隧道水泥混凝土路面施工技術(shù)及質(zhì)量控制

摘要: 文章介紹了陜西終南山特長公路隧道引線工程隧道水泥混凝土路面采用小型機(jī)組( 三輥軸機(jī)組) 鋪筑施工技術(shù), 以及隧道路面施工中常見的質(zhì)量通病及路面施工質(zhì)量控制, 能為以后類似工程施工提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞: 水泥混凝土; 路面; 施工技術(shù); 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào): U416.216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1006- 8937( 2008) 01- 0064- 03

1 工程概況

　　陜西終南山公路隧道引線工程是終南山特長公路隧道與西安—柞水高速公路的連接引入線。終南山隧道引線工程隧道( 包括青岔隧道左右線、石砭峪隧道右線) 全長2 595 m, 路面設(shè)計(jì)寬度7.5m, 設(shè)計(jì)路面混凝土等級(jí)C35, 水泥混凝土路面面層設(shè)計(jì)厚度28 cm, 混凝土透水基層設(shè)計(jì)厚12 cm。由于終南山公路隧道引線工程路面工程量少、工期緊等特點(diǎn), 決定采用靈活性較強(qiáng)、投資較少的小型機(jī)組( 三輥軸機(jī)組) 鋪筑隧道路面。

2 隧道路面中采用水泥混凝土路面的主要優(yōu)點(diǎn)

　　終南山特長公路隧道及引入線隧道路面結(jié)構(gòu)經(jīng)專家多次論證, 通過水泥混凝土路面與水泥混凝土加瀝青面層的復(fù)合式路面相比較:

　?、偎嗷炷谅访嬖谒淼纼?nèi)反光照強(qiáng), 加強(qiáng)隧道照,利于行車。

　?、谒嗷炷谅访婺途眯詮?qiáng), 強(qiáng)度高, 養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少, 經(jīng)濟(jì)效益高。

　?、巯鄬r青路面不燃燒, 有利于隧道防火安全。

　　對于水泥混凝土的諸多優(yōu)點(diǎn), 最終該隧道采用水泥混凝土單一路面結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。

3 隧道路面施工技術(shù)

3.1 路面施工前準(zhǔn)備工作

　　路面面層施工前要求對已完成的隧道路面基層進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn), 基層主要傳承面層承受荷載作用, 基層質(zhì)量直接影響到路面面層的質(zhì)量及以后使用壽命, 基層檢查項(xiàng)目主要有: 當(dāng)量回彈模量或計(jì)算回彈彎沉值, 壓實(shí)度、平整度、寬度、厚度、縱橫坡度及高程等, 均須符合相應(yīng)規(guī)范要求。

3.2 水泥混凝土路面施工方法

　　終南山引線隧道路面面層施工采用小型機(jī)組( 三輥軸機(jī)組) 鋪筑, 隧道路面全寬( 7.5 m) 采用一次鋪筑。

3.2.1 測量放樣

　　測量放樣是水泥混凝土路面施工前的一項(xiàng)首要工作。項(xiàng)目部技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放出線路中心及邊線, 測量中一般直線段每10 m 放出邊樁及標(biāo)高, 曲線段加密, 每5 m 放樁, 同時(shí)在設(shè)脹縫、縮縫、橫向傳力桿位置( 每5 m) 各設(shè)一對邊樁, 以便準(zhǔn)確定位。樁點(diǎn)采用Φ12 鋼筋加設(shè),在鋼筋樁上將標(biāo)高控制線準(zhǔn)確標(biāo)記, 測設(shè)時(shí)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)于隧道邊墻,每100～150 m 設(shè)置一個(gè), 以便施工中及時(shí)復(fù)核。

3.2.2 模板安設(shè)

　　終南山引線隧道路面面層設(shè)計(jì)厚度28 cm, 路面兩側(cè)模板采用槽鋼安裝, 在使用前對模板進(jìn)行一次全面檢測, 模板按尺寸要求安裝,保證路面寬度及標(biāo)高準(zhǔn)確, 模板頂面應(yīng)與路面設(shè)計(jì)標(biāo)高齊平, 最大誤差要求控制在2 mm 內(nèi), 模板相接處采用電焊連接,保證相鄰模板之間平整,模板側(cè)面加設(shè)橫撐支撐在隧道邊墻腳, 加設(shè)間距一般為1～2 m, 模板與基層及模板之間空隙應(yīng)采用砂漿填實(shí), 以防漏漿。

