隧洞墊層施工質量檢測研究

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墊層施工是水利工程輸水隧洞襯砌前進行的一道重要工序，墊層的作用是保護基礎，起到找平、隔離和過度作用，墊層施工的質量會對隧洞襯砌質量存在一定影響，因此保證墊層施工質量滿足設計要求至關重要，隧洞墊層施工在隧洞開挖、清基之后，隧洞多采用鉆爆法開挖，鉆爆法超挖情況比較普遍，超挖會增加墊層施工混凝土用量，進而增加施工成本，致使部分施工單位鋌而走險對超挖區域違規回填廢棄渣料，或者墊層施工前清基不徹底，對于此類問題除了加強事中控制外，事后控制也很重要，對墊層施工質量采取有效的方法進行檢測必不可少。常用混凝土施工質量檢測方法有回彈檢測法和鉆芯法，鉆芯法直接從工程實體鉆取芯樣進行抗壓強度檢測，是一種直觀、可靠、準確的方法，但對結構混凝土造成局部損傷，是一種半破損的現場檢測手段，但此法對于墊層實體影響不大，因此多數情況采用鉆芯法對墊層混凝土施工質量進行檢測。鉆芯法不僅適用混凝土抗壓強度、抗凍和抗滲的檢測，同時適用于清基效果檢測、混凝土澆筑質量檢測(是否存在軟弱層)，以及質量舉報方面的檢測［1－3］。文章以遼寧省某重點輸水工程為例，隧洞圍巖設計巖性以中二疊世二長花崗巖為主，巖石微風化，夾少量弱風化，堅硬巖，節理裂隙較發育，巖石完整－完整性差，主要結構面產狀起伏光滑－平直粗糙，微張裂隙充填巖屑，地下水活動呈滲滴水狀局部成線型滴水。該工程底板墊層混凝土設計厚度為150mm，混凝土性能指標為C30W10F200［4］。針對隧洞墊層施工常見問題，本工程在墊層檢測方面，采用φ100mm水鉆、φ50mm干鉆、φ200mm水鉆等鉆取的不同孔徑芯樣來檢測隧洞混凝土墊層施工質量。

1墊層質量檢測內容的確定

墊層質量主要常見問題，包括墊層混凝土抗壓強度不合格、墊層厚度不合格、混凝土與基巖膠結狀況差(清基不徹底或違規回填廢渣)、混凝土澆筑質量不合格(存在軟弱層)。從上述常見問題入手確定檢測內容，檢測方法是通過芯樣抗壓強度檢測確定混凝土抗壓強度等級，要求抗壓強度達到30MPa以上;通過鉆孔取芯檢測確定混凝土與基巖膠結是否完好，清基是否徹底，是否存在軟弱層;測量芯樣長度判斷墊層厚度是否達到設計厚度150mm。文章確定的墊層檢測內容及相應采取的檢測方法見表1。

2檢測流程方法

確定了墊層施工質量檢測內容，針對混凝土墊層可能出現的上述抗壓強度不合格、清基不徹底和存在軟弱層等質量問題，對墊層質量檢測提出了下列一套檢測流程方法，墊層檢測方法流程見圖1。第1步，主要是對墊層混凝土抗壓強度進行檢測。通過鉆取芯樣可已初步判斷混凝土與基巖膠結狀況。采用φ100mm水鉆進行鉆芯檢測，鉆孔深度到達基巖，判斷墊層混凝土與基巖膠結狀況，如膠結完好能取出完整芯樣，則證明墊層混凝土與基巖結合完好，后續將芯樣制作抗壓試件，進行抗壓強度檢測確定混凝土強度等級，若因結合面情況復雜等因素影響無法完整取出芯樣時，在將此芯樣制作抗壓試件進行抗壓強度檢測的同時，則需進行第二步檢測。第2步，主要檢測墊層混凝土與基巖膠結狀況和混凝土澆筑質量。利用水鉆檢測混凝土與基巖膠結狀況具有局限性，只有膠結完好時，才能得出合格的檢測結果，當無法取出完整芯樣時，多采用φ50mm干鉆檢測膠結狀況。檢測過程:在φ100mm水鉆鉆孔旁邊，采用φ50mm干鉆，要求鉆孔深達到基巖面下10cm左右，干鉆芯樣連帶鉆筒取出后，用無齒鋸進行縱向剖切。從剖開的鉆筒可以看出混凝土與基巖的膠結狀況和凝土的澆筑質量，若檢測發現清基不徹底、存在軟弱層，則需進行第三步檢測。第3步，主要是檢測墊層清基情況和軟弱層厚度。采用φ200mm水鉆在φ50mm干鉆孔處進行大孔徑水鉆套打，取出鉆芯后通過鉆孔查看墊層底部清基情況，對清基判斷仍有疑議可以進一步采用Ф200水鉆擴大范圍法檢測;對軟弱層厚度的檢測，則利用φ200mm水鉆鉆芯深度達到基巖面，清理孔壁、排干積水后，結合鋼尺測量同一位置的鉆孔深度和芯樣長度，兩者之間的差值即為軟弱層厚度。

