混凝土衬砌施工中的质量缺陷及处理方法

混凝土衬砌施工中易产生的质量缺陷及处理方法

摘要：由于衬砌面板具有表面积大、厚度薄、无配筋的特点，属于薄壁混凝土，因而容易产生裂缝、平整度差、冻蚀、衬砌板空鼓等质量问题。本文通过分析缺陷产生的成因，结合衬砌面板的施工工序，研究各施工工序中容易产生质量缺陷的地方，避免和减少衬砌质量问题的发生以及在发生质量问题后相应的处理方法。

关键词：衬砌、质量、裂缝、冻蚀、平整度、衬砌板空鼓、原因、处理方法

一.成因分析

1、裂缝

①.由于温度的变化产生的裂缝。混凝土衬砌终凝前未能及时养护，受到风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，混凝土强度不够不能抵抗这种应力而产生裂缝。

② 混凝土浇筑基面垫层未压实、填方预沉降不够、软弱夹层未处理因而形成裂缝。

③混凝土厚度变化较大，基面平整度较差、复合土工膜褶皱等。

④混凝土由于水分的变化产生的裂缝，混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形程度不同，受天气影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化小，变形小，产生较大的拉应力而产生裂缝。

⑤混凝土衬砌切缝不及时。

⑥混凝土养护不到位。

⑦混凝土质量不达标。

2、冻蚀

①混凝土过振引起混凝土离析、泌水、粉煤灰浆过多被提取到表面，对混凝土抗冻融能力产生影响。

②混凝土浇筑成型后保温防护未到位，混凝土在临界值之前受冻，导致表层强度偏低。

③混凝土抹面时的泌水使表面水灰比增大。泌水时混凝土过早抹面引起水分在密闭表面下聚集，从而导致破裂、剥落和分层。

④混凝土浇筑后收面时机欠佳。收面过早，混凝土表面析出水分，水分蒸发后留下空洞，影响表层砂浆强度。抹光过早有时会阻断泌水通道，在抹光压实层形成泌水层，在经历冻融后，表层被破坏造成起皮、剥离；收面过晚，对已形成的混凝土结构产生扰动，对混凝土抗冻能力产生不利影响，导致混凝土抗冻融能力变差。

⑤工人在施工中为了便于收光、抹面，在混凝土表层随意洒水，人为放大了混凝土表面水胶比，降低了表面砂浆强度，导致混凝土表层起皮、起砂现象。

⑥混凝土表面泌水、雨季施工未及时覆盖导致表面积水，工人随意撒水泥灰处理。易导致水泥砂浆与混凝土结合面不紧密，过水冲刷或经过冻融后易出现脱壳、起皮、剥离等现像。

3、平整度

①在机械衬砌中由于抹光机表面不平整或者行走不顺直，导致混凝土面板平整度较差。

②人工衬砌中，由于受人工布料的影响，布料不均匀导致收面不均匀平整度较差。

4衬砌板空鼓

①由于切缝的过程中将土工膜切破，地下水进入土工膜与衬砌面板之间导致衬砌面板鼓起。

②由于地下水位较高，地下水压过大而导致衬砌面板被顶起。

二．减少质量问题的方法

1、温度裂缝主要由衬砌面板厚度较大变化、养护切缝不及时等因素引起。其中造成衬砌面板厚度较大变化的原因主要有基面平整度较差、复合土工膜褶皱等，浇筑前应尽量整平。

2、沉陷裂缝多发生于渠底粗砂垫层压实度不足区域以及渠床整理之后仍存在软弱层未处理彻底区域。因此浇筑之前因尽量将垫层压实、软弱夹层清除后用砂浆补平。

3、每次浇筑混凝土前均要对模板系统进行测量校核,以保证混凝土衬砌厚度。每次工作完毕后，必须将模板上面的杂物清理干净，输送溜槽要用清水冲洗干净，严禁残留有物料。

4、应尽量避免在特殊天气下施工，在特殊天气下施工应采用对应的施工方法。

风天施工，容易产生塑性收缩裂缝。需要适当调整混凝土出机口的坍落度。正在衬砌的作业面及时收面并立即养护，对已经衬砌完成并出面的浇筑段及时采取覆盖塑料布等养护措

施。高温天气下施工，应采取相应措施保证入仓混凝土温度不超过28℃。加强混凝土出机口和入仓混凝土的温度检测频率，并有专门记录。并合理安排浇筑时间、采用加冰或加冰水拌合、对骨料进行遇冷、掺加高效缓凝减水剂等方法降低混凝土的入仓温度。

5、掌握好混凝土切缝时间，切缝时间由试验室根据混凝土试块强度试验确定。

6、加强混凝土的养护，用草帘覆盖保温时间不少于7天。

7、拌和站有专职试验人员值班，拌和站拌和混凝土过程中，严格控制坍落度。浇筑过程中随时检测混凝土坍落度，严格控制在4～6cm，视浇筑时的环境温度、浇筑强度、渠坡变化等因素加强检测，适时控制调整，并作好混凝土拌和记录。控制混凝土塌落度均匀。

