南岙隧道水泥混凝土路面施工技術(shù)

王培浪

（蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，江蘇 蘇州 215021）

1 工程概況

南岙隧道位于浙江省溫州市永嘉縣境內(nèi)，為左右分離式單向行車隧道，其中左線全長(zhǎng)1 126m，縱坡為-1.79%；右線全長(zhǎng)1 095m，縱坡為-1.90%。設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為山嶺重丘區(qū)高速公路隧道，計(jì)算行車速度為80km/h，洞內(nèi)路面設(shè)計(jì)荷載為：汽超—20，掛車—120，單面橫坡坡度為2%。

隧道路面采用水泥混凝土剛性路面結(jié)構(gòu)，路面凈寬8.20m，面板厚26cm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,其設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度為5MPa，面層下設(shè)15cm厚C15貧混凝土基層。

2 施工準(zhǔn)備

施工的準(zhǔn)備工作包括：

a）面板鋪筑前，應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行全面檢測(cè)，清除基層上的所有灰塵、雜物等，并且用水沖洗干凈，當(dāng)基層出現(xiàn)破損、裂縫、壓壞時(shí)，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行徹底修復(fù)；

b）恢復(fù)路面中線及邊線，每10m設(shè)一中樁及邊樁，對(duì)每一個(gè)放樣樁位進(jìn)行高程測(cè)量，應(yīng)與設(shè)計(jì)高程一致，經(jīng)復(fù)核無誤后，方可架設(shè)導(dǎo)線，準(zhǔn)備立模；

c）確定混凝土配合比設(shè)計(jì)，使其滿足彎拉強(qiáng)度、工作性、耐久性，開工前要對(duì)各種原材料以及砂石含水率進(jìn)行檢測(cè)，確定具體施工配合比，同時(shí)必須指定專人嚴(yán)格控制拌合物的水灰比、坍落度及其損失率、單位水泥用量、外加劑用量等，不得隨意更改混凝土配合比；

d）模板應(yīng)采用具有足夠剛度、強(qiáng)度的槽鋼，其中側(cè)模及橫向施工縫端模應(yīng)按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的拉桿、傳力桿直徑和間距設(shè)置插入孔，另外按照已經(jīng)布好的導(dǎo)線方向和高度立模板，待模板安裝完畢并檢驗(yàn)合格后，給內(nèi)表面涂脫模劑；

e）在隧道洞口外附近設(shè)置一座強(qiáng)制式拌合站集中拌合，根據(jù)拌合物的粘聚性、均質(zhì)性以及穩(wěn)定性進(jìn)行試拌，確定最佳拌合時(shí)間；

f）選配車況優(yōu)良的自卸汽車運(yùn)送混凝土，且保車箱潔凈，灑水潤(rùn)壁，車箱板應(yīng)平整光滑，后擋板應(yīng)關(guān)閉緊密，運(yùn)輸時(shí)不漏漿撒料；

g）施工段應(yīng)準(zhǔn)備足夠的照明設(shè)施。

3 三輥軸機(jī)組鋪筑

三輥軸整平機(jī)是水泥混凝土路面施工的中檔機(jī)械，經(jīng)過多年的實(shí)踐不斷改善施工工藝和配套機(jī)具，使施工質(zhì)量達(dá)到高速公路施工技術(shù)要求，是一種簡(jiǎn)單實(shí)用、經(jīng)濟(jì)性較好的混凝土路面施工主導(dǎo)機(jī)械。

3.1 三輥軸整平機(jī)振動(dòng)、整平工作原理

在三輥軸整平機(jī)前進(jìn)過程中，前振動(dòng)輥高速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于振動(dòng)輥的偏心布置，使得與振動(dòng)輥接觸的混凝土受到打擊，表面骨料下沉，砂漿上浮，起到提漿作用；另一方面，振動(dòng)輥由后向前轉(zhuǎn)動(dòng)和三輥軸整平機(jī)向前行走的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，使混凝土表面受到向前的剪切切削作用，將振動(dòng)輥前方高出的混凝土向前推移，行進(jìn)過程中填平低洼地段，起到整平作用。后退時(shí)振動(dòng)輥停止振動(dòng)，實(shí)行靜滾壓，消除振動(dòng)輥擊打混凝土?xí)r留下的條痕。通過振動(dòng)輥前行振動(dòng)，振動(dòng)力通過混凝土表面將振動(dòng)能傳遞到混凝土內(nèi)部，使混凝土內(nèi)部進(jìn)一步密實(shí)，從而達(dá)到整平振實(shí)的目的。

