青島地鐵8 號線海底隧道高性能二襯結構混凝土抗腐蝕質(zhì)量控制研究

馮慧君

（中鐵發(fā)展投資有限公司，山東 青島266000）

1 引言

海底隧道對二襯結構混凝土的抗腐蝕性能要求較高，而隧道抗腐蝕方面的研究在青島膠州灣隧道、青島地鐵1 號線海底隧道等施工經(jīng)驗的基礎上，積累了一些成功經(jīng)驗，相應的設計標準發(fā)生了不同程度的變化。學者張瑞國在文獻[1]中提出，二襯混凝土施工質(zhì)量除了關注主體結構質(zhì)量以外，更要關注噴射混凝土和錨桿等隱蔽工程，此類支護結構失效，運營階段是難以發(fā)現(xiàn)的，最終會反映在二襯上，出現(xiàn)裂縫、滲漏水等問題，也有很多是內(nèi)部病害導致。所以要高度重視，進一步加強二襯結構混凝土施工質(zhì)量控制，選擇合理措施踐行到實處，為海底隧道工程質(zhì)量提供保障。

2 工程概況

大洋站～青島北站礦山法區(qū)間長3 869m，其中，陸域段長1 332m、海域段長2 537m，均為馬蹄形斷面，區(qū)間最小曲線半徑800m，區(qū)間隧道陸域段埋深14～55m，海域段埋深32～55m。洞身主要位于微風化流汶巖、微風化凝灰?guī)r、微風化安山巖地層，圍巖級別Ⅲ～Ⅵ級。區(qū)間過海海域段為青島典型的濱海沉積地貌。

大洋站～青島北站礦山法區(qū)間結構的使用壽命為100a，結構的安全等級為一級，海域段海洋氯化物環(huán)境作用等級為Ⅲ-E，化學腐蝕環(huán)境為Ⅴ-D；陸域段除氯冰鹽環(huán)境為Ⅳ-C，化學腐蝕環(huán)境為Ⅴ-D。海域段二襯混凝土設計要求：強度等級為C50、抗?jié)B等級P12、28d 氯離子擴散系數(shù)≤4×10-12m2/s、56d 電通量＜1 000C、水膠比≤0.36、膠凝材料用量：360～480kg/m3，鋼筋保護層厚度為60mm、裂縫寬度＜0.15mm，C50高性能二襯混凝土方量約為7×104m3。

3 隧道混凝土結構的防水探究

部分海底隧道在研究中，嘗試著選擇復合防水技術，選用襯砌防水膜材料來提升海底隧道的防滲漏能力。橡膠止水板中增設夾鋼片，可以有效改善混凝土漏水情況，預留嵌縫槽，可以起到規(guī)避滲漏情況出現(xiàn)，提升海底隧道混凝土工程防水效果[2]。

我國關于海底隧道的研究中，隧道防水工藝，多采用襯砌結構自防水工藝，通過多種工藝混合使用，規(guī)避混凝土滲漏情況出現(xiàn)。防水技術不斷推陳出新，防水卷材使用頻率不斷提升，通過合理工藝選用，可以減少焊縫數(shù)量，并通過雙縫熱合方式來提升隧道工程防水工藝[3]。但是，關于海底隧道二襯結構混凝土的防水性能研究還有所不足，有待進一步深化。

4 海底隧道二襯混凝土質(zhì)量控制現(xiàn)狀

4.1 混凝土中加水

隧道二襯混凝土施工質(zhì)量控制中，可能存在混凝土中隨意加水的違規(guī)情況，從源頭上埋下質(zhì)量問題。結合實際情況，以青島8 號線地鐵海底隧道工程為例，所選擇的混凝土為C50 高性能商品混凝土，與青島地鐵企業(yè)合作時間較久，擁有豐富的混凝土生產(chǎn)經(jīng)驗，并逐步形成完善的質(zhì)量管理體系。通過現(xiàn)場質(zhì)量抽檢，砂石的含泥量、泥塊含量均滿足質(zhì)量標準，但如果現(xiàn)場管理人員把控不嚴，有可能存在部分操作人員在混凝土中加水的現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為二襯混凝土前期施工時，臨時停電，或是混凝土供應不及時等，致使混凝土工作性能難以滿足施工標準，并造成堵管，施工人員在混凝土中加入不同量的水，影響混凝土的整體強度和耐久性。

4.2 混凝土運輸距離過長

混凝土運輸距離過長是導致施工現(xiàn)場混凝土供應不充分的主要原因之一。很多混凝土運輸?shù)浆F(xiàn)場后，性能難以滿足施工要求，不可避免地出現(xiàn)混凝土離析情況。對于此類情況，多需要經(jīng)過二次調(diào)整施工，最終投入施工用的混凝土強度偏低，對工程整體質(zhì)量和安全帶來極大的不良影響。