3.2.3 混凝土混和料的拌制和運(yùn)輸

　　混凝土拌和采用電子計(jì)量系統(tǒng)攪拌站統(tǒng)一拌合, 因路面混凝土為高標(biāo)號(hào)高性能混凝土, 設(shè)計(jì)坍落度一般較小( 10～30 mm) , 一般混凝土罐車卸料時(shí)無法保證, 故采用自卸車運(yùn)輸, 配合挖掘機(jī)卸料。隧道內(nèi)溫度較為穩(wěn)定, 混凝土本身坍落度較小, 要求混凝土從出料至混凝土澆筑完停留時(shí)間一般不超過90 min。

3.2.4 混凝土的布料

　　混凝土攤鋪成型采用三輥軸混凝土攤鋪整平機(jī), 攤鋪混凝土前檢查模板位置、高程、支架穩(wěn)固、模板側(cè)面涂脫模劑。鋪筑混凝土前, 基層頂面必須清掃干凈并保持濕潤狀態(tài), 不得有積水。三輥軸機(jī)組鋪筑面層, 必須設(shè)有專人指揮車輛均勻卸料, 布料應(yīng)與攤鋪速度相適應(yīng)。坍落度為10～30 mm 的拌和物, 松輔系數(shù)一般為1.12～1.25。

3.2.5 鋼筋定位

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　　在隧道洞口處為加強(qiáng)段, 安放雙層鋼筋網(wǎng)片, 上下兩層鋼筋網(wǎng)片可采用用架立筋扎成骨架后一次安放就位。安放角隅鋼筋時(shí), 先在安放鋼筋的角隅處攤鋪一層混凝土拌合物, 攤鋪高度應(yīng)比鋼筋設(shè)計(jì)位置預(yù)加一定的沉落度。角隅鋼筋就位后, 用混凝土拌合物壓住。安放邊緣鋼筋時(shí), 先沿邊緣鋪筑一條混凝土拌合物, 拍實(shí)至鋼筋設(shè)置高度, 然后安放邊緣鋼筋,在兩端彎起處, 用混凝土拌合物壓住。

3.2.6 混凝土振搗

　　混凝土拌和物布料長度大于10 m 時(shí), 可開始振搗作業(yè), 采用4 根插入式振搗棒與平板式振搗器組合振搗, 振搗棒組間歇插入振實(shí)時(shí), 每次移動(dòng)距離不宜超過振搗棒有效作用半徑的1.5 倍, 并不得大于500 mm, 振搗時(shí)間一般為15～30 s; 振搗器在每位置振搗的保持時(shí)間, 以拌和物停止下沉, 不再冒氣并泛出水泥砂漿為準(zhǔn), 不能過振, 振搗過程中遇有鋼筋處應(yīng)避讓, 以防鋼筋變位。

3.2.7 混凝土整平

　　三輥軸整平機(jī)按作業(yè)單元分段整平, 作業(yè)單元長度一般為20～30 m, 振搗機(jī)振實(shí)與三輥軸整平兩道工序之間的時(shí)間間隔不超過15 min。三輥軸滾壓振實(shí)料位高差宜高于模板頂面5～20 mm, 過高時(shí)應(yīng)鏟除, 過低應(yīng)及時(shí)補(bǔ)料。三輥軸整平機(jī)在一個(gè)作業(yè)單元長度內(nèi), 應(yīng)采用前進(jìn)振動(dòng)、后退靜滾方式作業(yè),分別滾壓2～3 遍。在三輥軸整平面作業(yè)時(shí), 專人處理軸前料位的高低情況, 過高時(shí), 應(yīng)鋪以人工鏟除,軸下有間隙時(shí), 應(yīng)使用混凝土找補(bǔ)。滾壓完成后, 將振動(dòng)輥軸抬離模板, 用整平軸前后靜滾整平, 直到平整度符合要求, 表面砂漿厚度均勻?yàn)橹?。表面砂漿厚度宜控制在4±1 mm。三輥軸整平機(jī)前方表面過厚、過稀的砂漿必須刮除丟棄。

