陳岑

（重慶萬利萬達(dá)高速公路有限公司，重慶 401147）

0 引言

現(xiàn)階段，隧道襯砌混凝土普遍存在著開裂以及強(qiáng)度離散性過大等問題，其質(zhì)量安全值得高度重視。這些問題的出現(xiàn)，與現(xiàn)階段混凝土養(yǎng)護(hù)工藝尚未發(fā)展成熟以及對養(yǎng)護(hù)工作未能給予足夠重視等有著較為密切的關(guān)聯(lián)。由于混凝土養(yǎng)護(hù)工作不及時(shí)或者是不到位等問題，導(dǎo)致水泥顆粒的水化進(jìn)度遭到了較為嚴(yán)重的影響，同時(shí)也對礦物摻合料火山灰自身效應(yīng)的發(fā)揮產(chǎn)生了一定程度的影響，這會(huì)導(dǎo)致混凝土單位體積的相應(yīng)膠凝材料用量盡管很高，但實(shí)際上其耐久性以及強(qiáng)度并不能達(dá)到理想的效果。所以分析和探討隧道襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)措施，已經(jīng)成為一個(gè)廣泛關(guān)注的話題。

1 隧道襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)工藝的作用

對于水泥混凝土而言，主要指的是將水、骨料以及水泥進(jìn)行充分拌和，然后在經(jīng)過水化反應(yīng)之后，逐漸硬化形成的一種人造石。其中水泥屬于一種水硬性膠結(jié)材料，可以在水的有效參與下逐漸生成一種新的膠凝化合物，最終逐漸硬化為水泥石，這一過程便被稱為水化作用。通常情況下，在混凝土澆筑完成之后，因?yàn)榛炷磷陨砼c空氣之間存在著一定的濕度差，所以會(huì)影響到混凝土自身水化反應(yīng)需要的水分。而為了能夠確?；炷了磻?yīng)可以正常開展，便需要在完成混凝土澆筑作業(yè)之后，在一個(gè)相對較長的時(shí)間段內(nèi)，采取一定的措施來有效營造出一個(gè)可以有助于水泥水化反應(yīng)的相應(yīng)溫濕度環(huán)境，而對于混凝土的養(yǎng)護(hù)工作而言便是營造這種有利溫濕度環(huán)境的關(guān)鍵措施。其可以確保混凝土水化反應(yīng)正常開展，從而達(dá)到理想的強(qiáng)度以及質(zhì)量，保證隧道的安全以及使用壽命[1]。

2 影響隧道襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)效果的因素分析

2.1 養(yǎng)護(hù)溫度因素

對于養(yǎng)護(hù)溫度而言，其屬于影響混凝土性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。因?yàn)楦邷啬軌蛱岣咚嘧陨硭磻?yīng)劇烈程度，所以養(yǎng)護(hù)溫度越高，一般混凝土強(qiáng)度增長得也就越快。通常情況下，存在某一溫度臨界值，如果溫度低于這個(gè)臨界值時(shí)，那么水泥的水化反應(yīng)基本上會(huì)處于停止?fàn)顟B(tài)，那么混凝土自身的強(qiáng)度基本不會(huì)再增加。而如果溫度低于0℃時(shí)，混凝土?xí)捎趦?nèi)部的水分結(jié)冰而導(dǎo)致冰凍損傷問題出現(xiàn)。除此之外，并非養(yǎng)護(hù)溫度越高，越對相應(yīng)混凝土強(qiáng)度增長有好處，原因在于早期過高的環(huán)境溫度能夠?qū)е潞笃诨炷翉?qiáng)度出現(xiàn)增長緩慢的問題，甚至有可能不增長[2]。

2.2 養(yǎng)護(hù)時(shí)間因素

對于水泥熟料而言，通常都是由不同的礦物成分組成，而這些不同礦物成分的實(shí)際水化速率會(huì)有著一定的差異。

對于較為常見的普通硅酸鹽水泥而言，根據(jù)水化速率的快慢，能夠呈現(xiàn)出以下順序：一是鋁酸三鈣，二是鐵鋁酸四鈣，四是硅酸三鈣，四是硅酸二鈣。如果依照水化產(chǎn)物強(qiáng)度的大小，能夠呈現(xiàn)出以下順序：一是硅酸二鈣，二是硅酸三鈣，三是鐵鋁酸四鈣，四是鋁酸三鈣。

通過上述可知，對于水泥的不同礦物成分以及各自所占比例而言，能夠?qū)λ嗟膶?shí)際凝結(jié)時(shí)間、早期以及后期強(qiáng)度等產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因?yàn)樗嗟乃磻?yīng)需要維持非常長的一段時(shí)間，所以在水泥的整個(gè)硬化階段，必須要做好前期以及后期的養(yǎng)護(hù)工作。

