公路隧道混凝土路面施工工艺

时间:2022-04-08 08:05:37

公路隧道混凝土路面施工工艺

摘要:随着我国公路建设的迅速发展,公路隧道越来越多,由于各方面的原因,我国对隧道路面结构和材料的研究比较薄弱,尤其是高速公路中的隧道建设,并对隧道路面的汽车行驶的安全性与舒适性、对隧道路面的表面抗滑性能和噪声要求比一般公路隧道提出了更高的要求,因此,建设高质量的高速公路隧道路面是目前公路施工人员亟待解决的问题,通过公路研究者及建设者的不断探索,我国隧道路面施工方面一定会有更快的发展。

关键词:公路隧道、混凝土、施工工艺

一、 工程简介

该公路地处地形起伏较大的山区;隧道全长1301.6m,为分离式双线隧道,左、右洞分别位于半径R为1970m和2310的曲线上,设计行车速度为80km/h。隧道路面行车道宽度设计为2m×3.75m,路面结构层设计为两层,下层为C20混凝土调平层,厚15cm,上层为水泥混凝土面层,设计弯拉强度为5MPa;在洞内外路面相接处,根据隧道洞内外路面结构形式的不同特点,在进洞口和出洞口后15m范围内,采取设置混凝土过渡板、加铺级配碎石底基层、加厚C20素混凝土基层的处理方案,做好洞外沥青路面与洞内水泥砼路面的顺接,有效地防止“跳车”现象的发生。

二、隧道路面施工要点

由于隧道内是一个狭小的管状空间,隧道内不利于大型施工机械作业,对需要大型施工设备的路面结构不适合,通过比选,结合多年施工经验,采用三辊轴机组铺筑,同时配备一台安装插入式振捣棒组的排式振捣机及螺旋布料器一台;施工采取半幅施工,每板长度控制在5m,每5m设置一道胀(缩)缝。

2.1原材料的选取

配合比、原材料及外加剂选配是隧道砼路面弯拉强度的决定因素,对此,配合比的选配方面,采用高效减水剂及抗折剂作为外加剂,在试验室小梁强度合格的情况下,通过现场试验段钻心劈裂检测进行对比,结果表明,抗折剂在提高砼弯拉强度方面要优于高效减水剂,最终确定选用抗折剂作为外加剂。在其他原材料选择方面,我们也经过多次筛选,选用最佳材料:水泥选用P042.5号硅酸盐散装水泥,28d抗折强度大于7.OMPa,终凝时间大于lOh;砂:选用中砂,砂中含泥量小于2%。碎石:根据以往高速公路隧道路面施工经验,由于隧道爆破对石质内部结构扰动破坏性较大,选用隧道洞碴加工的碎石,弯拉强度很难达到要求,因此,在碎石的选择方面,通过采用隧道加工冲洗干净的碎石与外购宕口加工的碎石进行对比试验,隧道洞碴加工的碎石在冲洗干净的情况下,完全能够满足隧道路面各种指标的要求,因此,在碎石选用方面打破了以往对洞碴加工碎石的偏见,同时也大大降低了施工成本;碎石采用两种级配:4.75~19mm、16~26.5mm,其碎石含泥量小于1%,碎石在使用前进行冲洗除尘。传力杆、拉力杆、角隅钢筋等钢筋选用符合国家行业标准的钢材。

2.2 施工工艺流程

工艺流程:测量放样钢模板安装传力杆安装砼拌制、运输布料密集排振拉杆安装人工补料三辊轴整平精平饰面拉毛养生刻槽填缝。

2.3 隧道路面施工技术

2.3.1传力杆、角隅钢筋安装

(1)混凝土板连续浇筑时,可采用钢筋支架法安设传力杆。即在嵌缝板上预留圆孔,以便传力杆穿过,嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条,按传力杆位置和间距,在接缝模板下部做成倒U形槽,使传力杆由此通过,传力杆的两端固定在支架上,支架通过锚固筋插入调平层上。

(2)传力杆必须设在面板厚中央,平行于板面,并涂刷防锈油漆,涂层面积为长度的一半即可,布设时按前后有涂刷的传力杆交错排放。严格与接缝垂直,传力杆端用lOcm塑料套管套住并在相邻板中央交错布置。