4.3 技術人員素質(zhì)水平問題

二襯混凝土施工中，導致施工質(zhì)量缺陷的一個主要因素則是有的技術人員素質(zhì)水平不高，缺少具有高技術操作人員，未能充分把握技術要點，導致操作流程不規(guī)范，影響混凝土的施工質(zhì)量。對于此類問題，可以通過有效養(yǎng)護，滿足技術規(guī)范要求，為二襯混凝土施工質(zhì)量提供保障。

5 海底隧道高性能二襯結構混凝土質(zhì)量控制方法

海底隧道工程施工中，二襯結構混凝土施工質(zhì)量高低，很大程度上決定了工程的整體質(zhì)量和安全。二襯結構混凝土施工技術的應用，可提升施工質(zhì)量和安全，改善海底隧道工程外部美觀度。需要注意的是，海底隧道工程中噴射混凝土、錨桿等隱蔽工程，但是在運營階段卻未能充分能發(fā)揮支護結構效應，致使隧道病害逐漸暴露出來，出現(xiàn)裂縫、滲水問題，破壞襯砌結構。所以，針對其中的問題，應結合作業(yè)環(huán)境，考量混凝土結構耐久性、鋼筋材料特性和使用環(huán)境侵蝕性，優(yōu)化設計、施工和管理，便于提升二襯結構混凝土施工質(zhì)量。

5.1 加強原材料質(zhì)量控制

海底隧道二襯結構混凝土施工難度較大，專業(yè)性較強，需要運用大量的原材料，而原材料質(zhì)量控制，對于后續(xù)工程整體質(zhì)量和使用壽命有著至關重要的作用。所以，應深入市場調(diào)查，把握不同材料的性能和價格，選擇合格的材料。對青島地區(qū)來說，尤其需要注意砂石料，對含泥量超標的必須禁用。水泥優(yōu)先選用P·042.5 型號；嚴格控制用水量，混凝土攪拌用水pH 值不小于4；控制骨料質(zhì)量，綜合考量品種、最大粒徑、巖性和級配等參數(shù)，選擇最佳的原材料等。

5.2 優(yōu)化混凝土配合比，保障混凝土質(zhì)量

為了保證海底隧道二襯結構混凝土施工質(zhì)量，可以選擇粉煤灰+礦渣粉的組合形式。加強混凝土配合比設計，混凝土受壓承載力設計值6 917.134kN，受彎承載力237.65kN，保證后續(xù)工程施工質(zhì)量。針對施工人員私自在混凝土中加入水的問題，合理配備技術人員、管理人員和試驗員在現(xiàn)場，強化懲處力度，制定有效措施來規(guī)避混凝土質(zhì)量問題出現(xiàn)。制定合理的質(zhì)量控制標準，避免混凝土開裂?，F(xiàn)場的管理人員需要協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)順利開展，應結合實際情況制定合理的質(zhì)量控制標準，配備專門人員負責混凝土拌和站監(jiān)督管理，按照標準充分攪拌，并合理安排工序，規(guī)避早晚高峰階段運輸混凝土，將混凝土運輸時間控制在合理范圍內(nèi)，避免混凝土離析影響施工質(zhì)量。

5.3 加強施工工藝控制

為了打造高質(zhì)量的海底隧道工程，應把握二襯結構混凝土施工質(zhì)量要求，加強施工工藝控制，強化施工人員教育培訓力度，定期學習專業(yè)知識和技能，養(yǎng)成良好的質(zhì)量控制意識。配置鋼筋的二襯結構，在普通混凝土40cm 厚二襯抗彎要求，選擇厚度為25cm 的高強混凝土，達到普通混凝土45cm和50cm 厚二襯抗彎要求，提升混凝土施工質(zhì)量?；炷敛捎貌迦胧秸駬v充分振搗密實，并加強帶模注漿環(huán)節(jié)質(zhì)量控制。安裝RPC 管，做好穿入長度標記和測量；澆筑混凝土，觀察注漿孔是否漏漿，混凝土是否達到注漿管出漿口位置；完善相關設備和注漿件，安裝注漿管，電源連接；制漿，水灰比0.18 比例進行制備；注漿，按照注漿順序進行，注漿結束后及時關閉止?jié){閥門；注漿機、注漿管和接頭充分清理干凈，臺車脫模后敲斷外面的PRC 注漿管。

6 結語

綜上所述，海底隧道高性能二襯結構混凝土施工中，施工質(zhì)量影響因素多樣，無論是混凝土配合比、人員技術能力還是質(zhì)量控制能力高低，直接影響著海底隧道工程整體施工質(zhì)量。這就需要提升相關人員專業(yè)能力，預測和分析質(zhì)量問題，選擇合理施工技術運用到實處，最大限度地規(guī)避質(zhì)量問題出現(xiàn)，延長海底隧道使用壽命。