3.2.8 接縫施工

　　終南山引線隧道路面面板橫向縮縫間距為5 m,縱向縮縫設(shè)在路面中心線, 在隧道洞口10 m 處各設(shè)脹縫一道, 在縮縫及脹縫處均設(shè)Φ32 傳力桿。脹縫施工: 先加工好脹縫鋼筋支架, 傳力桿無涂瀝青的一端焊接在支架上, 接縫板夾在兩支架之間。支架在布料前提前固定。脹縫在砼硬化前即剔除脹縫板上部的砼, 嵌入2 cm 的木條, 修整好表面,在填縫時(shí)鑿去木條, 見圖1。

　　縮縫施工: 縮縫采用傳力桿插入裝置將傳力桿準(zhǔn)確定位, 采用假縫拉桿型。施工縫: 每次攤鋪結(jié)束或因故中斷停鋪, 設(shè)置橫向施工縫?？p的位置盡量與脹縫或縮縫重合, 并與線路中線垂直。橫向施工縫采用焊接牢固的鋼制端頭模板, 模板上按設(shè)計(jì)要求預(yù)留傳力桿預(yù)埋孔。

3.2.9 混凝土飾面

　　混凝土整平時(shí), 嚴(yán)禁采用撒水泥灰或純砂漿找平, 混凝土整平后, 采用旋轉(zhuǎn)抹面機(jī)密實(shí)精平飾面兩遍。

3.2.10 混凝土路面刻紋、鋸縫、填縫施工

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　　混凝土路面抗滑構(gòu)造縫采用刻紋機(jī)硬刻紋, 刻紋深度3 mm。

　　縮縫采用鋸縫機(jī)全部硬切縫, 隧道內(nèi)縫鋸一般在混凝土澆筑完后3 d 左右開始, 鋸縫時(shí)間過早可造成混凝土掉塊、脫皮等現(xiàn)象, 鋸縫時(shí)間過遲會(huì)造成混凝土面板斷板現(xiàn)象。

　　鋸縫完后應(yīng)及時(shí)組織填縫, 填縫時(shí)保持縫內(nèi)清潔, 縫內(nèi)、槽口干燥。填縫采用常溫施工式, 施工使用專用工具, 先填入多孔泡沫塑料柔性背襯材料, 再填縫。填縫后進(jìn)行養(yǎng)生。

3.2.11 水泥混凝土面層施工工藝流程

　　施工前準(zhǔn)備工作→測量放樣→模板安裝→混凝土攪拌運(yùn)輸→混凝土攤鋪→混凝土振搗→縱縫拉桿設(shè)置→ 三輥軸整平→ 接縫施工→ 路面的修整→抗滑構(gòu)造縫的施工, 鋸縫、填縫→混凝土養(yǎng)生。

4 隧道水泥混凝土路面施工中常見質(zhì)量通病及原因分析

4.1 隧道水泥混凝土路面板塊施工后容易出現(xiàn)斷板現(xiàn)象

　　根據(jù)相關(guān)規(guī)范及驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn), 高速公路中水泥混凝土面板的斷裂塊數(shù)不得超過評(píng)定路段混凝土板總塊數(shù)的0.2%。在終南山引線隧道路面施工完后,出現(xiàn)了極少量斷板現(xiàn)象, 經(jīng)調(diào)查分析采用三輥軸機(jī)組鋪筑混凝土斷板原因主要如下:

　?、偈┕たp及縮縫位置處理不好, 施工縫傳力桿安裝位置不正確, 起不到傳力效果。

　?、诳v向、橫向縮縫切縫施工時(shí)間太遲, 切縫深度達(dá)不到設(shè)計(jì)深度, 混凝土產(chǎn)生收縮裂縫導(dǎo)致面板斷裂。路面混凝土強(qiáng)度一般達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度25%～30%時(shí), 即采用切縫機(jī)進(jìn)行切割, 切縫時(shí)要用水冷卻。

　?、勐访婊鶎淤|(zhì)量達(dá)不到規(guī)范要求, 產(chǎn)生不均勻沉降所致。

　?、苈访骈_通時(shí)間過早, 路面混凝土還未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求即承受荷載。終南山隧道引線工期緊, 因施工需要路面提前開通, 從而導(dǎo)致路面混凝土斷板。

4.2 水泥混凝土路面施工中平整度很難達(dá)到規(guī)范要求

　　根據(jù)相關(guān)規(guī)范及驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn), 采用平整度儀測定高速公路路面平整度時(shí), 規(guī)范要求路面平整度σ( 標(biāo)準(zhǔn)差) ≤1.2 mm, 而在終南山引線隧道路面施工中,局部段落路面平整度達(dá)不到規(guī)范要求, 經(jīng)分析主要原因如下:

