，振捣不实或下料与振捣配合不好，因漏振造成蜂窝。

模板空隙未堵好或模板不牢固，振捣混凝土时模板移位，造成严重漏浆，形成蜂窝。

预防措施：

混凝土配料时严格按配合比计量，经常检查计量系统和自动控制系统。

混凝土拌和均匀，颜色一致，最短搅拌时间符合规定。

混凝土自由倾落高度一般不得超过2m。

如超过，要采取串筒、溜槽等措施。

混凝土分层振捣，分层厚度不超过振捣器作用部分长度的1.25倍。

振捣混凝土拌和物时，插入式振捣器移动间距不大于其作用半径的1.5倍；对轻骨料拌和物，则不大于其作用半径的1倍。

振捣器至模板的距离不大于振捣器有效半径的1/2，为保证上下混凝土结合良好，振捣棒插入下层混凝土5cm。

混凝土浇捣时，必须掌握好振捣时间，混凝土不再显著下沉，不再出现气泡。

浇筑混凝土时，经常检查模板、支撑、接缝等情况，发现有模板走动，立即处理。

3、气泡

产生原因：

弧形段衬砌麻面气泡是因混凝土在捣固过程中，浆液水泡上浮，附着在模板表面上不能及时排出而形成的。

因浇筑高度过高，或不分层、或直接对岩面泵送．将使得混凝土经岩面—钢模之间多次反弹后，极易造成物料分离，粗骨料下沉．浆液上浮，从而造成墙角和边墙混凝土表面产生蜂窝麻面。

