高精度狹長(zhǎng)工藝隧道地坪施工技術(shù)

陶　金（上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海　200050）

本工程位于中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所園區(qū)東北角，總建筑面積 6 919.5 m2。東西總長(zhǎng) 293 m，南北最寬處 31 m，建筑高度 8.6 m，2 層，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。加速器隧道為直線形，長(zhǎng)約 260 m，基礎(chǔ)底板厚 1 m，隧道墻板厚 1.5 m、2 m，頂板厚 1.5 m。

其中加速器隧道地坪施工總面積約 3 000 m2，包括束流診斷區(qū)及 3 個(gè)迷道的地坪。加速器隧道內(nèi)地坪做法為(由上至下)：1 mm 厚封閉面層；1～2 mm 厚自流平環(huán)氧膠泥，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后表面進(jìn)行修補(bǔ)打磨；環(huán)氧底漆一道；200 mm 厚 C20 混凝土層；水泥砂漿一道(內(nèi)摻建筑膠)結(jié)構(gòu)混凝土底板。

1　工程難點(diǎn)分析

1.1　狹窄條件下超長(zhǎng)工藝隧道地坪裂縫控制要求高

本工程加速器隧道長(zhǎng) 293 m，寬 6 m，僅有少量迷道出入口。在如此狹長(zhǎng)的空間內(nèi)，需高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求完成 200 mm 厚鋼筋混凝土整澆地坪形成了較大的施工難度。特別是地坪裂縫的控制中，對(duì)分層澆搗施工還是一次澆搗施工，對(duì)板塊的大小的合理劃分、澆搗流程部署、施工縫設(shè)置等施工措施將直接影響到地坪的裂縫控制。

1.2　地坪精度要求高

本工程加速器隧道內(nèi)業(yè)主需要安裝高精密儀器，對(duì)地坪的精度、耐久性等要求極高。業(yè)主方要求地坪平整度控制在1 mm 以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了規(guī)范要求的 3 mm。如何通過(guò)控制原材料，優(yōu)化混凝土配合比，選擇合理的平整度控制工藝措施，使得本工程地坪達(dá)到業(yè)主及設(shè)計(jì)要求，也是本工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

2　總體施工部署方案比選與確定

隧道地坪整體施工部署穿插于整個(gè)工藝隧道裝飾施工過(guò)程中?？紤]到施工操作面的合理銜接及產(chǎn)品保護(hù)，在完成隧道墻面頂面 2 度膩?zhàn)邮┕ご蚰ソY(jié)束后先進(jìn)行 200 mm 厚細(xì)石混凝土施工，等細(xì)石混凝土施工結(jié)束 7 d 后再進(jìn)行墻面涂料施工，最后墻面涂料全部施工結(jié)束后，再進(jìn)行環(huán)氧地坪施工。

2.1　加速器隧道高精度超長(zhǎng)混凝土地坪分塊比選

考慮到混凝土的變形控制，如何進(jìn)行合理的分塊是本工程順利實(shí)施的關(guān)鍵。在結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的約束、地坪混凝土的收縮、施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄等諸多因素，通過(guò)大量的比選，最終確定隧道地坪板塊按照隧道長(zhǎng)度方向每 12 m 設(shè)置一條漲縫，并結(jié)合墻面伸縮縫劃分，共劃分 28 大板塊，每分塊面積約超過(guò) 70 m2。地坪澆筑采用跳倉(cāng)施工，以隧道 17 軸部位為中心板塊，向東西兩側(cè)跳倉(cāng)施工。單個(gè)板塊混凝土終凝后，按照隧道長(zhǎng)度方向切割 4 寬 60 深的橫向縮縫，縮縫間距控制在6米范圍，縮縫小塊面積不大于 36 m2。

2.2　超厚地坪澆搗厚度比選

一般建筑裝飾地坪厚度在 50～100 mm 厚，本工程由于設(shè)備安裝要求，地坪厚度達(dá)到 200 mm。普通工程對(duì)于200 mm 厚的超厚地坪一般采取分次澆搗的的施工工藝措施。優(yōu)點(diǎn)在于容易控制地坪精度和產(chǎn)品保護(hù)，缺點(diǎn)在于多一道工序，容易在銜接面引起空鼓，并在上下層的相互約束中容易產(chǎn)生裂縫?？紤]到本工程的高精度設(shè)備的安裝使用功能要求，對(duì)混凝土的施工質(zhì)量要求高，綜合考慮后采取 200 mm 厚地坪混凝土一次澆搗的工藝措施，減少可能引起質(zhì)量通病的風(fēng)險(xiǎn)，但在精度控制及鋼筋設(shè)置等其它方面進(jìn)行詳細(xì)的研究與控制。