除此之外，通常情況下，混凝土自身的強(qiáng)度總體上能夠隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加而不斷增長。但對于不同階段而言，其實(shí)際增長速度會(huì)存在著明顯的差異，一般早期強(qiáng)度往往隨著齡期增長較快。例如：3 d強(qiáng)度一般能夠達(dá)到28 d強(qiáng)度的49%左右；7 d強(qiáng)度一般能夠達(dá)到28 d強(qiáng)度的65%左右；而如果進(jìn)入28 d之后，一般強(qiáng)度增長會(huì)逐漸變得緩慢[3]。

2.3 養(yǎng)護(hù)濕度因素

水泥的水化程度可以對混凝土自身的一系列力學(xué)性能以及耐久性能產(chǎn)生直接影響。通常毛細(xì)管當(dāng)中存在的自由水屬于水泥水化的一個(gè)關(guān)鍵前提條件，一般隨著水泥水化反應(yīng)的持續(xù)開展，水化產(chǎn)物可以逐漸將毛細(xì)空隙進(jìn)行填充，這就會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)空隙當(dāng)中的水壓力會(huì)持續(xù)增大，進(jìn)而將水分有效推動(dòng)到混凝土表面，如果環(huán)境非常干燥，便會(huì)出現(xiàn)早期水分大量蒸發(fā)現(xiàn)象。而對于水分的快速蒸發(fā)而言，其能夠?qū)е旅?xì)空隙當(dāng)中反應(yīng)物的溶解度有效降低到飽和水平之下，這樣就會(huì)導(dǎo)致水泥的正常水化反應(yīng)出現(xiàn)受阻問題。如果混凝土表面水分實(shí)際蒸發(fā)速率明顯大于借助毛細(xì)孔進(jìn)行水分遷移的實(shí)際速率時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致混凝土逐漸出現(xiàn)塑性收縮以及開裂，從而引發(fā)一系列質(zhì)量問題[4]。

3 隧道襯砌混凝土傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)分析

結(jié)合現(xiàn)狀來看，我國常用的一些較為傳統(tǒng)的隧道襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)一般主要包括以下幾種：

3.1 自然養(yǎng)護(hù)工藝

該工藝技術(shù)主要指的是完全依賴隧道環(huán)境溫濕度條件，不需要采用任何其他輔助方式開展自然養(yǎng)護(hù)工作。對于自然養(yǎng)護(hù)工藝而言，屬于效果最差的一種養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)，一般只有在隧道當(dāng)中溫濕度能夠接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)才會(huì)采用這種工藝技術(shù)。

3.2 噴水養(yǎng)護(hù)工藝

該工藝技術(shù)主要指的是在隧道環(huán)境溫度下，借助一定的壓力將水有效噴灑在相應(yīng)的混凝土表面，以此來開展保濕養(yǎng)護(hù)工作。過程中需要結(jié)合隧道實(shí)際環(huán)境條件，來明確每天的具體噴水次數(shù)，一般以維持混凝土表面濕潤為準(zhǔn)。對于噴水養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)而言，其費(fèi)用成本相對較低，所以在我國有著較為廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)在于如果水溫與混凝土內(nèi)部溫度存在著較大的差距，很容易對混凝土裂縫控制工作產(chǎn)生不利影響，同時(shí)強(qiáng)度損失也相對較大。除此之外，一般在環(huán)境溫度平均明顯低于5℃時(shí)，不能夠?qū)Υ隧?xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用[5]。

3.3 汽霧養(yǎng)護(hù)工藝

此項(xiàng)工藝技術(shù)一般需要在常規(guī)溫度（即20±3℃）下才能夠進(jìn)行應(yīng)用，這種技術(shù)一般分為蒸汽以及噴霧兩種方式，能夠保證混凝土表面濕度有效達(dá)到90%以上。缺點(diǎn)在于此項(xiàng)工藝技術(shù)在寒區(qū)隧道施工當(dāng)中，無法有效保證養(yǎng)護(hù)溫度，從而難以有效保證低溫環(huán)境當(dāng)中混凝土實(shí)際養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)工藝

此項(xiàng)工藝技術(shù)一般需要在標(biāo)準(zhǔn)溫度（即20±1℃）下應(yīng)用，將相應(yīng)的混凝土試件有效浸泡在水中或者是在混凝土試件表面進(jìn)行灑水，借助這種方式來保證混凝土表面濕度科學(xué)有效地維持在95%以上?，F(xiàn)階段這種養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)，一般只在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中廣泛應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用到山嶺隧道施工現(xiàn)場有著相對較大的難度。

