摘要:粤赣高速公路龙祖山隧道位于广东省东源县灯塔镇,按分离式双向4车道设计,单幅两车道7. 5m宽。右幅隧道长457. 8m,左幅隧道长362. 8m,水泥混凝土路面。简要介绍隧道路面滑模摊铺施工工艺。
关键词: 隧道;水泥混凝土路面;滑模摊铺
0 引言
粤赣高速公路龙祖山隧道位于广东省东源县灯塔镇,隧道穿越罗浮山脉,按分离式双向4车道
设计,单幅两车道7. 5m宽。右幅设计桩号K86+143. 6~K86+601. 4,长457. 8m;左幅设计桩号K86+218. 6~K86+581. 4,长362. 8m。路面结构设计厚度28cm,采用5. 00m×10. 25m的板块划分。考虑到隧道路面边缘具有足够的侧向约束,设计上未设置拉杆。龙祖山隧道工程地质情况较好,潜在的水害问题并不严重,且已设置了18cm厚、抗压强度为C15的混凝土整平层,故设计采用不设传力杆的普通水泥混凝土路面结构形式。
1 滑模摊铺机的改装
隧道路面的工程质量好坏对全线交通十分重要。国内多年来的工程实践表明,使用小型机具工艺施工的隧道水泥砼路面,质量往往得不到保障。主要问题是翻修时间过短,翻修次数过多。
在翻修期间,对交通的影响大,经常引起严重的交通堵塞,造成较大的经济损失。为提高路面质量,隧道水泥砼路面必须使用滑模摊铺施工。从技术角度来看,隧道水泥路面的滑模铺筑技术已经很成熟,完全能铺筑出优质的路面结构。与普通路面摊铺不同的是,要实现隧道路面滑模整幅摊铺,摊铺机履带只能行走在经过加固的两侧水沟盖板上。而摊铺出来的路面高度正好与水沟盖板等高,所以称隧道路面的摊铺为“零位摊铺”。一般摊铺机的成型底模不能下调,必须进行改装,才能实现摊铺与履带标高相同的路面。改装工作并不复杂,只需改变用于固定和悬挂摊铺底板装置的吊板钢板长度,使挤压底板最低缘高程降到路面高程位置即可。龙祖山隧道路面采用经改装后的美国CMI公司的SP850型摊铺机施工。从外侧算起,摊铺机履带间距7. 96m,而路面宽度为7. 5m,因此,摊铺机每侧仅有46cm宽的履带行走于排水沟盖板上,控制精
度要求较高。
2 原材料与配合比
2. 1 原材料
水泥:韶峰42. 5级普通硅酸盐水泥。碎石: 4. 75~26. 5mm花岗岩碎石,各项指标均符合施工规范要求。砂:东江河砂,细度模数2. 92,中砂。外加剂:厦门优沼公司产FDN-5型减水剂。水:清洁饮用水。
2. 2 混凝土配合比
龙祖山隧道路面摊铺所用的混凝土配合比为:水泥∶碎石∶砂∶外加剂∶水=351∶1 211∶743∶1. 58∶144。水灰比为0. 41,坍落度60mm。经试验表明,该配比混凝土的7d抗折强度为5.39MPa, 28d抗折强度为6. 19MPa, 28d抗压强度为47. 9MPa,满足设计要求。
3 施工工艺
隧道路面滑模摊铺与普通混凝土路面摊铺类似,但由于隧道内作业面小,通风采光不良,施工中应采取相应的措施,保证施工顺利进行。
3. 1 确保通风安全
当隧道长度超过500m,须在洞口安装通风设备,以排除各种施工机械排放的废气,确保施工人员安全。此次摊铺的龙祖山隧道右幅路面长457. 8m,左幅路面长362. 8m,且隧道呈南北走向,现场调查发现隧道通风良好,因此,不需另行设置通风装置,但在摊铺时,所有施工人员均戴上口罩,防止吸入过多的废气和粉尘。
3. 2 导线放样
由于隧道作业空间狭小,滑模摊铺基准线只能紧靠隧道壁架设,架设高度450mm。为了提高精度,直线段每10m、曲线段每5m设置一个导线桩,单根导线的总长度不小于200m。导线每侧至少施加1kN的拉力,保证拉线的挠度小于1. 5mm。并应提前设置好,在摊铺当天进行复测,精度要求达到保证摊铺后面板的标高、横坡等技术指标符合设计要求。
3. 3 混凝土配合比控制
