隧道复合路面基层水泥砼精细化施工关键技术

厚恩

摘  要：隧道复合式路面中的沥青层缓和冲击能力强，能减少路面破坏的发生，同时也使轮胎磨耗、货损等费用减少。然而，复合式路面中由于水泥混凝土面板接缝的存在，在外力荷载作用下，接缝处相邻板块产生竖向位移差，会出现较大的剪切应力，导致沥青面层中出现反射裂缝，缩短面层的使用寿命。十堰至天水高速公路（甘肃段）隧道复合路面基层水泥混凝土从施工准备、基底清理、标准带设置、混凝土拌合运输、混凝土浇注、混凝土养护6个方面进行精细化施工，有效地减少了反射裂缝的数量，延缓了反射裂缝的发展速度。

关键词：复合路面  基层  水泥混凝土  施工技术

中图分类号：U414   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（b）-0025-03

Abstract：The asphalt layer in tunnel composite pavement has strong impact mitigation ability， which can reduce the occurrence of pavement damage， and also reduce the cost of tire wear and cargo loss. However， due to the existence of cement concrete slab joints in composite pavement， the vertical displacement difference between adjacent plates at the joints will occur under the action of external force， which will lead to larger shear stress， resulting in reflective cracks in asphalt surface and shortening the service life of the surface. The cement concrete base of Shiyan-Tianshui Highway（Gansu Section）tunnel composite pavement is refined from six aspects： construction preparation， base cleaning， standard belt setting， concrete mixing and transportation， concrete pouring and concrete maintenance， which effectively reduces the number of reflective cracks and delays the development speed of reflective cracks.

Key Words：Composite pavement; Base; Cement concrete; Construction technology

沥青混凝土路面和水泥混凝土路面作为现有公路路面的两种基本类型，有其各自的优势同时也有很多缺点。前者属于柔性路面，行车舒适、适合机械化施工、没有接缝，但受到沥青材料感温性的限制，沥青面层结构的强度受温度变化影响较大，高温下易出现车辙、推移等病害，低温下易出现开裂，降低了路面的使用性能;后者具有强度高、变形小的特点，但易出现温度裂缝，同时接缝的存在大大影响了路面使用性能[1]。为了充分发挥沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的各自优势，提高隧道中行车的舒适度，减少路面的变化次数，国内的隧道路面已全面采用复合式路面结构，面层采用沥青混凝土，基层采用水泥混凝土[2]。与单一路面相比，复合式路面中的沥青层缓和冲击能力强，能减少路面破坏的发生，同时也使轮胎磨耗、货损等费用减少。另外，这种复合式路面结构以刚为主，刚中有柔，沥青层可大大缓和行车对路面板的冲击。然而，复合式路面中由于水泥混凝土面板接缝的存在，在外力荷载作用下，接缝处相邻板块产生竖向位移差，会出现较大的剪切应力，导致沥青面层中出现反射裂缝，缩短面层的使用寿命。为减少反射裂缝的数量和延缓反射裂缝的发展速度，基层水泥混凝土应精细化施工，嚴格控制工程质量，减少路面板接缝处板下唧泥、冲蚀、脱空、断板、错台等病害[3]。十堰至天水高速公路（甘肃段）隧道复合式路面施工，从施工准备、基底清理、标准带设置、混凝土拌合运输、混凝土浇注、混凝土养护6个方面进行精细化施工，取得了良好的效果。该项目在施工前，项目部编制《隧道路面基层施工工艺流程图》（见图1），作为各工序施工操作、保证施工进度的依据，并悬挂在现场指导施工。

1  施工准备

隧道复合路面基层水泥混凝土路面施工准备工作主要有技术准备、施工场地准备、机具准备、材料准备、人员配置5个方面[4]。

1.1 技术准备

（1）在开工前，对设计文件进行审查和现场核对，对设计中存在的问题及时提请设计单位澄清。

（2）完成实施性施工组织设计编制及报批。

（3）测量队利用全站仪按照复核过的施工图设计坐标，沿隧道路线纵向每5m放样路线中心点，现场技术员按每断面3～5点测量相应点位的标高，确定基层厚度是否符合设计及规范要求。

（4）提交分项工程开工报告，其内容包括：工程名称;现场负责人名单;施工组织和劳动力安排;材料供应、机械进场等情况;材料试验及质量检查手段;水电供应;临时工程的修建;施工方案;进度计划以及其他需要说明的事项等。

