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让混凝土既有“面子”又有“里子”

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随着“匠心一号”完成1600环管片拼装,由中铁十四局承建的江阴靖江长江隧道累计掘进达3200米,已完成整体进度的60%。这条连接长江两岸的新地下过江隧道正加速建设,未来将进一步增强长江干线过江通道通行能力。

隧道入口处是展示隧道效果的一张名片。日前,笔者走进江阴靖江长江隧道右线敞开段、过渡段,现场侧墙及顶板部分光洁细腻、美观白亮,形成一道靓丽的风景线。

江阴靖江长江隧道右线入口处清水混凝土效果

“这得益于项目在明挖段施工过程中,采用了清水混凝土施工工法。”中铁十四局江阴靖江长江隧道项目技术副经理李敏表示,清水混凝土的最大特点是混凝土浇注后,外表不再有任何涂装,也不贴磁砖、石材等材料,直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果。

基于有的隧道采用清水混凝土施工工艺后,在后期运营中出现渗水、开裂以及外观等问题,江阴靖江长江隧道工程要求明挖段在既有清水混凝土施工工艺之上,对结构外观、抗裂防渗提出了更高的要求。

“我们的隧道不仅要墙面美观,还要滴水不漏,总结起来就是既要‘面子’又要‘里子’。这其实非常难以实现,在国内相关可借鉴的经验极少。”领衔开展抗裂清水混凝土研究的李敏解释说,在材料使用上,想要控制裂缝就要使用低胶材用量、小流动度的原材料,想要清水无饰面的外观效果,则要使用高胶材用量、高流动度的材料,“裂缝控制和外观结构是一个矛盾的共同体。”

这一矛盾的特性,使得材料配合比成为抗裂清水混凝土成功与否的关键一环。为此,项目部团队成立抗裂清水混凝土攻关小组,联合江苏省建科院进行系统性研究,针对结构外观和抗裂要求,选购符合要求的原材料,并开展配合比试验,通过水桶试验、小大尺寸试验以及模拟试验等多个环节开展研究。

“有些原材料标准要求之高从未遇到过,原有渠道采购远远不能满足要求,我们只能把目光投向全国。”李敏说,以砂石为例,抗裂清水混凝土的含泥量要求远高于国标,为此,项目部指定物资副经理负责采购工作,天津、武汉、长沙以及长江流域都留下了采购的足迹。

“我们前后用了近9个月的时间,开展了100余次试验,最终从60组数据中,获得了一套可用于实体施工的配合比、指导书及操作手册。”李敏说,这套数据包含近30条详细内容,具体到模板使用、振捣工艺、成品养护等各个方面,具有极强实操性。

作为一种新型的工艺,抗裂清水混凝土对施工过程中温度要求极高,想要达到“内实外美”,就必须要控制好混凝土的入模温度。“根据手册要求,混凝土入模时温度需控制在25度以内。而我们进行施工时正好是夏季,室外温度接近40度。”李敏表示,他们在混凝土生产时,就采取“小方调配+骨料降温”的方式,从源头环节对混凝土品质进行控制。

“骨料降温就是在混凝土生产时,及时对粗骨料进行冰水喷淋降温,使原材料入仓前就满足要求。在正式生产前,我们还以2方为标准进行试调配,参数指标符合要求方进行批量生产。”该项目物资部部长张彦猛表示,他们专门采购了制冰机,在混凝土拌制环节加入适量冰块达到降温的目的,正式浇筑前还对混凝土进行测温,严格控制入模温度,确保浇筑质量。

安装侧墙模板

“不仅如此,在结构中我们还布设了冷却水管,配置测温传感器,通过APP对混凝土内外温差实时监测,实现对混凝土开裂风险的质量智慧管控。”李敏说,针对夏季多雨的天气状况,他们还定制了防雨防尘布,确保模板内的脱模剂不受污染。

如今,731米长的明挖隧道已经成为该领域远近闻名的工艺作品,先后迎来了170场次的观摩与学习。此外,围绕该工艺已形成企业标准1项,论文成果8篇,发明专利2项、实用新型专利2项,省级工法2项。

编辑:小鹿

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