3.2 三輥軸機(jī)組施工工藝

由于三輥軸整平機(jī)本身的局限性，需要配合人員和輔助機(jī)具較多，主要工藝流程為：布料→密集排振→拉桿安裝→人工補(bǔ)料→三輥軸整平→精平飾面→拉毛→切縫→養(yǎng)生→刻槽→填縫。

人工布料，必須確定適當(dāng)?shù)乃射伜穸龋话愀鶕?jù)施工經(jīng)驗(yàn)，隨現(xiàn)場(chǎng)拌合物坍落度變化而有所差別。坍落度為10～40mm的拌合物，松鋪系數(shù)為1.12～1.15。對(duì)于坍落度較大的拌合物，易密實(shí)，一般松鋪厚度較小，而對(duì)于坍落度小的拌合物，因內(nèi)部骨料支立作用，造成空隙較大，一般松鋪厚度應(yīng)偏大些。由于混凝土的流動(dòng)性，橫坡高側(cè)也應(yīng)比低側(cè)有稍大的松鋪厚度。

由于三輥軸整平機(jī)的振動(dòng)輥只能對(duì)混凝土的表層起振搗作用，因此必須配備排式振搗機(jī)進(jìn)行充分振實(shí)。排式振搗機(jī)的工作過程可采取連續(xù)拖行式或間歇插入式。連續(xù)拖行式行走速度必須滿足拌合物振動(dòng)排氣時(shí)間要求，根據(jù)試驗(yàn)行駛速度宜控制在4m/min左右。因?yàn)榛炷撂涠鹊淖兓?，振?dòng)排氣時(shí)間也是變化的。對(duì)于間歇插入振動(dòng)方式，其移動(dòng)距離和振動(dòng)時(shí)間是通過操作員直接控制的，一般采用間隔50cm插入振動(dòng)1次，在振動(dòng)有效范圍內(nèi)，振動(dòng)時(shí)間15～30s左右，振動(dòng)密實(shí)效果同樣滿足施工要求。最終以拌合物表面不露粗骨料、不再冒氣泡并泛出水泥漿為準(zhǔn)。

面板振實(shí)后，應(yīng)隨即安裝拉桿。單車道攤鋪的路面，在側(cè)模預(yù)留孔中按設(shè)計(jì)要求人工插入，定位必須精確。

面板振實(shí)且安裝拉桿后即可開始整平作業(yè)。三輥軸整平機(jī)按作業(yè)單元分段整平，應(yīng)采用前進(jìn)振動(dòng)、后退靜滾方式作業(yè)，宜分別滾壓2～3遍，最佳滾壓遍數(shù)應(yīng)經(jīng)過試鋪確定。在整平機(jī)作業(yè)時(shí)，應(yīng)有專人處理軸前料位的高低情況，過高時(shí)，應(yīng)輔以人工鏟除，過低時(shí)，應(yīng)使用混凝土找補(bǔ)。表面砂漿厚度宜控制在（4±1）mm，對(duì)于整平機(jī)前方表面過厚、過稀的砂漿必須刮除丟棄。

事實(shí)證明，三輥軸整平機(jī)整平后的路面，其平整度是達(dá)不到規(guī)范要求的，因此在整平作業(yè)完成后，應(yīng)根據(jù)混凝土表面泌水情況，采用3m刮尺，在縱、橫兩個(gè)方向進(jìn)行精平飾面。將表面泌水稀漿，以及整平機(jī)無法整平的局部微小突起部位必須刮除，出現(xiàn)混凝土過高的部位，可采用人工鏟除。對(duì)于局部低凹部位，應(yīng)立即用混凝土或砂漿補(bǔ)平，再用刮尺刮除多余砂漿。每次作業(yè)時(shí)需重疊三分之一，以保證不出現(xiàn)漏刮部位，經(jīng)過刮尺刮除后，基本保證了平整度要求。