（5）对现场施工人员进行技术交底，使所有参与隧道基层施工的施工人员明确工艺、技术、质量、安全、工期、环保等要求。交底可采用现场交底、会议、授课、观看影像资料等形式。

（6）施工前进行试验段试铺，施工完成后进行质量状况、工艺细节分析，找出施工中的不足并加以改正，形成正式书面报告后再进行大面积施工。

1.2 施工场地准备

（1）隧道施工现场至混凝土拌和站的施工便道贯通，隊道基层施工时需中断该洞洞内交通，提前做好洞内施工通过横洞从另一洞内通行的道路改移工作。

（2）中心排水沟检查井已施工完成，提前加盖Φ800mm的钢盖板，并预留预制混凝土盖板位置。

（3）洞身两侧电缆槽混凝土已浇注完毕，其强度已达到设计强度。

1.3 机具准备

混凝土集中拌和，配8m3混凝土搅拌车供应。每作业队配备：空压机1台、洒水车1台、Φ50型振捣棒4支或平板振捣器2台、三辊轴整平机1台。所需槽钢及模板提前加工制作并运到现场。备用90kW发电机1台。

1.4 材料准备

混凝土拌和站准备隧道洞内基层C20混凝土所需的碎石、砂、PO.42.5水泥、减水剂，每批材料进场后项目部试验室进行检验，自检合格后报请试验监理工程师进行检查验收。

1.5 人员配置

一个隧道基层正常作业需配备人员如表1所示，在施工过程中根据隧道二衬施工进度适时继续增加相应人员，以确保基层施工形成流水作业。

2  基底清理

2.1 高程控制

现场技术员认真检查仰拱填充顶面的高程，必须满足基层的最小厚度要求，对局部超岀设计标高部位多的混凝土，必须提前凿除，并严格控制仰拱填充顶面平整度。

2.2 杂物清理

现场施工人员将仰拱填充顶面的松散混凝土、油污、浮浆、泥土、浮尘等，利用清扫工具和空压机配合清理，再用高压水枪冲洗。

3  标准带设置

正常段隧道洞内基层单幅宽度为8.75m，单幅分2次浇注，第1次浇注宽度为4.5m，靠近电缆槽侧采用小槽钢通过沿仰拱填充顶每隔1m植Φ16钢筋固定的方法作为标准带，隧道中心线侧采用18cm槽钢作为侧模和标准带，并每隔1m在槽钢两侧植Φ16钢筋固定，槽钢下缘与仰拱填充间采用M30砂浆调整，标准带上每隔5m设置一个标高点，并编号记录，装好标准带后，复测各标高点标高，标高要求准确，误差在2mm以内，并保证线型平顺。

浇注另外4.25m宽度范围内的基层时，仅在靠近电缆槽侧采用小槽钢通过沿仰拱填充顶每隔1m植Φ16钢筋固定的方法作为标准带，隧道中心线侧可利用已浇的基层顶面作为标准带。

4  混凝土拌合运输

4.1 混凝土拌合

混凝土拌合站专职试验员测定拌合站料场砂、石的含水量，根据试验室提供的混凝土配合比换算施工配合比，交付拌合站严格按施工配合比拌制混凝土[5]。

混凝土拌合站按施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺合料等）为±1%;外加剂为±1%;粗、细骨料为±2%;拌合用水为±1%[6]。

混凝土攪拌时间≥90s，确保混凝土和易性，混凝土拌合坍落度控制在100～140mm，坍落度在满足施工机具和规范要求的同时应尽量减小到下限，所拌制的混凝土应有良好的和易性。每车混凝土出站前，试验人员检测混凝土的出站坍落度，不合格不予出站。

4.2 混凝土运输

混凝土搅拌车的数量应适应混凝土凝结速度和浇注速度的需要，保证浇注过程连续进行。运输过程中，应确保混凝土不发生离析、漏浆、泌水及坍落度损失过多现象，运至浇注地点的混凝土应保持均匀和规定的坍落度[7]。

