跨海盾構(gòu)隧道管片混凝土配合比設(shè)計
2017-06-05
1工程簡介
湛江灣跨海盾構(gòu)隧道是湛江市鑒江供水樞紐工程的一部分，位于湛江灣（又稱廣州灣）最窄處，隧道全長2.75km，由南三島至東海島，橫穿海底，盾構(gòu)隧道內(nèi)徑5.4m，外徑6.0m，管片結(jié)構(gòu)厚度450mm，管片強(qiáng)度C55，抗?jié)B等級P12，隧道最大埋深約60m。隧道內(nèi)鋪2根DN1800輸水管道，該隧道是廣東省內(nèi)及水利行業(yè)內(nèi)最大埋深海底隧道。根據(jù)地質(zhì)勘察資料中SO4-2含量（大于500mg/L）判定，海水對普通水泥具強(qiáng)腐蝕性，有抗海水腐蝕要求[2]。盾構(gòu)隧道主要置于中粗砂層、粉細(xì)砂層、粘土層、砂性粘土層，土壤對結(jié)構(gòu)的腐蝕性較小。
2混凝土配合比原材料選配
跨海過江隧道管片已有很多研究先例[3]，但本工程管片特點和工況復(fù)雜，沿用一般工程類型管片配合比生產(chǎn)不能滿足要求，該工程通過參照《混凝土的性能》[4]，結(jié)合本工程的特點選用高性能混凝土配合比為“普通硅酸鹽水泥+高爐礦渣粉末+碎石+中砂（天然河砂）+高性能減水劑+防腐阻銹劑”。
2.1水泥
配制高性能混凝土不應(yīng)采用立窯水泥，不宜選用早強(qiáng)型水泥，采用該硅酸鹽類水泥時，用其配制的混土性能應(yīng)滿足耐久性要求，宜選用具有較高抗氯離子性能的專用水泥，質(zhì)量符合GB 175規(guī)定的普通硅酸鹽水泥。該工程使用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，主要成分和檢驗數(shù)據(jù)見表1-3
2.6水
采用地下水拌制混凝土，水質(zhì)經(jīng)湛江市衛(wèi)生檢驗部門檢測合格，水中的氯離子含量少于200mg/L。
3管片配合比設(shè)計
根據(jù)盾構(gòu)管片設(shè)計強(qiáng)度及抗?jié)B等技術(shù)要求，結(jié)合施工組織需要，管片混凝土配合比設(shè)計需滿足如下要求：（1）水膠比不大于0.35，混凝土坍落度50±20mm，易于澆注和振搗；（2）抗壓強(qiáng)度等級C55；（3）滿足混凝土澆注后6小時達(dá)到脫模強(qiáng)度，約20Mpa。（4）、具有高抗?jié)B性；（5）、低堿集料反應(yīng)性。
3.1工作性能
盾構(gòu)管片設(shè)計厚度450mm，環(huán)向凹凸槽結(jié)合，不利于混凝土振搗，以往的配比澆筑管片蜂窩麻面情況嚴(yán)重，在蒸養(yǎng)過程中出現(xiàn)裂紋。采用上述配合比施工，混凝土塌落度控制在50±20mm，管片施工外觀質(zhì)量、可操作性好，無蜂窩麻面，施工效率高（保證一天3套模具6環(huán)管片的產(chǎn)量）。
3.2在工程中應(yīng)用的效果及檢測
混凝土不同齡期及不同養(yǎng)護(hù)條件抗壓強(qiáng)度
注：數(shù)據(jù)由試驗所得，P12抗?jié)B試塊標(biāo)養(yǎng)代表量45組；同條件養(yǎng)護(hù)代表量20組、C55電通量代表量45組。
4結(jié)語
經(jīng)過2011年5月份到2012年9月份1年多時間的管片生產(chǎn)經(jīng)歷、現(xiàn)場檢測試驗總結(jié)證實，C55高性能混凝土成功的解決了湛江灣跨海盾構(gòu)隧道工程對管片生產(chǎn)必須達(dá)到高抗壓、高抗?jié)B、耐防腐、工作性能好的高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，為日后高性能混凝土在管片生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展提供了成功的范例。
參考文獻(xiàn)
[1]《高性能混凝土的研究――高抗?jié)B、低收縮混凝土的配制措施及機(jī)理》孫振平，張冠倫，混凝土，1995年06期，TU528
[2]《抗海水腐蝕混凝土應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》DB44/T566-2008
[3]《混凝土的性能》[英]A・M・內(nèi)維爾著劉數(shù)華，冷發(fā)光，李新宇，陳霞譯，中國建筑工業(yè)出版社-2011-04-01。