水灰比过大，水灰比变动也是引起麻面气泡的主要原因。

（未来可能出现）

预防措施：

所采用的防水剂应定期抽检，确保质量，防止含气量超标。

如有可能，应改用其它非引气型防水刘（减水率应大于18％为宜）。

尽量减小混凝土的塌落度，边墙和拱部混凝上其坍落度指标可考虑区别设计（如拱部：

18～20cm，边墙：

16～18cm），分别拌和、运送和灌注。

这样可节约部分水泥，降低成本，亦可减少因水灰比过大造成混凝上表面缺陷的出现机率。

控制灌注高度，加强振捣，分层振捣、逐层排除空气。

灌注下层混凝土时，应将台车中层窗口开启，以利排气；同理，灌注中层混凝土时，应将台车顶层窗口开启，以利排气，防止出现麻面气泡。

确定可行的脱模时间．保证脱模时有足够的抗压强度（大于8Mpa）及抗拉强度，以防止脱模时拉脱混凝土外表面，造成缺陷。

水灰比是强度的重要保证要素，过多的自由水是引起麻面，水泡、气泡等缺陷的主要原因；因此，严禁在泵车外加生水，确保混凝土强度，并注意做到使混凝土拌和物不离析、分层。

5、颜色不均

产生原因：

隧道衬砌台车涂抹废旧机油代替脱模剂是隧道衬砌施工的大忌。

模板上涂油过多及涂油不均匀，均会产生衬砌混凝土脱模后油迹不均现象。

（未来可能出现）

混凝土浇筑速度不均，时快时慢，时停时续也是造成脱模后混凝上表面倾色不均的原因。

水泥和掺和料未选用同一厂家的产品。

预防措施

拆模后、立模前要认真清除模板台车上锈迹及残留混凝土和其他异物，用喷涂方法均匀喷涂脱模剂，必要时应进行补喷。

应选用性能稳定的脱模剂产品进行均匀喷涂，以免脱模剂失效从而防止混凝土表面拉坏、起皮。

严禁使用废旧机油代替脱模剂，倡导优选脱模剂。

同时控制好混凝土灌注速度，避免选成脱模剂受挤压不均匀而出现冷缝和顶部颜色不一、出现大花脸的现象。

水泥应采用统一厂家同一批号的水泥。

6、衬砌错台

产生原因：

台车制造时前后断面尺寸误差过大；使用过程中台车变形严重，造成前、后端断面局部尺寸不一致；均容易造成衬砌前后段的错台。

台车支撑刚度不够，在混凝土压力作用下致使台车模板向内收敛变形，易造成衬砌环接缝错台；受隧道曲线段影响，造成台车中线与隧道中线不在同一轴线上，而出现曲线段错台。

（未来可能出现）

台车模板及接头处混凝土表面存在泥浆杂物，造成该处凸出致使模板不能紧贴混凝土面；搭接过长时，因曲线外侧支顶，接缝不严，漏浆过多；也是出现错台的原因。

（未来可能出现）

预防措施：

精确制造衬砌台车，经常加以校正检修，消除误差；根据模板所处的位置、荷载的大小、受力情况，对模板厚度、背肋截面和密度、拉杆截面和密度及支撑体系进行计算、设置，确保模板有足够的刚度、强度和稳定性。

准确设定中线位置，使台车中线与隧道中线保持一致。

台车就位前，将混凝土与台车搭接部位表面彻底清理干净，便台车与混凝土表面尽量紧贴。

加强台车支撑，即在原设计台车两端各增加足够的支撑丝杠，同时加强搭接部位支撑，要求支撑紧密；施工衬砌之前，将所有的支撑丝杠全部紧固到位，保证台车整体受力。

放慢台车底部高3米处的混凝土灌注速度．混凝土入仓应自下而上，从已灌筑段接头处向未灌筑方向，分层对称浇灌．转窗时应两侧交叉进行灌注，防止偏压使模板变形。

7、冷缝

产生原因：

混凝土未能连续浇筑，停顿时间过长吗，导致混凝土初凝，与新鲜混凝土的接触面形成的施工缝。

脱模剂不合格或涂抹过厚，加之混凝土浇筑停滞时间较长，导致脱模剂堆积，产生冷缝，且颜色差异较大。

预防措施：

混凝土原材料准备必须充分，不得出现停工待料的事情。

机械设备施工前必须确保性能优良，能够连续工作至混凝土浇筑结束。

采用优质脱模剂且涂抹均匀，且混凝土必须连续浇筑，停隔时间不得超过初凝时间的二分之一。

（二）未来可能出现质量通病分析

1、孔洞

孔洞是由于混凝土结构内有空隙或蜂窝特别大。

原因分析：

在钢筋密集处或预埋件处，混凝土浇筑不密实，未充满模板而形成孔洞。

未按顺序振捣混凝土，产生漏振。

混凝土离析，碎石成堆或严重跑浆，形成特大蜂窝。

未按施工顺序和施工工艺认真操作，造成孔洞。

有木块和杂物等掉入混凝土中。

不按规定下料，一次下料过多，振捣器振动作用半径达不到，出现特大蜂窝和孔洞。

预防措施：

在钢筋密集处，采用细石混凝土浇筑，并认真振捣密实，机械振捣有困难时，采用人工捣固配合。

采用正确的振捣方法，严防漏捣：

插入式振捣器应采用垂直振捣方法，即振捣棒与混凝土表面垂直。

斜向振捣时，振捣棒与混凝土表面成约40～45°；振捣器插点应均匀排列，可采用行列式或交错式顺序移动，以免漏振。

每次移动距离不大于振捣棒作用半径的1.5倍。

振捣器操作时快插慢拔；控制好下料，要保证混凝土浇筑时不产生离析，混凝土自由倾落高度不超过2米，大于2米时要用溜槽、串筒。

2、露筋

产生原因：

混凝土振捣时钢筋垫块移位，或垫块太少，钢筋紧贴模板，致使拆模后露筋。

钢筋混凝土构件断面小，钢筋过密，如遇大石子卡在钢筋上水泥浆不能充满钢筋周围，使钢筋密集处产生露筋。

混凝土振捣时，振捣棒撞击钢筋，将钢筋振散发生移位，因而造成露筋。

预防措施：

浇筑混凝土前，检查钢筋布置的结构尺寸及保护层厚度是否准确。

预制专门的砂浆垫块以保证混凝土保护层的厚度。

纵横每隔80～100cm左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。

严格选配混凝土用碎石粒径，碎石最大颗粒尺寸不超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不大于钢筋净距的3/4。

