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(zhǎng)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(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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?duì)瀝青路面不燃燒, 有利于隧道防火安全。

　　對(duì)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(duì)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(cè)量放樣

　　測(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)模板進(jìn)行一次全面檢測(cè), 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(wú)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(guò)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(rùn)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(zhǎng)度大于10 m 時(shí), 可開(kāi)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(guò)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(guò)振, 振搗過(guò)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(zhǎng)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(guò)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(guò)高時(shí)應(yīng)鏟除, 過(guò)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(zhǎng)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(guò)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(guò)厚、過(guò)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(wú)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(jiàn)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。縫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(kāi)始, 鋸縫時(shí)間過(guò)早可造成混凝土掉塊、脫皮等現(xiàn)象, 鋸縫時(shí)間過(guò)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(cè)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(jiàn)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(guò)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_(kāi)通時(shí)間過(guò)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(kāi)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(cè)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(cè)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(cè)量時(shí)每處最大誤差不超過(guò)3 mm, 這直接要求測(cè)量必須精準(zhǔn)。

　?、谒淼纼?nèi)施工光照一般較室外差, 影響現(xiàn)場(chǎng)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。

　　②水泥混凝土路面施工中, 混凝土運(yùn)輸及停留時(shí)間較長(zhǎng), 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。

　　③施工中混凝土搗固不充分, 出現(xiàn)漏搗、過(guò)搗現(xiàn)象,從而影響混凝土質(zhì)量。

　?、芑炷琳鏁r(shí)采用純砂漿薄層找平, 沒(méi)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(guò)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(kāi)裂等現(xiàn)象發(fā)生。

　?、奂訌?qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及施工人員責(zé)任心, 嚴(yán)格控制好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量, 混凝土施工過(guò)程中勤復(fù)核, 檢查樁點(diǎn)及模板是否變形或破壞, 遇到問(wèn)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(guò)早或過(guò)遲均影響混凝土結(jié)構(gòu)。不要提早開(kāi)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(kāi)通。

6 結(jié)論

　　通過(guò)終南山公路隧道引線路面混凝土的施工,對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工積累, 對(duì)在路面混凝土施工過(guò)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(duì)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].