刮平作業(yè)時(shí)間至關(guān)重要，進(jìn)行過早，由于混凝土表面強(qiáng)度低，無法承受刮尺的重力，刮尺下陷，無法刮平。進(jìn)行過晚，則無法刮除突起部位，且對(duì)低凹處填補(bǔ)砂漿時(shí)，難以結(jié)合，造成分層現(xiàn)象，留下質(zhì)量隱患。

刮平作業(yè)完成后，混凝土表面泌水現(xiàn)象已經(jīng)消失，接近初凝狀態(tài)，此時(shí)采用3m直尺進(jìn)行平整度檢測(cè)。對(duì)發(fā)現(xiàn)不合格部位再次采用抹刀抹面，消除檢尺痕跡和表面砂眼麻面現(xiàn)象，并使表面磨耗層的強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，最終表面平整度達(dá)到要求。

刮尺、抹刀的直線度是保證精平的關(guān)鍵。對(duì)于刮尺和抹刀應(yīng)當(dāng)經(jīng)常進(jìn)行檢查校正、更換，特別是每班開工前必須進(jìn)行此項(xiàng)工作，以免發(fā)生變形，影響路面平整度。

3.3 三輥軸機(jī)組施工常見病害及預(yù)防措施

3.3.1 表面砂眼、麻面

混凝土表面出現(xiàn)砂眼、麻面，一般因?yàn)椴剂线^高，且混凝土中砂粒徑過大。在整平過程中，整平機(jī)將表面砂漿層推走，而多余骨料由于相互嵌鎖著，無法推走，且在使用刮尺刮除整平機(jī)無法整平的突起部位時(shí)，使表面更加粗糙，難以抹平，以至最終收面時(shí)，對(duì)微小孔隙不能消除。對(duì)于此種情況，應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)砂的細(xì)度模數(shù)，在刮尺刮除后，立即將粗糙骨料部位補(bǔ)上砂漿，用抹刀進(jìn)行抹平，最終收面之前，再用小抹刀細(xì)心操作，一般可消除。

3.3.2 表面裂紋

表面細(xì)微裂紋多因成型后的混凝土表面稀漿過多，風(fēng)速及氣溫較高時(shí)，水分散失過快所致，特別是對(duì)于局部低凹點(diǎn)采用砂漿填補(bǔ)，砂漿層較厚，失水收縮較大，而砂漿的早期強(qiáng)度低，無法克服較大的收縮應(yīng)力，而使混凝土表面產(chǎn)生細(xì)小裂紋。嚴(yán)格控制施工過程中的水灰比，盡可能將表層多余稀漿刮除，收面后及早進(jìn)行養(yǎng)生，降低水分蒸發(fā)速度，可起到良好的控制裂紋作用。

3.3.3 側(cè)面蜂窩

由于支立模板不牢固，下部未充分墊實(shí)，造成漏漿現(xiàn)象，或振搗不密實(shí)等原因使混凝土路面邊側(cè)出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象，形如蜂窩。為此應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)支立模板工作和調(diào)整振搗器位置，以達(dá)到消除的目的。

4 接縫施工

4.1 縱向施工縫

對(duì)于縱向施工縫，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

a）由于路面寬8.2m，為雙車道，所采用的三輥軸整平機(jī)的施工寬度只有1個(gè)車道，自然留下1條全隧道貫通的縱向施工縫；

b）縱向施工縫為平縫加拉桿型，拉桿為φ16帶肋鋼筋，長(zhǎng)80cm，位置在1/2板厚處，縫兩邊等長(zhǎng)，可在混凝土振實(shí)過程中從側(cè)模預(yù)留孔中手工插入，拉桿應(yīng)固定牢靠，不得松動(dòng)、碰撞或拔出；

c）縱縫施工時(shí)應(yīng)對(duì)已澆混凝土板的縫壁均勻涂刷2～3遍瀝青，且應(yīng)避免將瀝青涂刷在拉桿上。

4.2 橫向縮縫

對(duì)于橫向縮縫，施工中應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

a）為抵抗混凝土的冷縮應(yīng)力而設(shè)置的橫向縮縫，采用假縫加傳力桿的形式處理，傳力桿為φ30光圓鋼筋，長(zhǎng)50cm，3/5涂瀝青，制備傳力桿時(shí)，鋼筋兩端要鋸斷，不應(yīng)剪切斷，以保持完整的圓截面，達(dá)到端部光滑，不帶刺角，傳力桿可用前置鋼筋支架法施工，但這樣會(huì)影響攤鋪速度，且投資增大，也可先鋪1/2板厚的混凝土，振搗密實(shí)后人工植入，并在路側(cè)縮縫切割位置做好標(biāo)記，保證切縫位于傳力桿中部；