8、混凝土浇筑现场严格控制质量，振捣均匀，不过振。

9、冬季施工浇筑混凝土注意保温养护，用黑心棉覆盖养护。

10.、控制收面的时候，分两次或者三次收面。

11、人工抹面要视气温和强度的变化而增加或减少人员以确保衬砌混凝土表面光滑平整，必要时人工压面多压1～2遍。

12、所有作业人员上岗前必须经过专业培训，对混凝土施工要点充分的掌握以后才能上岗操作，施工中严格按照操作规程及施工规范作业，保证衬砌混凝土达到相关质量要求。

13、雨天施工，收集气象资料，制定雨季雨天衬砌施工应急预案。浇筑仓面需要准备防雨覆盖材料，以备突发阵雨时遮盖混凝土表面。当浇筑期间降雨时，启动应急预案，浇筑

仓面搭棚遮挡防雨水冲刷。降雨停止后必须清除仓面积水，不应带水抹面压光作业。降雨过后若衬砌混凝土尚未初凝，对混凝土表面进行适当的处理后才能继续施工；否则应按施工缝处理。

14、渠道混凝土的质量受人影响的因素较突出，各作业面人员必须固定，不得随意调换。

15、在衬砌机抹光过后进行人工收面，保证衬砌面板平整度。

16、施工控制混凝土面板的厚度，检查切缝深度。

17、在地下水位较高的地方适当增加降水井，降低地下水压。

18、加强混凝土拌和、运输过程中的保温工作，选取天气晴好气温相对较高的时间段进行混凝土浇筑。

19、掌握好混凝土切缝时间，切缝时间由试验室根据混凝土试块强度试验确定。

20、严格执行三检制度。

三．缺陷处理程序

1、表面缺陷处理程序

一般表面缺陷修补程序：缺陷素描→素描图确认→基面打磨凿挖→基面确认→修补及养护→必要检测→验收。

2、衬砌裂缝处理程序

准备工作→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→（复灌→嵌缝，此两工序根据灌后是否仍有渗水而确定是否增加）→质量检查及验收。

四．衬砌面板缺陷处理

处理措施为：

1、表面涂抹处理。

①此方法适用于细微、不漏水、不继续扩展的裂缝。先用钢丝刷将裂缝两侧及两端杂物、薄弱层清理干净，再将现场搅拌的砂浆水泥基柔性防水涂料在裂缝两端各5cm、两侧各10cm范围内涂刷，并将表面抹平，最后在水泥基柔性防水材料凝结后进行自然养护，温度不低于5℃。

②对冻蚀、平整度差的，若混凝土强度满足要求、混凝土厚度不小于设计的，可用磨光机进行表层磨光处理。

③冻蚀剥离的混泥土，可用水充分浸透基面，呆基面干吼对结合面涂刷界面剂，视冻蚀剥离程度用高于混凝土一个等级的聚合物砂浆处理。

2、材料填充处理。

此方法使用修补材料直接填充裂缝，适用于修补较宽、深度较浅的裂缝。首先用切割机

切割出较规则的条形状，用工具凿刻出深约3cm、宽约5cm的梯形槽，然后用清水清洗干净并烘干。然后涂上界面剂，并填实嵌缝水泥砂浆材料，最后是将表面抹平并进行养护。

3、灌浆法处理

此方法适用于深层裂缝合贯穿裂缝的修补。

①首先，用高压水对裂缝经行冲洗，保证裂缝开口敞开，内部无杂物，裂缝两侧无粉尘和有损粘接的污物。

②应表面封闭，加贴嘴，采用环氧材料灌浆处理；在灌浆处理前应进行工艺试验，确定灌浆压力，以防止灌浆时将混凝土衬砌面板抬动。

③灌浆时候按照纵缝自上而下、横缝从一侧到另一侧的方法进行施工。

④贯穿裂缝应先采用手持锯沿裂缝两侧切缝，然后采用人工凿除缝内混凝土的方法，形成矩形槽或燕尾槽，槽深应不小于2cm，槽宽宜控制在1.0~1.5cm，凿槽应尽量相对平顺。完成凿槽后进行填充。

⑤进行标准养护。

五．处理过程中的关键事项

1、对裂缝灌浆时，切实注意灌浆压力值大小，制浆和灌浆使用的天平，台秤等试验器材要定期效验，确保准确。

2、灌浆过程中发生冒浆、浆外漏情况时，根据情况调整气压大小，限流或调整浆液配合比。

3、采用聚合物水泥砂浆修补时，结合面打磨后需要表面干燥洁净，质量缺陷处理完成7天后使用小锤轻巧砂浆表面，不起皮不剥落为合格，否则凿除重建。

4、处理气泡集中部位时候，尽量减少对密实面的碰触，以避免扩大缺陷面。

5、裂缝处理前壳涂刷水泥基做临时封闭措施，避免其任意扩大缺陷范围。

6、在混凝土面板拆除时，应采取措施尽量避免对复合土工膜的破坏。当复合土工膜局部破损时，应及时进行修复。必要时应粘贴整块土工膜。

7、边坡上的面板拆除时，应采取措施防止上部混凝土面板下滑。

参考文献

1、《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176-2007）。