在运输过程中搅拌车以2～4r/min的转速搅动。当搅拌运输车到达浇注现场时应高速旋转20～30s后再进行浇注。

5  混凝土浇注

5.1 仰拱填充顶面湿润

混凝土浇注前，提前洒水湿润仰拱填充顶，以保证基层混凝土与仰拱填充良好粘接。

5.2 混凝土浇注

隧道基层混凝土浇注时，每段以车行横洞所在位置为浇注终点分段立模浇筑，基层端头部位应设于与二衬沉降缝同桩号处。现场采用人工指挥搅拌车直接卸料到浇注位置，人工摊平后，先用振捣棒或平板振捣器振捣均匀，然后采用带有振捣器的三辊轴整平机整平，摊铺时混凝土高于标准带5～20mm，辅以人工找平，以防三辊轴整平机振动提浆后，因表面高度不均匀造成平整度偏差超标。

三辊轴整平机作业单元长度为10～15m，以防作业长度过短，机械频繁来回移动，难以摊平，或作业长度过长，轴前高出的混凝土拌合料被长距离推移，在振动轴的离心力作用下，将逐渐分层离析。三辊轴整平机在一个作业单元长度内，采用前进振动、后退静滚的方式作业，反复进行2～3遍。三辊轴振动时，调整好振动轴的高度，使之与标准带顶面留2mm的间隙，有利于振动轴只能振捣拌合料表面，避免与标准带顶面刚性接触。

在三辊轴整平机作业时，安排专人观察混凝土拌合料表面的高低情况，积料过多时，辅以人工铲除，轴下有间隙时，采用同一作业单元内的拌合料人工找平。随时刮去标准带顶上留下的余浆，以保证两根整平轴始终接触标准带顶面。振动滚振压完成后，用整平轴前后静滚整平，静滚遍数一般为4～8遍，以平整度符合要求，表面砂浆和水灰比均匀为止。

5.3 抹面拉毛

在三辊轴整平机整平后，安放自行加工的脚手板搭于两侧标准带上，工人站在搭板上用大木抹多次抹面至表面无泌水为止，抹面修整时，每次与上次抹过的痕迹重叠一半，在低洼处要补充混凝土找平，严禁事后用水泥砂浆找补。

在混凝土初凝前，拆除靠近电缆槽侧的标准带并用同标号混凝土填补，人工用木抹进行二次收浆和压光，使混凝土表面出现的细微裂隙闭合，最后进行混凝土表面的拉毛工作，拉毛采用棕丝扫把顺横桥向拉毛，往返各一次，深度控制在1～2mm，拉毛尽可能均匀一致。

隧道中心线侧的槽钢侧模待混凝土强度达到2.5MPa后拆除，并对已浇的基层侧面进行凿毛处理，以利于新旧混凝土的粘结。

6  混凝土养护

混凝土面凝结后，及时覆盖土工布洒水养生，在覆盖前出现塑性裂缝和干缩裂缝采用二次抹压的方法消除，养护不少于7d。隧道洞内基层混凝土的强度达到设计强度的100%以前，禁止任何施工车辆与机械在上面通行或作业。

7  结语

十堰至天水高速公路（甘肃段）隧道复合式路面基层水泥混凝土在施工准备、基底清理、标准带设置、混凝土拌合运输、混凝土浇注、混凝土养护等施工全过程进行精细化施工，混凝土强度、厚度、平整度、纵坡高程、横坡全部达到合格以上，有效地减少了反射裂缝的数量，延缓了反射裂缝的发展速度，保证了行车的安全性和舒适性。

参考文献

[1] 郭晓瑞.温拌半柔性复合式路面在北乐原隧道的应用[J].山东交通科技，2016（5）：65-66.

[2] 王世凯.浅析隧道复合路面基层水泥砼面板接缝的处理技术[J].智能城市，2016，184（7）：206-208.

[3] 刘学艳，刘彦龙，潘晓静，等.水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面研究[J].北华大学学报：自然科学版，2005，6（4）：373-374.

[4] 刘艳辉，郑贤君.论建筑工程项目施工准备工作的内容与措施[J].民营科技，2011（2）：318.

[5] 李瑞.隧道复合式沥青路面材料与结构特性研究[D].长安大学，2011.

[6] 中华人民共和国交通运输部.公路水泥混凝土路面施工技术细则[M].北京：人民交通出版社，2014.

[7] 混凝土拌和站工序质量控制手册[EB/OL].https：//www.docin.com/p-1388014949.html.