泰国TPI水泥在隧道二衬中运用

泰国TPI水泥在隧道二衬中运用

滕伟郭代礼代富文张云昆

川铁国际经济技术合作有限公司

摘要:隧道二衬混凝土，不仅要考虑强度，更要考虑混凝土的工作性，川铁公司磨万铁路项目部在所管辖范围内的隧道全部使用质量稳定的泰国水泥施工，解决了隧道二衬混凝土强度上难题，确保了隧道二衬质量。

关键词:隧道二衬混凝土；原材料；混凝土强度

前言：

隧道二衬混凝土由于运输路途远，熟练工人少，在确保混凝土结构的耐久性的前提下，通常存在许多问题。有些结构物钢筋密集，断面狭窄，有的待浇筑的混凝土处于已有结构的下方，无法有效浇筑，这些结构混凝土常常不容易完全捣实而形成缺陷，对捣实不良的混凝土缺陷进行修补不易得到满意的结果，故隧道工程对衬砌用混凝土的工作度、强度等性能要求，与工民建完全不同。传统的混凝土理念是以配制出工作度和强度符合要求的混凝土为主。本文以中老铁路川铁公司磨万铁路项目为工程背景，采用现场施工、试验室试验和理论分析相结合的手段，研究了泰国TPI水泥的混凝土的性能和施工工艺。通过对现场施工工艺和经验的积累和总结，最终形成了适合中老铁路隧道二衬混凝土的施工工艺。在本文采取多种措施，降低混凝土的粘性确保施工性能，在隧道二衬中采用泰国TPI水泥，成功的解决了隧道二衬混凝土养护不到位，强度大打折扣，工人不愿振捣，混凝土自流平的问题。另外，环境条件要求混凝土入模含气量不小于4%，在高含气量对强度非常不利的情况，采用泰国TPI水泥及多种措施能够消除大部分不利的因素。确保了隧道二衬质量，确保该工程安全、经济和高效施工，为今后类似工程的设计和施工提供值得参考和借鉴的经验。

1、工程概况

中老铁路是中国与老挝之间通行的一条铁路，是泛亚铁路中线的重要组成部分。中老铁路北起中国云南省玉溪市，经普洱市、西双版纳、中老边境口岸磨憨，经老挝著名旅游胜地琅勃拉邦至老挝首都万象。中国段:即玉磨铁路正线全长508.53公里。其中，玉溪至西双版纳段为双线，西双版纳至磨憨段为单线。老挝段:磨丁至万象的铁路全长418公里，由中方负责建设，将采用国际技术标准，客运时速160公里/小时，货运时速120公里/小时，是普速铁路。川铁公司磨万铁路隧道8座，班华楠一号、班华楠二号、果有村一号、果有村二号、果有村三号、孟塞一号、孟塞二号、孟塞三号。

2、确定项目水泥来源

中老铁路开工后，国内受雾霾天气影响，各地政府、相关部分和行业协会在纷纷出台紧急通知，先后启动重度污染天气应急响应，必要时要求将有关信息移交至环境执法机构，进一步提升限停产力度；南方局部区域受环保督查、错峰生产等不断升级影响，生产也阶段性限停产。从目前市场表现来看，水泥价格在冬季仍然实现稳步上涨，最新全国水泥平均价格实现448.3元/吨，达到历史同期最高位水平；水泥库容比目前为50%，处于近年来历史最低水平。磨丁口岸是老挝北部连接中老泰货运、客运的重要运输通道，中泰旅游、货运增长以及中老铁路建设，将继续助推该口岸出入境人员、车辆持续增长。以至于报关困难，使得水泥供应紧张。川铁公司磨万铁路项目部在诸多限制下只能选择国外水泥。其中分别有老挝琅勃拉邦水泥厂P?O42.5水泥与泰国TPI水泥。

3、确定水泥厂家

水泥是影响混凝土质量的最重要因素之一，28d龄期以后强度不增长，早期水化热高，早期开裂显著等问题，这都是当前混凝土生产用水泥存在一些常人难以理解的问题。本次确定隧道二衬混凝土用水泥，主要是针对我部目前用的水泥琅勃拉邦水泥P.042.5水泥与泰国TPI水泥厂P.042.5水泥。琅勃拉邦水泥现在进场水泥温度均在85度以上，水泥使用时温度过高。在使用过程中由于温度过高，在外加剂掺量不变的情况下，混凝土初始流动度降低，为不影响初始流动度。必定要选择多加水的方法，但多加水势必会提高混凝土水灰比，从而最终影响强度，所以现在均采取存放降温措施解决。而泰国水泥运输距离远，在运输途中就已降温，不存在温度影响。外加上泰国TPI水泥每方用水量比琅勃拉邦水泥少15kg左右,国TPIP?O42.5水泥与外加剂与适应性又好，同等条件下可减少0.2%的掺量，综合以上，确定本部隧道二衬混凝土采用泰国TPIP?O42.5水泥。泰国TPI水泥厂P?O42.5普通硅酸盐水泥水泥物理性能如表3.1所示。