2.3　超厚地坪鋼筋施工方案對(duì)比

(1) 采用鋼筋混凝土墊塊加人工提拉確保鋼筋位置。本工程地坪鋼筋設(shè)計(jì)采用 Φ6 mm×150 mm 雙向設(shè)置。鋼筋網(wǎng)片主要起到防止混凝土表面開(kāi)裂的作用，一般設(shè)置在地面混凝土表面以下 40 mm 處。采用 160 mm 高混凝土墊塊進(jìn)行定位，施工時(shí)派專人對(duì)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行看管，由于操作時(shí)容易下陷，必要時(shí)進(jìn)行提拉，使鋼筋網(wǎng)片處在合適的位置，確保工程質(zhì)量。

(2) 混凝土先澆筑，鋼筋網(wǎng)片隨后整體嵌入混凝土中。本工程地坪鋼筋設(shè)計(jì)采用 Φ6 mm×150 mm 雙向設(shè)置。鋼筋網(wǎng)片主要起到防止混凝土表面開(kāi)裂的作用，一般設(shè)置在地面混凝土表面以下 40 mm 處?；炷翝仓r(shí)因?qū)︿摻畈忍ぃ苋菀资逛摻畎l(fā)生變形或位置變化等。于是提出，待混凝土澆筑完成后，將事前綁好的鋼筋網(wǎng)片人工嵌入混凝土下40 mm 處。

(3) 采用 Φ6 mm×150 mm + Φ14 mm×150 mm復(fù)合鋼筋網(wǎng)片。優(yōu)化地坪鋼筋，采用 Φ6 mm×150 mm +Φ14 mm×150 mm 復(fù)合鋼筋網(wǎng)片，通過(guò)在結(jié)構(gòu)地坪上種Φ14 鋼筋支架，將 Φ14 mm×150 mm 鋼筋焊接在鋼筋支架上，形成鋼筋骨架。將 Φ6 mm×150 mm 鋼筋網(wǎng)片綁扎在 Φ14 mm 鋼筋骨架上，確保鋼筋能固定在有利位置，有效的避免了裂縫的產(chǎn)生。

針對(duì)上述三種隧道地坪鋼筋施工方案，結(jié)合形象進(jìn)度、質(zhì)量安全、成本控制等各方面因素，最終確定方案三，采用 Φ6 mm×150 mm + Φ14 mm×150 mm 復(fù)合鋼筋網(wǎng)片。

3　地坪混凝土配合比確定

本工程地坪施工在冬季，地坪混凝土的配合比是否合理對(duì)工程質(zhì)量影響較大?？紤]到粉煤灰質(zhì)量較輕，冬季施工時(shí)混凝土早期強(qiáng)度較低，容易上浮，造成起砂現(xiàn)場(chǎng)，致使環(huán)氧面層出現(xiàn)開(kāi)裂及空鼓等現(xiàn)象，故本工程加速器隧道高精度地坪考慮不摻加粉煤灰。

為確保不添加粉煤灰的混凝土不會(huì)出現(xiàn)裂縫，本工程在施工隧道夾層時(shí)選擇試驗(yàn)塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)觀察地面沒(méi)有出現(xiàn)裂縫，但打磨后出現(xiàn)輕微起砂現(xiàn)象。故本工程隧道地坪混凝土地坪參考隧道夾層混凝土配合比，將礦粉減少，增加水泥用量且將石子粒徑增大。

4　高精度超厚混凝土地坪施工方法

4.1　地坪模板施工

地坪側(cè)模采用 20 號(hào)槽鋼作為模板，槽鋼用鋼釬固定。槽鋼上口標(biāo)高與地坪完成面齊平。隧道北側(cè)采用排水溝預(yù)埋的 L50 mm×5 mm 角鋼，南側(cè)在隧道墻板上固定 L50 mm×5 mm 角鋼，角鋼上口標(biāo)高與地坪完成面齊平。分倉(cāng)板塊封閉澆筑時(shí)，在先行澆筑的板塊側(cè)邊粘貼 20 mm 厚擠塑板作為漲縫模板。地坪混凝土與墻面交接部位，為防止混凝土收縮開(kāi)裂，混凝土施工前，在墻板下部粘貼 10 mm 厚擠塑板。

4.2　地坪混凝土施工

本工程地坪混凝土配合比經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)比選后確定不摻入粉煤灰外加劑的商品混凝土。采用固定泵進(jìn)行布料，嚴(yán)格控制混凝土布料的高度及速度。布料前將基層頂面清掃干凈，并灑水潤(rùn)濕，采用 1：2 的水泥砂漿進(jìn)行接漿處理。混凝土澆筑過(guò)程中，要保證混凝土保護(hù)層厚度及鋼筋位置的準(zhǔn)確性，不隨意踩踏鋼筋，如發(fā)現(xiàn)偏差和位移，要及時(shí)糾正。地坪混凝土澆搗前，復(fù)核隧道兩側(cè)預(yù)埋角鋼及槽鋼上口標(biāo)高，并用水平儀進(jìn)行校正。