启动搅拌程序前,必须检测砂、碎石材料的含水量。拌和时要求新拌混凝土的工作性好,施工开始后随时抽检坍落度、温度及容重,并按规定预留强度试件。混凝土总拌和时间不少于70s,外加剂池要有均化设施,在整个生产过程中不断拌和均化。施工时应随时检测溶液的浓度,确保外加剂用量均匀,混凝土配比稳定。实际施工表明,拌和楼的误差较小,在1%之内,拌和精度较高。由于采用电脑自动配料,水泥混凝土的纯搅拌时间能保证不小于45s。拌合时,充分考虑了施工季节、气温和运距等因素的影响,微调复合型减水剂的掺量,保持摊铺现场的坍落度始终适宜于铺筑,且波动最小。此次摊铺,后场混凝土的坍落度均稳定于60~80m,运到前场时均能保持在40~60m的范围内,混凝土的工作性能优异。
3. 4 混凝土运输
根据施工进度、搅拌楼生产能力、车辆运量及运距来确定运输车辆,运输车数量为14台。在后场上料后运到前场,立即检测坍落度,看是否宜于摊铺,并反馈到后场及时调节外加剂用量,使混凝土坍落度适于摊铺要求。为防止运料车在运输过程中漏浆,将车厢加装橡胶皮密封。运输距离较远的要覆盖彩条布,避免混凝土水分过量蒸发,配合比失控,影响正常施工。
3. 5 混凝土卸料、布料
由于隧道内工作面狭小,运输车辆需在进料洞口调头后,由工人指挥倒行至摊铺机前卸料。前一部运料车驶出洞口后,后一部运料车方能按同样的方法驶入。也就是说,隧道内任何时候只能有一部运料车,所以卸料的效率比较低。卸下的混凝土料使用挖掘机辅助摊铺机完成机前布料。由于操作面很小,且照明条件较差,所以应注意协调挖掘机和运料车的操作空间,两者最好不要同时工作。为了便于营运期间对水沟进行清理维修,必须防止混凝土粘住水沟盖板,布料前用塑料薄膜将预制水沟盖板与新铺混凝土隔离。
3. 6 混凝土的摊铺
摊铺开始时将传感器挂到导线上,并检查传感器的灵敏度。在开始摊铺的第一个10m桩对所摊出的路面标高、横坡度进行检测,确保起步标高的准确。滑模摊铺时应缓慢、匀速。摊铺速度可根据混凝土的坍落度和机械性能控制在每min1. 0~1. 2m之间。摊铺机的振捣频率控制在9 000r/min左右,当混凝土的坍落度发生变化时,先调振动频率,后改变摊铺速度。为防止混凝土漏振、欠振或过振,摊铺机振捣棒应严格控制在铺装层标高以上。并开启抹平器对成型的混凝土进行抹面,以消除混凝土表面气孔和石子移动带来的缺陷。对表面上有少量局部麻面或缺料部位,应在抹平器前补充适量砂浆,再用抹平器进行抹平、修整。摊铺机后两侧各布置5
人,负责补浆、抹平、收面等工作。为了保证抗滑构造,拖麻刮片要足够长,双层麻袋接触混凝土面长度不小于50cm,单层不小于100cm,每边布设4个工人进行拖动。隧道路面摊铺应严格组织施工,尽可能不设或少设施工缝。施工工序应紧凑。铺筑前,应对机器进行保养,提高机器运行的可靠性,减少停机故障,确保一次铺筑完成。
3. 7 养生
混凝土初凝后应立即进行养生,由工人喷洒养护剂和加盖薄膜。施工时,至少配备4人喷洒养护剂,两边同时喷洒。养生剂喷洒用量宜不少于0. 3kg/m2,隧道洞口应加大用量。喷洒后及时覆盖薄膜养生,每隔一定时间洒水养生,养生时间为14d以上。
3. 8 切缝及填缝
参考有关研究资料,当摊铺完的混凝土达到200度时后即可进行切缝,切缝时,应切至足够深度。一般需配备2台发电机和4台切割机,同时配备1台备用发电机。切缝深度9cm,切缝后立即用高压水将缝内的泥浆冲净。混凝土板养生期满后,及时进行填缝。填缝前用高压水或压缩空气彻底清除缝内的砂石等杂物,以缝壁干燥、清洁,擦不出灰尘为可灌标准。龙祖山隧道路面采用硅酮进行灌缝,填缝深度为0. 7cm。
3. 9 刻槽
路面的抗滑构造使用硬刻槽方式,根据路面平整度的情况选择刀片组的宽度。刻槽的纹距不宜小于20mm,槽深3~4mm。刻槽时先打墨线,防止走偏。刻槽在混凝土养生14d后进行。
4 结语
龙祖山隧道路面采用经过改装的SP850型摊铺机,完成了隧道路面的摊铺工程。养生期满后,在隧道左、右幅分别抽芯,平均厚度为28. 2cm。按劈裂强度推断的弯拉强度为5. 8MPa。采用3m直尺测量平整度,在152个测点中,最大的为4. 8mm,最小的1. 0mm,小于3. 0mm的有138个测点,平整度合格率为90. 8%。路面工程质量控制达到预期目的。
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