　　①技術(shù)人員測量放線誤差偏大, 直接影響路面平整度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn), 高速公路路面平整度一般要求3 m 直尺測量時(shí)每處最大誤差不超過3 mm, 這直接要求測量必須精準(zhǔn)。

　　②隧道內(nèi)施工光照一般較室外差, 影響現(xiàn)場施工人員視線。

　?、凼┕ぶ心０寮庸滩焕喂? 模板間不平順, 施工人員及機(jī)械振動(dòng)等原因使模板變形, 模板頂面與振動(dòng)梁間雜物未清理干凈, 從而影響路面平整度。

4.3 水泥混凝土板表面脫皮、裂紋, 強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求

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　　在終南山引線隧道路面施工中, 混凝土路面面板局部地方出現(xiàn)脫皮、裂紋, 強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)分析主要原因如下:

　?、倩炷猎牧峡刂撇粐?yán), 砂石料部分級(jí)配達(dá)不到要求, 從而影響混凝土強(qiáng)度。

　?、谒嗷炷谅访媸┕ぶ? 混凝土運(yùn)輸及停留時(shí)間較長, 因路面混凝土設(shè)計(jì)坍落度較小( 10～30 mm) ,不能采用普通混凝土罐車運(yùn)輸, 采用自卸車運(yùn)輸, 混凝土在運(yùn)輸及卸料后容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象, 從而影響混凝土強(qiáng)度, 混凝土表面出現(xiàn)裂紋。

　?、凼┕ぶ谢炷翐v固不充分, 出現(xiàn)漏搗、過搗現(xiàn)象,從而影響混凝土質(zhì)量。

　　④混凝土整面時(shí)采用純砂漿薄層找平, 沒有及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù), 從而導(dǎo)致混凝土脫皮、裂紋。

5 水泥混凝土路面施工中質(zhì)量控制措施

　　在水泥混凝土路面施工中可采取以下質(zhì)量控制措施:

　?、偈┕たp及縮縫位置施工是路面施工中關(guān)鍵薄弱地段, 施工中應(yīng)嚴(yán)格做好施工縫、縮縫及脹縫位置的處理, 這些關(guān)鍵位置的傳力桿、預(yù)埋鋼筋等一定要按要求埋設(shè)準(zhǔn)確, 該處混凝土按要求振搗施工。

　?、趪?yán)格控制好路面施工所需原材料、路面混凝土為高標(biāo)號(hào)高性能混凝土, 混凝土抗折強(qiáng)度要求高,一般要求混凝土抗折強(qiáng)度≥5 MPa, 因此把關(guān)好原材料, 嚴(yán)格控制好混凝土水灰比, 保證混凝土拌合物和易性能, 混凝土澆筑過程中嚴(yán)格按要求振搗, 以防混凝土施工中產(chǎn)生離析現(xiàn)象, 從而引起混凝土脫皮、開裂等現(xiàn)象發(fā)生。

　　③加強(qiáng)現(xiàn)場技術(shù)人員及施工人員責(zé)任心, 嚴(yán)格控制好現(xiàn)場測量, 混凝土施工過程中勤復(fù)核, 檢查樁點(diǎn)及模板是否變形或破壞, 遇到問題及時(shí)解決。

　　④混凝土施工完后, 及時(shí)嚴(yán)格按要求進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù), 保證混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間, 一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于14 d, 混凝土刻紋、切縫、灌縫等施工應(yīng)把握好施工時(shí)間, 過早或過遲均影響混凝土結(jié)構(gòu)。不要提早開通路面, 路面混凝土必須達(dá)到合格強(qiáng)度( 28 d 強(qiáng)度) 后方可開通。

6 結(jié)論

　　通過終南山公路隧道引線路面混凝土的施工,對采用小型機(jī)組( 三輥軸機(jī)組) 在隧道路面混凝土施工工藝上有了進(jìn)一步的了解, 通過現(xiàn)場施工積累, 對在路面混凝土施工過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量通病有了一定的預(yù)防措施, 在以后類似工程施工中,對加強(qiáng)混凝土路面質(zhì)量控制有了一定的積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn):

　　[1] 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn), JTG F80/1- 2004[S].

　　[2] 水泥混凝土路面施工及驗(yàn)收規(guī)范, JGBJ97- 87[S].