b）縮縫均應(yīng)使用切縫法，該法主要用切割機(jī)進(jìn)行硬切縫，一般縫寬5mm，過窄的縫在封填時(shí)有困難，縫深約為板厚的1/4～1/3，操作時(shí)要做到縫寬、縫深一致，該法有時(shí)也配合使用壓縫法，但若壓縫施工工藝不細(xì)致，極易造成壓縫處平整度差，縫邊混凝土易破碎，所以一般不提倡使用；

c）切縫必須及時(shí)，不宜早不宜晚，過早則混凝土?xí)茡p，過晚面板會(huì)開裂，一般以混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%～30%為宜，目前也有單位用250～300℃·h（澆筑后的時(shí)間與日平均氣溫之積）來掌控切縫時(shí)間；

d）縮縫外觀力求美觀整齊，橫向相鄰的縮縫對(duì)齊，鋸縫后及時(shí)用高壓水和空氣沖洗干凈，清除縫內(nèi)鋸屑和雜物，為填縫打好基礎(chǔ)。

4.3 橫向脹縫

對(duì)于橫向脹縫，施工中應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

a）脹縫是用于釋放面板積累的膨脹變形量而設(shè)置的，是為了防止熱天面板的膨脹隆起所采取的措施，若脹縫板和傳力桿施工時(shí)位置不正確、傳力桿活動(dòng)端不自由、脹縫面不垂直、縫內(nèi)掉入石子等硬物、縫兩側(cè)強(qiáng)度不均勻等均會(huì)造成面板的破損、錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，對(duì)于脹縫施工工藝復(fù)雜、要求高，不合格的脹縫會(huì)加劇對(duì)面板的破壞，因此脹縫施工時(shí)必須認(rèn)真操作；

b）脹縫傳力桿制作要求同縮縫傳力桿，縫寬2cm，其應(yīng)與路中線垂直，傳力桿必須平行于路面中心線，縫隙寬度一致，縫中完全不連漿，脹縫板采用經(jīng)瀝青浸制的軟木板，應(yīng)連續(xù)貫通整個(gè)路面板寬度；

c）傳力桿的活動(dòng)端要能自由活動(dòng)，這樣面板膨脹時(shí)才不至被頂壞或拉破，安裝時(shí)要求將傳力桿活動(dòng)端放入套管內(nèi)，活動(dòng)端在縫的兩邊交錯(cuò)布置，外面再用塑料布包裹并纏在傳力桿上，以防混凝土進(jìn)入套管中。

4.4 橫向施工縫

每日施工結(jié)束，或澆筑混凝土過程中應(yīng)故中斷，超過混凝土初凝時(shí)間時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，其位置宜設(shè)在脹縫或縮縫處，確有困難不能重合時(shí)，施工縫應(yīng)采用設(shè)螺紋傳力桿的企口縫形式。

4.5 填縫

填縫過程中應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

a）填縫要及時(shí)，在混凝土養(yǎng)生期后立即進(jìn)行，填縫是一道需要仔細(xì)的工序，它的質(zhì)量好壞直接影響到路面的使用效果，近年來隨著修建水泥混凝土路面的增多，其重要性逐漸被認(rèn)識(shí)；

b）目前，常用的填縫料有兩大類，即：加熱施工式，主要有聚氯乙烯膠泥、瀝青瑪蹄脂類、改性瀝青類等；常溫施工式，主要有聚氨脂、氯丁橡膠類、瀝青橡膠類等，本項(xiàng)目采用聚氯乙烯膠泥，它具有良好的耐熱性和低溫塑性，且抗老化力強(qiáng)、耐久性好，價(jià)格也適中；

c）填縫之前，應(yīng)先清除縫隙內(nèi)夾雜的砂石、凝結(jié)的水泥漿等，再用高壓水和高壓空氣徹底清除接縫中的灰塵及其他污物，確保縫壁及內(nèi)部清潔、干燥；