结构截面较小、钢筋较密时，采用细石混凝土浇筑。

混凝土振捣时严禁振动钢筋，防止钢筋变形位移，在钢筋密集处，可采用带刀片的振捣棒或小直径振捣棒振捣进行振捣。

混凝土自由下落高度超过2m时，用串筒或溜槽。

拆模时间要根据试件试验结果确定，防止过早拆模。

施工中不得踩踏钢筋，如钢筋有踩弯或脱扣者，及时处理。

加强开挖断面尺寸的检查，严格控制超欠挖以保证混凝土厚度。

处理方法：

首先将外露钢筋上的混凝土渣子和铁锈清理干净，然后用水冲洗湿润，用1:

2或1:

2.5水泥砂浆抹压平整；如露筋较深，应将薄弱混凝土全部凿掉，冲刷干净润湿，用提高一级标号的细石混凝土捣实，认真养护。

3、混凝土强度偏高或偏低

产生原因：

混凝土原材料不符合要求，如水泥过期受潮结块、砂石含泥量太大、袋装水泥重量不足等，造成混凝土强度偏低。

混凝土配合比不正确，原材料计量不准确，如砂、石不过磅，加水不准，搅拌时间不够。

混凝土试块不按规定制作和养护，或试模变形，或管理不善、养护条件不符合要求等。

预防措施：

混凝土原材料应试验合格，严格控制配合比，保证计量准确，外加剂要按规定掺加。

混凝土应搅拌均匀，并按顺序上料，外加剂溶液量最好均匀加入水中或从出料口处加入，不能倒在料斗内。

搅拌第一盘混凝土时可适当少装一些石子或适当增加水泥和水。

健全检查和试验制度，按规定检查坍落度和制作混凝土试块，认真做好试验记录。

4、顶部空洞

产生原因：

顶部空洞多是由于施工人员责任心不强、观察不认真，施工经验不足；封顶灌注压力、时间不够；灌注到拱部时混凝土量估计不足；采用一个泵口、一个方向施压，不及时移管；没有预留排气管，拱顶空气排出受限造成的。

立模不严、顶部端头跑浆，超挖严重、两环之间衔接不充分很容易造成顶部空洞；混凝土离析，封顶时离析水流出过多，造成混凝土收缩过大，也是形成空洞的原因之一。

防水板铺挂过松，在浇筑到拱部位时，因防水板的挠度引起拱顶混凝土产生空洞，造成衬砌厚度不足。

预防措施：

模板台车自由方向封堵时，在模板台车就位前，要预留好拱顶处的泵管和排气管位置，并设立观察窗口，利于随时检查混凝土在拱顶的灌注情况；同时做好灌注结束后封堵的材料准备。

堵头板建议采用气囊式堵头进行封堵，以防止防水板破裂。

采用封顶工艺:

当混凝土浇筑面已接近顶部（以高于模板台车顶部为界限），进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在堵头的最上端预留两个圆孔，安装排气管（采用φ50mm焊管），要避免其沉入混凝土之中。

将排气管一端伸入仓内，且尽量靠上。

随着浇筑继续进行，当发现有水（实为混凝土表层的离析水、稀浆）自排气管中流出时，即说明仓内已完全充满了混凝土，停止浇筑混凝土，疏通排气管和撤出泵送软管，并将挡板的圆孔堵死。