水泥物理性能表3.1

泰国TPI水泥检测表检测表

4、混凝土配合比

4.1、混凝土配合比原材料

配合比所用原材料选用情况如下，水泥选用泰国TPI水泥；粉煤灰选用睿昴老挝VKEC粉煤灰厂，掺量为胶凝材料用量的30%；细骨料选用潘塞石场所制机制砂；粗骨料选用潘塞石场所制5-31.5mm连续级配碎石；减水剂选用交泰（老挝）实业发展有限公司CISO4000（缓凝型）减水剂，掺量为胶凝材料用量的1.1%；引气剂选用交泰（老挝）实业发展有限公司CISO1000引气剂，掺量为胶凝材料用量的0.8%；拌和用水选用当地井水。

4.2、配合比混凝土的在检强度与检测指标

混凝土配合比C35、C40可见下表4.2.1及表4.2.2。受限于原材料等情况，仅供参考。

各配合比混凝土的再强度指标

5、施工及试验结论

通过对以上各配比混凝土的室内试验和现场施工取得的数据进行科学的统计分析，隧道二衬混凝土用泰国TPI水泥，能够确保工程质量，但是必须加强工艺控制。

5.1、质量控制

强化混凝土质量源头控制，严格按照施工配合比进行生产。拌合站与试验室塌落度细微调整应尽量采用减水剂，如沟通外加剂厂家改善和调整外加剂中的缓凝成份；调整混凝土的施工时间，尽量避免不在高温情况下施工；在施工便道路况差路途远的情况下采用外加剂的二次投料；使用大掺量粉煤灰混凝土配合比施工等方案。这些方案能够解决混凝土坍落度损失这一棘手问题，得到较大缓解。无论何种原因导致的坍落度变小造成无法泵送或是满足不了施工要求的坍落度的情况都能用外加剂进行调节使之达到所需坍落度，杜绝随意加水增大坍落度的不良习惯，从根本上确定了混凝土的质量。包括入模振捣阶段，同时混凝土运输罐车盛装混凝土前应排出罐体内废水，保障混凝土在源头上可控。

5.2、坚持隐蔽工程旁站制度，混凝土浇筑中工区和劳务单位

管理人员必须全程旁站、监督并做好记录，记录应包括振捣作业人员姓名及责任区域如何划分、机具情况、混凝土质量情况、入模振捣情况及过程中突发情况处理措施等内容，做到责任到人，全程可追溯。

5.3、混凝土施工质量核心是振捣，台车应有反支撑措施控制

因边墙（矮边墙及拱脚段）振捣引起的上浮，边墙混凝土必须坚持振捣，边角区域加强人工振捣，管理人员全程监督检查，避免漏振或振捣不到位的情况发生。

5.4、混凝土入模

混凝土入模时，单侧同时入模的窗口不少于三个，严禁单窗口入模造成混凝土胶凝材料和骨料分离，且应控制两侧入模量应大致相当，避免偏压。

5.5、养护

严格按照老中安质14号文要求对二衬混凝土进行养护，拆模后及时养护，各隧道必须设置养护台车，有条件的单位应考虑自动喷淋养护，减少人力占用和杜绝养护频次不足的问题，并制定专门的养护记录本，责任到人，严格记录养护时间和养护情况，同时各班管理人员应加强监督，及时落实并留以痕迹。

二衬混凝土质量是一项长期控制重点，应常不懈地监控混凝土强度，定期对混凝土强度自检，提前采取控制措施以避免问题累计。

针对混凝土中易出现泌水、离析等问题。应当优化配合比、加强原材料的进场检测、加强现场管理。

6、注意事项

混凝土质量管理控制中不可缺少是混凝土的质量检验，是保证混凝土质量的主要手段。在混凝土的生产、运输直至施工的全过程中，它具有不可忽视的作用，它的主要作用有以下五点:

6.1、把好五关、监督三不准:即原材料检验关、配合比设计关、计量关、混凝土搅拌时间关、坍落度及强度关;不合格的材料不准使用，计量不准的设备不准生产，不合格的混凝土不准出厂，确保混凝土符合质量要求。

6.2、严格按规范规定随机取样，制作试块，如实出据报告，以真正起到指导生产的目的。

6.3、做好事前控制，预防质量事故，通过对原材料和新拌混凝土的质量检验和生产全过程的质量监督，及时掌握混凝土的质量动态，及时发现问题，及时采取措施处理，预防发生工程质量事故，使混凝土的质量处于稳定状态。

6.4、反馈信息，通过对检验资料的分析整理，掌握混凝土的质量情况和变化规律，为改进混凝土配合比设计，保证混凝土质量，充分利用外加剂和掺合料，降低成本，加强管理等方面，提供必要的信息和依据。

6.5、加强质量培训工作，提高操作人员的技术水平和质量意识，增强工作责任心，保证混凝土质量合格。对混凝土搅拌站的技术人员和操作人员定期开展有重点的技术培训，这无疑对节约成本、提高效益和进一步保证混凝土质量都会起到比较明显的效果。

7、结束语

2018年1月中国铁路总公司下发《铁路建设项目质量安全红线管理规定》，其中工程实体方面第一条明文禁止：“隧道初支、衬砌厚度和混凝土强度不足”。川铁公司磨万铁路隧道8座，全按此方式进行，本文只进行某一隧道进行统计，以点代面。要在配合比设计、施工安排及注意事项严格控制,在很大程度上能提升工程质量，提高效益，进一步保证混凝土质量。