跨海盾构隧道管片混凝土配合比设计
2017-06-05
1工程简介
湛江湾跨海盾构隧道是湛江市鉴江供水枢纽工程的一部分，位于湛江湾（又称广州湾）最窄处，隧道全长2.75km，由南三岛至东海岛，横穿海底，盾构隧道内径5.4m，外径6.0m，管片结构厚度450mm，管片强度C55，抗渗等级P12，隧道最大埋深约60m。隧道内铺2根DN1800输水管道，该隧道是广东省内及水利行业内最大埋深海底隧道。根据地质勘察资料中SO4-2含量（大于500mg/L）判定，海水对普通水泥具强腐蚀性，有抗海水腐蚀要求[2]。盾构隧道主要置于中粗砂层、粉细砂层、粘土层、砂性粘土层，土壤对结构的腐蚀性较小。
2混凝土配合比原材料选配
跨海过江隧道管片已有很多研究先例[3]，但本工程管片特点和工况复杂，沿用一般工程类型管片配合比生产不能满足要求，该工程通过参照《混凝土的性能》[4]，结合本工程的特点选用高性能混凝土配合比为“普通硅酸盐水泥+高炉矿渣粉末+碎石+中砂（天然河砂）+高性能减水剂+防腐阻锈剂”。
2.1水泥
配制高性能混凝土不应采用立窑水泥，不宜选用早强型水泥，采用该硅酸盐类水泥时，用其配制的混土性能应满足耐久性要求，宜选用具有较高抗氯离子性能的专用水泥，质量符合GB 175规定的普通硅酸盐水泥。该工程使用P.O42.5普通硅酸盐水泥，主要成分和检验数据见表1-3
2.6水
采用地下水拌制混凝土，水质经湛江市卫生检验部门检测合格，水中的氯离子含量少于200mg/L。
3管片配合比设计
根据盾构管片设计强度及抗渗等技术要求，结合施工组织需要，管片混凝土配合比设计需满足如下要求：（1）水胶比不大于0.35，混凝土坍落度50±20mm，易于浇注和振捣；（2）抗压强度等级C55；（3）满足混凝土浇注后6小时达到脱模强度，约20Mpa。（4）、具有高抗渗性；（5）、低碱集料反应性。
3.1工作性能
盾构管片设计厚度450mm，环向凹凸槽结合，不利于混凝土振捣，以往的配比浇筑管片蜂窝麻面情况严重，在蒸养过程中出现裂纹。采用上述配合比施工，混凝土塌落度控制在50±20mm，管片施工外观质量、可操作性好，无蜂窝麻面，施工效率高（保证一天3套模具6环管片的产量）。
3.2在工程中应用的效果及检测
混凝土不同龄期及不同养护条件抗压强度
注：数据由试验所得，P12抗渗试块标养代表量45组；同条件养护代表量20组、C55电通量代表量45组。
4结语
经过2011年5月份到2012年9月份1年多时间的管片生产经历、现场检测试验总结证实，C55高性能混凝土成功的解决了湛江湾跨海盾构隧道工程对管片生产必须达到高抗压、高抗渗、耐防腐、工作性能好的高标准技术要求，为日后高性能混凝土在管片生产中的应用和发展提供了成功的范例。
参考文献
[1]《高性能混凝土的研究――高抗渗、低收缩混凝土的配制措施及机理》孙振平，张冠伦，混凝土，1995年06期，TU528
[2]《抗海水腐蚀混凝土应用技术导则》DB44/T566-2008
[3]《混凝土的性能》[英]A・M・内维尔著刘数华，冷发光，李新宇，陈霞译，中国建筑工业出版社-2011-04-01。