封顶混凝土时尽量从内向端模方向灌注，以排除空气。

后期利用排气管对拱顶因混凝土收缩产生的空隙进行填实。

浇筑过程中派专人负责振捣，保证混凝土的密实，台车就位前准确安装拱顶排气管，确保封顶时不出现空洞，并在后期利用此管进行压浆，使衬砌背后充填密实。

严格控制混凝土从拌合出料到入模的时间，当气温20℃～30℃时，不超过1h，10℃～19℃时不超过1.5h。

冬、雨季施工时，混凝土拌合运输和浇筑严格按保障措施和规范要求执行。

每循环脱模后及时对模板台车进行养护：

清刷模板，对变形和麻面处进行整修和打磨，涂脱模剂。

5、台车上浮的原因

产生原因：

在隧道二次衬砌施工中，当浇筑圆心以下部分的混凝土时，由于混凝土呈塑性状态，它产生水平侧压力和向上的浮力，直接挤压、顶抬圆弧段模板。

模板与台车门架是通过铰式接的，模板的上浮势必带动台车上浮，造成衬砌环接缝，以及曲墙底部与边墙基础的接缝出现错台和漏浆现象。

这种现象尤其是在混凝土浇筑速度较快时更为明显。

预防措施：

混凝土运输车和混凝土输送泵到位后，采用两侧对称地连续全断面泵送灌注。

为了克服混凝土产生的上浮力，应在台车顶部施加向下的压力，达到抵消上浮力的目的，可在台车顶部与围岩之间可设置木支撑，但由于木支撑不易拆除，所以一般在台车顶部的前、中、后三个部位各支撑呈辐射状的多个千斤顶为宜。

浇筑时，要充分利用台车上、中、下三层开窗，分层浇筑混凝土，自由落差应小于2m，减小浮力。

另外，控制浇筑混凝土速度在6m3／h以内，保证两侧混凝土交替均衡地浇筑。

6、接缝漏浆

产生原因：

在衬砌施工中由于台车挡头板不规则或安装不牢固，造成衬砌端头处的混凝土跑模、漏浆．最终出现环向接缝处参差不齐，以及台车模板与衬砌混凝土环向接触不密贴，出现接缝处漏浆。

预防措施：

立模前再次检查断面和中线水平、防水板安装质量、渗漏水情况，并清除基底水、松碴及杂物。

衬砌台车定位要准确，锁定牢固，接头密贴上一次村砌面，保持衔接和衬砌轮廓的准确。

加工定型挡头板，并确保挡头板安装牢靠，并与模板密贴，同时对于端头参差不齐处在下次衬砌施工前用弧度尺准确划线后再用切割机切齐（切入深度小于5cm）。

台车就位搭接时对于接缝不严处用海绵条或速凝砂浆进行封堵，搭接长度以10cm为宜。

若太短，台车搭接时混凝土受力易造成裂缝，致使出现漏浆情况，若过长．则接缝密封不严也易出现漏浆现象。

三、因素分析

在混凝土施工过程中，必须从原材料、配合比、拌和、运输、灌注、拆模及养生等各个环节严格控制，才能确保工程质量。

若其中一个环节出现问题，将会引起质量缺陷的产生，严重时酿成工程质量事故。

隧道衬砌施工中，常见的质量缺陷有麻面、气泡、蜂窝、颜色不均、露筋、错台及裂缝等，这些质量缺陷都与衬砌各工序中的某个环节存在着必然的关联，具体联系见下表。

质量缺陷与施工工序关联表

名称

麻面

蜂窝

孔洞

气泡

颜色

不均

露筋

混凝土

裂缝

顶部

孔洞

错台

漏浆

混凝土计量

√

混凝土搅拌

√

台车

加工误差

√

台车变形

√

模板打磨

√

√

√

涂刷脱模剂

√

√

接缝不严实

√

√

√

√

安装堵头板

√

混凝土浇筑

顺序

√

√

√

√

√

混凝土浇筑

高度

√

√

√

√

√

√

混凝土振捣

√

√

√

预制垫块

√

拆模

√

养护

√

“√”为存在关联

中国中铁股份有限公司

2010年3月8日