摘要:在水庫的規(guī)劃布置中，都離不開輸水隧洞。本文主要分析了水庫輸水隧洞混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，并探討了控制措施。
　　關(guān)鍵詞:水庫；隧洞;混凝土;質(zhì)量控制
　　水工隧洞是在復(fù)雜的水環(huán)境下運行的，混凝土不但有不同程度的長期抗磨蝕要求，還要承受圍巖和水壓力，特別是有的工程在圍巖地質(zhì)條件惡劣和水壓力較高時，同時還有抗?jié)B和耐久性的要求。混凝土的抗壓強度在一定范圍內(nèi)與其抗磨蝕、抗?jié)B和耐久性成正比關(guān)系，因此在水工隧洞施工中混凝土質(zhì)量要求高。文中將分析水工隧洞混凝土施工中的問題并探討如何預(yù)防其質(zhì)量問題。
　　一、水工隧洞混凝土的施工強度不穩(wěn)定
　　水工隧洞，特別是一些中小型水利水電工程水工隧洞，由于施工環(huán)境和條件較差，混凝土用砂、石料質(zhì)量波動較大，有的泵送混凝土由于設(shè)計強度不高，而當?shù)赜譀]有粉煤灰等摻合料，導(dǎo)致水灰比偏大、單位用水量偏高，易產(chǎn)生混凝土拌合物離析。另外，不少水工隧洞采用全模板支護澆筑，鋼筋密集，不能全面有效振搗，造成混凝土強度波動較大。由于多種原因?qū)е铝怂�工隧洞混凝土質(zhì)量的波動，過高的強度對于工程質(zhì)量是一種浪費，過低的強度給工程質(zhì)量帶來隱患，而且對工程結(jié)構(gòu)耐久性有惡劣影響。
　　二、水工隧洞混凝土的養(yǎng)護
　　一般水工隧洞混凝土設(shè)計齡期為28d，但有的大型工程也有90d設(shè)計齡期的。混凝土強度檢驗評定標準規(guī)定：“混凝土試件的成型和養(yǎng)護方法，應(yīng)考慮其代表性。對用以合格評定混凝土強度的試件，應(yīng)采用標準方法成型之后置于標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護，直到設(shè)計要求的齡期。”，水工混凝土施工規(guī)范對水工結(jié)構(gòu)混凝土的養(yǎng)護要求為：塑性混凝土應(yīng)在澆筑完畢后6h—18h內(nèi)開始灑水養(yǎng)護，低塑性混凝土宜在澆筑完畢后立即噴霧養(yǎng)護，并及早開始灑水養(yǎng)護，且規(guī)定混凝土養(yǎng)護時間不宜少于28d。有特殊要求的部位宜適當延長養(yǎng)護時間。
　　結(jié)合工程實踐，有以下兩個主要問題值得探討：
　　⑴混凝土工程結(jié)構(gòu)養(yǎng)護與質(zhì)檢取樣立方體成型養(yǎng)護條件差異較大。標準立方體試塊取樣的代表性不強，試塊制作后置于溫度(20±3)℃，濕度95%標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護到設(shè)計齡期。而隧洞混凝土的施工養(yǎng)護、溫度、濕度受外部氣候和內(nèi)部圍巖滲水的影響，由于受場地等條件的限制，難以對混凝土表面進行不間斷的覆蓋保濕或灑水。
　　⑵隧洞混凝土普遍存在養(yǎng)護時間不足或忽視養(yǎng)護的問題。
　　大部分隧洞工程，都達不到《水工混凝土施工規(guī)范》養(yǎng)護28d的要求，一般拆模后僅養(yǎng)護10d左右。由于混凝土在短期內(nèi)失水，混凝土膠結(jié)材料不能較充分地、有效地進行水化，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生和強度達不到設(shè)計要求。按混凝土齡期強度發(fā)展系數(shù)推算，一般混凝土養(yǎng)護10d的強度只相當于養(yǎng)護28d強度的80%。
　　三、水工隧洞裂縫成因分析和影響
　　（一）溫度應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫
　　在隧洞混凝土襯砌施工過程中，洞內(nèi)溫度一般維持較低，而混凝土中水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量致使混凝土內(nèi)部溫度過高(混凝土與巖石交觸交換很慢)較大的混凝土內(nèi)外溫差造成混凝土內(nèi)外部膨脹收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。在混凝土養(yǎng)護過程中，由于忽視水溫和養(yǎng)護措施不當引起混凝土的裂縫。混凝土澆筑后的3d～7d，混凝土中的水泥水化較快，水化熱使得混凝土內(nèi)部溫升迅速提高，如果采用溫度很低的水進行灑水養(yǎng)護，會進一步增大混凝土內(nèi)外溫差，促使混凝土裂縫產(chǎn)生。另外，因養(yǎng)護灑水不均勻，混凝土表面干濕不均引起混凝土表面收縮不均又進一步加劇了裂縫的產(chǎn)生。
　　（二）外部圍巖應(yīng)力效應(yīng)產(chǎn)生的裂縫