(3)安放角隅钢筋时,应先在安放钢筋的角隅处摊铺一层混凝土拌合物。摊铺高度应比钢筋设计位置预加一定的沉落度。角隅钢筋就位后,用混凝土拌和物压住。

2.3.2 砼拌制、运输

施工后台拌和站作业选用合格原材料,严格按照配合比施工,所用碎石要经过冲洗除尘后,方可使用;严格准确计量抗折剂,砼拌和时间不小于2min;砼出料坍落度控制在30~50mm,现场坍落度控制在lO~30mm;砼运输过程中,车厢应严密不漏浆。

2.3.3砼面精平

采用4.5m刮尺在纵横两个方向进行精平饰面,每个方向不少于两遍,精平时,路面表面会有麻面或小坑出现,用磨光机磨出浆液修补,用铁抹子刮平,最后用塑料抹子收光找平。

2.3.4 养生、切缝、灌缝

由于隧道洞内温度变化不明显,温度适宜,一般在浇筑5h后,用土工布全面覆盖至面板边缘两侧洒水养护,路面始终保持湿润不少于14d,防止砼产生收缩裂缝。横、纵缝切缝时间在隧道路面施工中控制在6~8h,过早切缝,由于混凝土的强度不足,会引起粗料从砂浆中脱落,而不能切出整齐的缝;过迟切缝,由于收缩应力的影响,易产生裂缝;横向缩缝深度6cm,缝宽3~8 mm;纵向缩缝深度为8~10cm,缝宽控制在3~8mm;设置胀缝位置深度4cm,缝宽2cm。混凝土板养护期满后应及时填缝。填缝前必须保持缝内清洁,防止砂石等杂物掉入缝内,填缝料采用聚酯或改性沥青作为填料。

2.3.5刻槽

为避免雨水带入洞内,引起路面湿滑,在隧道洞内进口方向200m范围水泥混凝土路面采取凿毛措施,防止车辆滑移;为提高隧道洞内的抗滑性能,同时减少隧道内噪音,采取刻纵向非等间距槽,槽深3~mm,槽宽3mm,槽间距12~24mm之间随机调整。

三、水泥砼路面病害预防

水泥混凝土路面是一种稳定性好的路面结构。尤其隧道水泥砼路面由于气候变化小,温度稳定,一定程度上,隧道水泥砼路面质量方面较其他工程的水泥砼路面有明显的提高,但水泥砼路面是砼结构形式,它仍难以克服自身结构应力、原材料使用、疲劳荷载等方面影响,部分出现裂缝、断板、断边、缺角等病害,随着对隧道路面结构和材料的研究的不断深入、病害预防方面日趋成熟,通过科学分析,精细化地施工,水泥砼路面病害大幅度减少。

(1)裂缝:主要原因水灰比偏大,水泥用量过多,粗细集料过多或过少,结果都会造成混凝土强度不足和其它性能(和易性、密实度)下降,导致裂缝产生。因此,施工中严格使用合格材料、按照规定配合比、计量准确,能够有效地避免裂缝的产生;

(2)断板:面板所受拉应力超过了混凝土面板可承受的抗应力,水泥砼面板的弯拉应力是衡量路面结构的关键指标,弯拉应力主要是骨料与浆液之间的包裹力及骨料强度体现,如果骨料不洁、石粉含量超标,砼包裹力下降,砼内部结构会在骨料与浆液之间隔离层发生断裂,因此,使用清洁、强度高的骨料是决定砼弯拉强度的重要指标,连续、密实的砼结构也能有效地防止断板的发生;

(3)胀(缩)缝处拉裂:每板砼面板通过传力杆自由伸缩,由于传力杆施工不规范,引起传力杆不直顺,施工完毕后,传力杆卡死,面板不能自由伸缩,面板很容易在胀(缩)缝处拉裂;因此,严格按照规范,精细化地施工,完全能够避免由于细节方面疏忽造成的损失;

(4)断边、缺角现象:由于砼面板采用半副施工,施工中边、角部位存在漏振、漏浆情况,因此,边、角部位易形成薄弱环节,加之,纵缝切缝、灌缝不及时,在外力作用下很容易发生断边、缺角现象;为防止断边、缺角现象发生,按照工艺要求施工,并处理好施工细节是关键。

四、结语

文章主要介绍了目前我国高速公路隧道路面的现状,并根据施工经验,分析高速公路隧道路面施工技术及病害的预防措施,提出隧道路面施工方面关键技术及质量控制的关键环节。

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