3實例分析

3.1Ф100水鉆檢測法。墊層施工質量檢測的抽樣點是在同一時間同一批次澆筑區域內隨機抽取1到3個點進行鉆芯檢測，抽樣點數量根據代表區域大小適當增減，抽樣點檢測結果代表該區域的墊層施工質量。墊層混凝土抗壓強度采用Ф100水鉆進行檢測，鉆孔深度達到基巖，圖2是某號洞現場抽檢鉆取的帶有基巖的完整芯樣，混凝土與基巖膠結完好，墊層澆筑厚度達到了150mm以上，證明該區域墊層施工前清基徹底，澆筑過程不存在軟弱層，墊層澆筑厚度滿足設計要求，后續將該芯樣制作抗壓試件進行抗壓強度檢測，確定混凝土抗壓強度等級，抗壓強度檢測這里不再贅述，若強度達到30MPa，則證明該區域墊層施工質量合格，無需再進行下一步檢測［5］。3.2Ф50干鉆檢測法若在3.1中因結合面情況復雜等因素影響無法。完整取出芯樣時，則需進行第二步檢測，即利用Ф50干鉆進行檢測，干鉆芯樣連帶鉆筒取出后，用無齒鋸進行縱向剖切，圖3是某號洞現場抽檢鉆取的干鉆芯樣，混凝土與基巖膠結差，兩者之間存在40mm左右軟弱層，墊層澆筑厚度140－180mm左右處是軟弱層，墊層澆筑厚度未達到150mm及以上，證明該區域墊層澆筑前清基不徹底且存在軟弱層，墊層澆筑厚度不滿足設計要求。通過無齒鋸剖切后測量軟弱層厚度是粗略值，若需要更精確的結果需要進行第三步Ф200水鉆檢測。3.3Ф200水鉆檢測法。在3.2中利用Ф50干鉆已經發現軟弱層的存在，接著需要利用Ф200水鉆在φ50mm干鉆孔處進行大孔徑水鉆套打，然后結合鋼尺量測軟弱層厚度，通過測量鉆孔孔壁十字分布的四個點位深度取其平均值S1，同時測量相對位置的芯樣長度取平均值S2，設定軟弱層厚度為R，則軟弱層厚度R=S1－S2。對于3.2中檢測發現疑似清基不徹底，通過查看Ф200水鉆鉆孔底部判斷清基情況，若無法判斷或存在異議，即采用Ф200鉆孔相切方式進行了擴大范圍檢測，鉆孔方案見圖4，按1#－4#鉆成矩形相鄰孔。擴大范圍檢測多用于墊層施工過程違規回填非施工用回填物的驗證檢測，如回填塊石、廢渣等，是一種直觀的檢測方式，是前述檢測方式檢測結果的驗證。圖5是某號洞拋填石塊的墊層，Ф200芯樣底部存在不同類型且大小不一的巖塊，初步判定該部位清基不徹底，或在澆筑前存在回填石塊，此時需要用擴大范圍檢測法進一步確定檢測結果。

4結論

文章根據工程實踐經驗總結了不同孔徑芯樣相結合綜合判斷墊層施工質量的一種流程方法。Ф100水鉆鉆取的芯樣可用于混凝土抗壓強度檢測和混凝土與基巖膠結狀況，僅限于膠結完好的判定;Ф50干鉆鉆取的芯樣是對清基情況和軟弱層有無的判定;Ф200水鉆鉆取的芯樣可判定清基是否徹底和測量軟弱層厚度;Ф200水鉆擴大范圍檢測法可以直觀的判定清基情況及違規回填廢渣廢石等情況，可用于對檢測結果爭議的最終判定。

參考文獻:

［1］易善敏.水利工程中混凝土檢測試驗與質量控制措施［J］.水利技術監督，2019(02):9－10，39.

［2］汪劍斌.淺談水利基本建設項目的工程質量檢測與控制［J］.水利技術監督，2006(03):31－32.

［3］鄭勇，謝為江，高江林.防滲墻原狀芯樣鉆取研究［J］.水利規劃與設計，2019(01):77－79

［4］師忠耀.加強水利工程施工項目管理的思考［J］.水利技術監督，2010(02):56－58.

［5］中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50010－2010混凝土結構設計規范［S］，北京:中國建筑工業出版社.2010.

作者:郭雨明 單位:遼寧省水資源管理集團有限責任公司