　　水工隧洞施工一般安排的工期較緊，受開挖成洞條件差的影響，被迫對襯砌混凝土進行施工，混凝土質(zhì)量難以得到保證；受作業(yè)內(nèi)容的限制，加之養(yǎng)護工作質(zhì)量差，混凝土很難達到設(shè)計的齡期強度。在這種隧洞施工中，由于開挖支護作業(yè)皆為短距離循環(huán)進行，在圍巖類別判斷不準的情況下，若采取不當?shù)腻^固支護，容易導(dǎo)致圍巖應(yīng)力的多次重分布和毛洞形狀變形惡化，襯砌的混凝土在一定時期內(nèi)承擔(dān)了部分或全部支護作用，不可避免地出現(xiàn)了因外部應(yīng)力作用而產(chǎn)生的隧洞襯砌混凝土裂縫。此類裂縫發(fā)育規(guī)模往往較明顯，對隧洞破壞的影響較為嚴重。
　　（三）地質(zhì)水文條件變化產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形裂縫
　　隨著水電行業(yè)的迅速發(fā)展，水工隧洞的地質(zhì)、水文、地形狀況越趨復(fù)雜，其變化也較難以準確把握；尤其是建設(shè)資金對前期工作投入不夠，地質(zhì)、水文、地形等基礎(chǔ)資料不具體；設(shè)計人員僅依據(jù)已提供的地質(zhì)資料進行設(shè)計作業(yè)，對施工現(xiàn)場地質(zhì)等狀況的變化則難以掌握；部分監(jiān)理人員專業(yè)能力受限制；施工單位搶工期，致使“按圖施工”發(fā)生在變化了的地質(zhì)條件下，采用不適用結(jié)構(gòu)，因隧洞混凝土襯砌結(jié)構(gòu)的相對不合理而產(chǎn)生裂縫。此類裂縫產(chǎn)生的機理較為直觀，能盡快采取完善措施，破壞的影響可以得到控制。
　　四、裂縫控制措施
　　（一）信息反饋控制措施
　　水工隧洞混凝土施工現(xiàn)場狀況的變化比較大，在工程建設(shè)中強化信息管理和反饋，建立相關(guān)工程建設(shè)的信息運作系統(tǒng)，參建人員易于做出符合客觀規(guī)律的決策判斷。通過信息控制和交流，收集和積累相應(yīng)的工程經(jīng)驗，進行多方溝通和促進工程的建設(shè)，預(yù)防和控制裂縫問題。
　　（二）施工現(xiàn)場的控制措施
　　1、在施工過程中根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時調(diào)整和確定有效的施工方案。
　　2、設(shè)計人員依據(jù)變化的地質(zhì)、水文條件做出施工設(shè)計的變更調(diào)整，明確隧洞開挖的支護方法和合理的混凝土澆筑成型方案；優(yōu)化混凝土的配筋和配合比等構(gòu)成混凝土質(zhì)量的技術(shù)指標。
　　3、建筑材料的選用應(yīng)嚴格把關(guān)，控制混凝土骨料的各項指標要求，選用能降低混凝土水化熱的規(guī)范水泥，分析選用水泥添加劑對混凝土溫度裂縫的影響。
　　4、監(jiān)理人員及時掌握施工現(xiàn)場的具體隋況，控制施工中的各個工序環(huán)節(jié)，使質(zhì)量問題盡快解決，監(jiān)理的信息管理工作得以完善。
　　5、施工過程的控制：
　　①隧洞開挖施工避免對圍巖的過多破壞；對有塌方的地方采取補救措施予以必要的回填加固；控制開挖過程對巖體的振動，防止產(chǎn)生對已成型隧洞混凝土的擾動破壞；強化開挖作業(yè)時隧洞內(nèi)的通風(fēng)和排水工作，改善施工環(huán)境條件。②灌漿和噴錨嚴格按設(shè)計要求施工。由于開挖面的層次不齊，一些部位噴混凝土厚度不夠，可能形成灌漿和噴混凝土因掛鋼筋網(wǎng)面與巖面結(jié)合的不密實；塌方部位的充填封堵、灌漿未到位，封閉結(jié)合不完全，影響支護體、襯砌混凝土和巖石面之間的聯(lián)合作用。③區(qū)別加固支護和穩(wěn)定支護作用，注重洞身側(cè)面橫向錨筋與掛網(wǎng)噴混凝土的效能，消除圍巖二次或三次應(yīng)力重分布產(chǎn)生的作用，降低圍巖應(yīng)力對襯砌混凝土的影響破壞。④混凝土入倉澆筑振搗均勻、密實，防止施工中出現(xiàn)的漏振和形成水泥砂漿層；規(guī)范施工縫的結(jié)合處理；檢查混凝土澆筑的厚度，確定混凝土的鋼筋配置。
　　⑤注重養(yǎng)護及保溫工作，隧洞襯砌混凝土養(yǎng)護時，考慮既要避免灑水養(yǎng)護造成混凝土內(nèi)外溫差過大，又要保證混凝土表面溫潤，混凝土中的水分不散失，且不使洞內(nèi)積水，避免供電線路長期受潮損壞，發(fā)生安全事故。采用混凝土澆筑鋼模臺車撤離前移后，立即涂刷養(yǎng)護劑，在混凝土表面形成一層保護膜封閉混凝土表面，以達到水分不散失的目的。在低溫季節(jié)時，對洞口實施封閉保溫，減少洞內(nèi)溫度隨外界氣溫變化，有效保證混凝土強度的穩(wěn)定增長。
　　五、結(jié)語
　　水工隧洞混凝土的質(zhì)量控制和保證貫穿于全過程，施工前對于隧洞混凝土原材料的選擇、配合比的試驗與優(yōu)化也很重要，施工控制更起著關(guān)鍵的作用。即使有優(yōu)秀的設(shè)計，合適的原材料，安全、合理、優(yōu)化的混凝土配合比設(shè)計，如果在施工中得不到認真、有效地貫徹實施，混凝土工程質(zhì)量就得不到保證，也不可能有好的工程質(zhì)量。