d）填縫必須飽滿、均勻、厚度一致并連續(xù)貫通，填縫料不得缺失、開裂和滲水，熱天應(yīng)與面板齊平，冷天宜稍低于面板，填縫完成后應(yīng)養(yǎng)生；

e）脹縫應(yīng)先鑿去接縫板頂部軟嵌入的木條，涂粘結(jié)劑后再灌填縫料。

5 抗滑構(gòu)造施工

為了保證行車安全，混凝土面板應(yīng)具有粗糙抗滑的表面，提供足夠的摩擦力，這可以通過微觀拉毛和宏觀刻槽來實(shí)現(xiàn)。

5.1 拉毛

在混凝土表面修飾整平后即可進(jìn)行，推薦使用硬毛刷順橫向在混凝土表面輕輕刷毛，刷毛的深度主要靠施工人員的熟練技術(shù)經(jīng)驗(yàn)來掌握。有的單位用鋼支架拖掛疊合麻布、帆布或棉布，潤(rùn)濕后做拉毛處理，這種方法的拉毛深度不好控制，且水泥漿容易粘在麻布上，不好清理，影響拉毛效果。

5.2 刻槽

刻槽須做到如下幾點(diǎn)：

a）當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的40%，用自行式混凝土刻槽機(jī)進(jìn)行刻槽不啃邊時(shí)，便可開始刻槽作業(yè)，宜在兩周內(nèi)完成；

b）一般路段采用縱向刻槽，可以減小隧道內(nèi)的噪音，槽寬3mm，深3～5mm，間距24mm；洞口過渡段采用橫向刻槽，槽寬3mm，深3～5mm，間距36mm；

c）縱向刻槽每個(gè)作業(yè)段盡可能長(zhǎng)一些，并注意各個(gè)作業(yè)段之間槽的對(duì)齊，橫向刻槽則要注意刻到板邊，以利于排水通暢；

d）刻槽完成后應(yīng)隨即將路面沖洗干凈，并恢復(fù)養(yǎng)生。

6 養(yǎng)生

養(yǎng)生的目的和方法如下：

a）一般情況下，拉毛處理完成，混凝土表面具有一定的強(qiáng)度后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生；

b）養(yǎng)生的主要目的在于保持適宜的溫度、濕度條件，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變形的影響，防止收縮裂縫的產(chǎn)生，一方面提供使水泥水化所需的適宜溫度、濕度，使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力；

c）最常用的養(yǎng)生方法一般為灑水覆蓋保濕養(yǎng)生，用保濕膜、土工布、麻袋或草簾等覆蓋于混凝土表面以及混凝土板邊側(cè)，并及時(shí)灑水，保持混凝土表面始終處于潮濕狀態(tài)，起保溫保濕作用；

d）養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土彎拉強(qiáng)度增長(zhǎng)情況而定，不宜小于設(shè)計(jì)值的80%，應(yīng)特別注意前7d的養(yǎng)生，一般養(yǎng)生天數(shù)宜為14～21d，高溫時(shí)不宜小于14d，低溫時(shí)不宜小于21d；

e）距離洞口較近處應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)生，因?yàn)榇颂幍臏囟?、濕度等條件受外界自然環(huán)境影響較大，而距離洞口較遠(yuǎn)處的溫度、濕度適宜，且變化較小，利于混凝土的養(yǎng)生；

f）養(yǎng)生初期，嚴(yán)禁人、畜、車輛通行，在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%后，行人方可通行，達(dá)到設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度，且填縫后，方可開放交通。

7 結(jié)語(yǔ)

路面施工完成后，按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行全面質(zhì)量檢測(cè)，結(jié)果顯示彎拉強(qiáng)度、板厚度、平整度三大關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，以及抗滑構(gòu)造深度、平縱線形、接縫施工質(zhì)量、表觀質(zhì)量等須完全符合要求。

在高速公路隧道內(nèi)鋪筑高質(zhì)量的水泥混凝土路面，從設(shè)計(jì)到施工之間影響因素很多，一些理論和實(shí)踐仍有待進(jìn)一步探討和改進(jìn)。以上僅對(duì)三輥軸機(jī)組施工工藝加以介紹，其實(shí)踐效果良好，可見針對(duì)具體施工只要多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，施工質(zhì)量完全可以達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

[1]JTJ 042—94，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG D40—2002，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JTG F30—2003，公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].