地坪澆筑完成后，采用圓盤式振動(dòng)器振搗密實(shí)。地坪混凝土振搗并初平后，先采用 2 m 的鋁合金刮尺反復(fù)縱橫攤平，攤平后立即用 5 m 長(zhǎng)滾筒在混凝土表面反復(fù)碾壓，直至表面泛出薄漿。然后利用隧道墻上兩側(cè)的角鋼及槽鋼精準(zhǔn)的定位，采用 6 m 的鋁合金括尺括平表面，局部凹陷處用混凝土填平壓實(shí)。最后用木契打磨，分二次打磨平整，后一次在混凝土終凝前，至無(wú)木契印為止?；炷疗絺}(cāng)、滾壓、抹光過(guò)程中配合高精度激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)要求每平方米范圍不得少于一次，以確?；炷恋仄罕砻嫫秸冗_(dá)到要求。

4.3　混凝土養(yǎng)護(hù)

本工程地坪混凝土施工正逢冬季，混凝土的養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。在混凝土終凝后立即用塑料薄膜加土工布覆蓋，進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)?；炷翝埠煤蠹皶r(shí)派專人進(jìn)行混凝土表觀質(zhì)量的檢測(cè)，避免出現(xiàn)收水裂縫和溫差裂縫。

5　環(huán)氧地坪施工技術(shù)措施

在混凝土結(jié)構(gòu)地坪達(dá)到精度要求的基礎(chǔ)上，最后一道工序環(huán)氧地坪的施工同樣重要。底漆主劑及硬化劑按規(guī)定比例(15：2)均勻調(diào)合后使用?；炷两Y(jié)構(gòu)地面基層清除干凈，待完全干燥后施工，底漆須經(jīng)過(guò) 12 h 硬化后，再施工下道工序。

中涂主劑及硬化劑按規(guī)定比例(20：10)均勻調(diào)合，再加入約 25 kg 石英砂攪拌均勻涂刷后使用，石英砂粒徑應(yīng)控制在 120～150 μm。將被涂物表面的水份、油脂、污泥、灰塵及腐蝕性鹽類等附著物清除干凈，在完全干燥的狀態(tài)下施工，水泥面含水率控制在 12% 以下，超過(guò) 12% 時(shí)以火焰強(qiáng)制干燥。干燥時(shí)間：一般表面干燥為 6 h，實(shí)際干燥在12 h 以內(nèi)，完全硬化需要 7 d。

環(huán)氧膩?zhàn)又鲃┘坝不瘎┍仨毎匆?guī)定比例(20：5)均勻調(diào)合，放置 10～20 min 使用。同樣在被涂物表面干燥后，才可施工。干燥時(shí)間一般表面干燥為 6 h，實(shí)干 12 h 以內(nèi)，完全硬化需要 7 d。

最后進(jìn)行自流平環(huán)氧樹(shù)脂面層施工。雖然對(duì)溫度濕度的控制相當(dāng)嚴(yán)格，但現(xiàn)場(chǎng)隧道內(nèi)溫度較低，通風(fēng)差造成濕度升高。為此在施工前應(yīng)提前考慮此類情況并合理安排施工計(jì)劃，待安裝工程空調(diào)系統(tǒng)完成后，將溫度濕度調(diào)至最佳，再進(jìn)行環(huán)氧膠泥面層施工，以確保環(huán)氧膠泥的施工質(zhì)量。

6　結(jié)　語(yǔ)

本工程加速器隧道及束流診斷區(qū)地坪總長(zhǎng) 293 m，由于高科技儀器對(duì)地坪質(zhì)量及平整度要求極高，其中地坪平整度要求控制在 1 mm 以內(nèi)。首先通過(guò)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行研究，提出粉煤灰冬季施工易上浮，造成后期地坪質(zhì)量問(wèn)題，適配了相應(yīng)的混凝土；其次在鋼筋定位上合理的使用鋼筋復(fù)合網(wǎng)片，對(duì)地坪抗開(kāi)裂起到很好的作用；最后通過(guò)槽鋼配合激光水平儀整平，很好地控制了地坪平整度，使得地坪質(zhì)量滿足 X 射線自由電子激光試驗(yàn)裝置使用要求。

針對(duì)一次性澆筑 200 mm 厚鋼筋混凝土地坪無(wú)裂縫控制，專門設(shè)計(jì)了抗裂鋼筋的定位支架。本工程 200 mm 厚的混凝土地坪中設(shè)計(jì)采用 Φ6 mm×150 mm 的鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行抗裂，由于混凝土澆筑時(shí)工人會(huì)對(duì)鋼筋進(jìn)行踩踏，使得鋼筋網(wǎng)片極易變形且難定位。本工程采用 Φ6 mm×300 mm+Φ14 mm×300 mm 復(fù)合鋼筋網(wǎng)片，通過(guò)在結(jié)構(gòu)地坪上種 Φ14 mm 鋼筋支架，將 Φ14 mm×300 mm 鋼筋焊接在鋼筋支架上，形成鋼筋骨架。將 Φ6 mm×300 mm 鋼筋網(wǎng)片綁扎在 Φ14 鋼筋骨架上，確保鋼筋能固定在有利位置，對(duì)混凝土地坪抗裂起到關(guān)鍵作用。滿足了業(yè)主對(duì)工藝隧道的高精度功能性要求。