4 養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)應(yīng)用分析

4.1 拱頂布管自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

此項(xiàng)工藝技術(shù)主要指的是在隧道襯砌臺(tái)車已經(jīng)成型的相應(yīng)襯砌端（一般為后端）一定范圍內(nèi)的相應(yīng)拱頂正中有效吊掛噴淋養(yǎng)護(hù)管。此套噴淋養(yǎng)護(hù)管能夠隨著臺(tái)車移動(dòng)而持續(xù)工作，借助自動(dòng)控制系統(tǒng)（一般包括：一是配電系統(tǒng)，二是雙延時(shí)時(shí)間繼電器，三是液位計(jì)，四是補(bǔ)水電磁閥，五是液壓泵站，六是油缸換向電磁閥等）有效控制水泵自動(dòng)向噴淋養(yǎng)護(hù)管當(dāng)中進(jìn)行供水。同時(shí)借助隧道當(dāng)中高壓供水來有效提供水源，此系統(tǒng)能夠結(jié)合隧道當(dāng)中溫度以及濕度信息開展環(huán)境方面的自動(dòng)感應(yīng)和識(shí)別，并且結(jié)合環(huán)境適宜性適時(shí)地開展預(yù)警以及預(yù)報(bào)工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對隧道襯砌混凝土進(jìn)行全天候環(huán)境以及全自動(dòng)和適時(shí)的噴淋養(yǎng)護(hù)[6]。

4.2 智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車工藝技術(shù)分析

對于隧道襯砌智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車而言，一般需要包括兩組臺(tái)車，在實(shí)際養(yǎng)護(hù)施工過程中需要緊跟襯砌澆筑模板臺(tái)車，通常前端第一臺(tái)擁有升溫、保溫以及保濕等功能，對于第二臺(tái)擁有保溫以及加濕功能。

在實(shí)際運(yùn)用智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車時(shí)，需要在臺(tái)車四周，也就是前后兩端以及兩側(cè)邊墻底部開展氣囊密封工作，這樣可以在隧道壁以及電加熱系統(tǒng)之間有效形成一個(gè)相對較為封閉的良好養(yǎng)護(hù)空間，對于這種密封方式而言，具備著密封效果好以及加熱效率高等特點(diǎn)。

對于隧道襯砌智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車而言，需要采用微米級霧化加濕，主要借助5～100μm霧化噴頭以及不銹鋼高壓流體輸送管來達(dá)到區(qū)域霧化的目的，同時(shí)借助濕度傳感器，有效地將數(shù)據(jù)信息傳送到控制器，這樣便可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)濕度的智能控制。對于霧化系統(tǒng)需要配備加熱設(shè)施，借助操作界面有效控制噴出霧化水的實(shí)際溫度，這樣能夠保證霧化水與襯砌混凝土之間的溫差控制在相對較小的范圍內(nèi)。

智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車屬于一種智能化程度相對較高的設(shè)備以及工藝技術(shù)。其中智能溫濕控制系統(tǒng)屬于智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的一個(gè)核心內(nèi)容，主要由以下三個(gè)部分組成：一是溫濕度控制器，二是傳感器，三是加熱加濕系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)養(yǎng)護(hù)區(qū)域溫濕度的智能化控制以及調(diào)節(jié)，從而顯著降低人為因素的干擾。除此之外，該智能控制系統(tǒng)還具備以下幾種功能：一是數(shù)顯，二是自動(dòng)生成曲線，三是報(bào)表，四是數(shù)據(jù)保存以及輸出等，能夠有效實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端APP方面的遠(yuǎn)程在線控制。

智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車，主要用到了汽、水霧化混合原理，能夠借助壓縮空氣有效地將養(yǎng)護(hù)水打散，從而形成微米級的水霧顆粒，這些水霧顆粒具備著重量輕的特點(diǎn)，比較容易大量聚集，同時(shí)容易漂浮在空氣當(dāng)中，從而形成白霧效果，同時(shí)還可以隨著氣流有效彌散到隧道當(dāng)中的各個(gè)區(qū)域，有助于隧道當(dāng)中空氣濕度實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的快速增長，并且不會(huì)出現(xiàn)積水問題。

4.3 隧道拱頂布管雙流體養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

此項(xiàng)技術(shù)工藝能夠提高養(yǎng)護(hù)空氣當(dāng)中的濕度，其對霧化氣、水混合作用進(jìn)行了充分利用，可以達(dá)到良好的養(yǎng)護(hù)效果。對于此項(xiàng)工藝，一般可以采用自動(dòng)以及手動(dòng)控制兩種模式，通常自動(dòng)控制能夠?qū)崿F(xiàn)頻率型間斷控制，對于手動(dòng)模式通常能夠?qū)崿F(xiàn)分段以及分區(qū)獨(dú)立控制。

5 結(jié)語

綜上所述，伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，我國隧道工程數(shù)量以及規(guī)模正在持續(xù)擴(kuò)增，在這種背景下，隧道工程的運(yùn)營安全性、穩(wěn)定性以及使用壽命，逐漸受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，由于襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)工作能夠?qū)λ淼朗褂脡勖约鞍踩援a(chǎn)生至關(guān)重要的影響，所以其養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)水平成為了人們重點(diǎn)關(guān)注的話題。本文針對襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)工藝的作用以及影響?zhàn)B護(hù)工藝效果的因素做出了分析，同時(shí)探討了現(xiàn)階段較為常用的傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)，并基于此，針對幾種較為先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)的具體應(yīng)用做出了研究，以此來確保隧道襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)水平能夠持續(xù)提高，為隧道安全穩(wěn)定使用打下良好基礎(chǔ)。