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1、预制沉管混凝土关键技术初步探讨(中铁隧道集团生大项目部)摘要本文从混凝土配合比试验、施工工艺等介绍沉管隧道在施工屮如何控制混凝土的强度、抗渗性能、容重，以及能过浇筑工艺、养护等措施以控制裂缝，从Hu保证沉管隧道达到达到“三不”(即不裂、不渗、不漏)的要求°关键词沉管隧道、混凝土、容重、配合比、大掺量、抗渗、裂缝控制、养护、冷却、测温1.前言从1893年在美国波士顿开始，沉管隧道作为一种跨越江河、海洋的新兴构筑方法,在全世界已广泛得以应用并发展。我国已完成的沉管隧道有广州珠江、宁波甬江、常洪和上海外环四条沉管隧道，冃前在建的有广州仑头
2、至生物岛、生物岛至大学城两条沉管隧道，同时，在我国广州、香港等地区计划新建的沉管隧道有多条。我集团在1998年参加宁波甬江沉管隧道的管节预制工作，取得了丰富的混凝土沉管隧道管节制作技术。冃前我集团在建的广州市生物岛〜大学城沉管隧道工程，水中沉管段长214m,起讫里程为SK0+603〜SK0+817；分为El、E2和E3三节管段，每节管段的名义长度分别为：El—94m、E2—116m.E3—4m,采用轴线干坞法预制管节。水中沉管段为矩型框架结构,管段标准断面内总宽度为21.2m,净高度为5.45m,外部结构宽度为23m,高度为8.7m
3、,每延米预制混凝土为73.385n?,总量达16058m3,分为14节段进行预制。2.沉管混凝土设计要求2.1基本要求C30P10,容重2.39t/m3(-0.01〜+0.01t/m3)；预制允许几何尺寸偏差(mm)：管段外包宽度管段外包高度管段长度顶、底板厚度内孔净宽内孔净高外、内墙厚度-10〜+5-10〜+5-30〜+30-5〜+0+0〜+10+0〜+5・10〜+02.2耐久性要求最大水胶凝材料最小最低混凝土最大氯离子氯离子扩散系数DRCM最大含碱量(kg/m‘)胶比用m(kg/m3)强度等级含量（％）(28天龄期Hdf/s0.
4、5300C350.06（占水泥重）<103.0（宜用非碱性骨料）2.3裂缝宽度控制裂缝宽度WO.lmm,深度V25mm。施工前通过配合比试验，优选低渗透性、低水灰比、低水泥含量、低水化热的混凝土配合比，并采取合适的浇注工艺，严格控制水化热，加强养护，以保证裂缝控制达到要求。确保结构不渗水、表面无湿渍。综合以上可知：沉管隧道混凝土除满足设计要求的强度、抗渗和容重外，混凝土的温度控制是管节预制成败的关键。1.混凝土配合比设计混凝土试配共分四个阶段进行：第一阶段：配合比探索试验（研发试验即基准配比阶段）；第二阶段：配合比优化调整（强度统计
5、分析和择优阶段）；第三阶段：模拟生产（验证阶段）；第四阶段：试验结果汇总报批和大规模生产应用阶段。3.1设计原则（1）要满足可施工性（坍落度、和易性等工作性能），第二：要满足设计耍求（容重、温控、等技术性能），第三：满足耐久性要求（具有良好的体积稳定性、抗渗），最终是经济合理的。为此以高性能栓（普通混凝土高性能化）的设计思路来指导试配。（2）高性能殓：以耐久性为基本要求并满足工程其实特殊性能和匀质性要求、用常规材料和常规T艺制造的水泥基混凝土。在配比上的特点：是掺加合格的矿物掺合料和高效减水剂，取用较低的水胶比和较少的水泥用量，并在
6、制作上通过严格的质量控制，使其达到良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。（3）高性能殓的技术要求及材料选择%1水胶比（混凝土的用水量与限定范围的胶凝材料总量Z比）；水胶比小于或等于0.42（掺膨胀剂和纤细水胶比＜0.45）%1胶凝材料（水泥加矿物掺和料）用量：C35P10高性能碇耍求低用水量，取WW170kg/m3；水胶比W0.45,则胶凝材料用量约为400kg/m3o%1骨料：在保证殓不泌水、离析、可施工性的前提下，砂采用洁净的河砂，其细度模数为2.5〜3.1,且耍求砂率尽可能减小，可减少收缩开裂；石子粒径满足钢筋间距的2/3
7、,粒径越大越可减少收缩开裂，采用连续级配5〜31.5mm。%1大掺量的矿物掺合料(II级粉煤灰和S95磨细矿粉)：矿粉和粉煤灰(矿物掺和料)都具有五大效应：活性效应、二次反应效应、填充效应、延缓效应和减水效应。%1高效减水剂及其它外掺材料：①使用UNF-5AS1(缓凝高效减水剂)和UNF-5液(高效减水剂)并根拥昼夜气温变化采用调节两个外加剂的比例关系以满足施工耍求。其掺量为2.0%时，减水率达25%,初凝可达8-l()h,终凝可达12-14h,而且掺入磴屮可大大降低水泥水化时的放热峰值，延迟放热的速率。②纤维：与混凝土材料混合,分
8、布极其均匀、彻底，故能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，是控制混凝土塑性收缩、干缩等非结构性裂缝的有效手段，但对硬化后的殓起不到抗裂作用，对提高抗渗非常有功。③膨胀剂：其主耍是起补偿收缩作用，大都用于后浇带。该种材料是属于外加剂
