李 楊

（江西省交通投資集團(tuán)撫州管理中心進(jìn)賢養(yǎng)護(hù)所臨川養(yǎng)護(hù)站，江西撫州 344000）

引言

在高速公路橋隧結(jié)構(gòu)建設(shè)期間，若忽視了混凝土施工細(xì)節(jié)，則易導(dǎo)致混凝土裂縫、干縮等問(wèn)題，在橋隧結(jié)構(gòu)中埋下質(zhì)量隱患，不僅可影響高速公路橋隧結(jié)構(gòu)通行體驗(yàn)，質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)甚至可引發(fā)安全事件，因此，必須予以足夠重視。

1 高速公路工程項(xiàng)目橋隧相接形式

高速公路橋隧相接形式應(yīng)以運(yùn)營(yíng)需求及環(huán)境條件為依據(jù)進(jìn)行選擇，當(dāng)前高速公路工程項(xiàng)目中常用的橋隧相接形式具體見(jiàn)表1。

表1 高速公路常用的橋隧相接形式

2 高速公路橋隧項(xiàng)目施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 明確相接參數(shù)

正式施工前，運(yùn)用式（1）計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)荷載，公式如下：

式中：q 為標(biāo)準(zhǔn)荷載，w1、w2、w3分別為二期鋪裝自重、空心板自重、橋臺(tái)自重，其中，w2空心板自重又可進(jìn)一步運(yùn)用式（2）進(jìn)行計(jì)算：

式中：s 代表單個(gè)空心板的截面積；pc、l、γ 分別為空心板片數(shù)、跨徑、容重。為更加準(zhǔn)確地得出橋隧相接參數(shù)，可引入建模計(jì)算模式，借助三維建模軟件構(gòu)架橋隧模型，選擇洞口形式后，將壁厚過(guò)渡段、洞口寬度過(guò)渡分別設(shè)定在0.6～10 m、12～15 m 范圍內(nèi)，洞口模型構(gòu)建完畢后，可按照表2 計(jì)算參數(shù)，依托模型自帶模擬仿真功能進(jìn)行計(jì)算，以此直接得出各重要參數(shù)，如內(nèi)部隧道受力情況、過(guò)渡段受力情況等，為橋隧混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用提供良好依據(jù)[1]。

表2 橋隧結(jié)構(gòu)材料相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 控制隧道洞口

高速公路隧道洞口周邊展開(kāi)混凝土施工時(shí)，應(yīng)注意觀測(cè)圍巖形變情況，防止混凝土施工作業(yè)改變圍巖受力而降低其承載力，繼而引發(fā)隧道裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至可引發(fā)圍巖坍塌事故。隧道洞口混凝土施工之前，需全面清除地表雜物，后于地表處借助錨桿結(jié)構(gòu)噴射混凝土，以30 cm 為環(huán)向間距，以40 cm 為橫向間距，水平打入兩排小導(dǎo)管，長(zhǎng)度為4 m，規(guī)格為Φ42，借助小導(dǎo)管鞏固隧道拱部結(jié)構(gòu)。待噴錨支護(hù)設(shè)置完畢后開(kāi)挖隧道。

2.3 做好橋臺(tái)施工

橋臺(tái)施工期間可能需大面積澆筑混凝土平面，用于完成橋臺(tái)建設(shè)工作，為保障混凝土完整性，通常借助分塊式澆筑法進(jìn)行施工，在此期間需按照表3 所示分塊式澆筑要點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)控制。于隧道洞外澆筑橋臺(tái)結(jié)構(gòu)時(shí)，可能會(huì)擾動(dòng)周圍圍巖，引發(fā)圍巖松脫現(xiàn)象，繼而造成橋臺(tái)坍塌、裂縫等問(wèn)題，因此，在橋臺(tái)混凝土施工期間，應(yīng)注意控制作業(yè)速度及幅度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道圍巖形變狀態(tài)，以實(shí)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，判斷橋臺(tái)施工過(guò)程中是否需增設(shè)支撐結(jié)構(gòu)[2]。

表3 橋臺(tái)混凝土施工技術(shù)分塊式澆筑要點(diǎn)

3 基于實(shí)例的高速公路橋隧相接混凝土施工技術(shù)探討

3.1 工程概況

案例工程項(xiàng)目以雙向四車道為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工建設(shè)，路基寬度、設(shè)計(jì)速度分別為26.5 m、120 km/h，路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混凝土。該高速公路項(xiàng)目主線共計(jì)136.152 km，在此過(guò)程中，共有橋梁80 座，全長(zhǎng)28.672 km，中小橋、大橋、特大橋分別39 座、37 座、4座，長(zhǎng)度分別為5 460 m、16 859 m、6 352.5 m，此外，含有394 道通涵，隧道12 座，共計(jì)20 535 m，在該項(xiàng)目隧道結(jié)構(gòu)中，短隧道、中隧道、長(zhǎng)隧道分別5座、5 座、2 座，三種規(guī)格的隧道單洞長(zhǎng)分別為3 428 m、6 830 m、10 277 m，對(duì)整個(gè)高速公路工程項(xiàng)目的橋隧比進(jìn)行測(cè)算，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目橋隧比可達(dá)28.6%。

3.2 技術(shù)措施

3.2.1 強(qiáng)化材料控制

3.2.1.1 配合比控制

配合比是否適宜可直接影響橋隧混凝土質(zhì)量，在案例工程，水泥：砂：石子：水：摻合料：外加劑的比例為1:2.74:3.59:0.52:0.327 6：0.030 6，其中摻合料為粉煤灰，用于改善和易性及干縮性，而外加劑為10%的WEA 微膨脹劑。

3.2.1.2 引用新型材料

案例工程引入了鋼纖維混凝土材料，其單絲抗拉強(qiáng)度至少需600 MPa，并將鋼纖維摻量控制在0.6%～1.0%范圍內(nèi)。表4 為案例橋隧工程項(xiàng)目鋼纖維混凝土參數(shù)。

表4 案例橋隧工程項(xiàng)目鋼纖維混凝土參數(shù)

3.2.2 處理裂縫病害

第一，預(yù)埋冷卻水管。

案例橋隧項(xiàng)目中，冷卻水管道為鍍鋅鋼管，規(guī)格Φ32 mm，以1 m 為間距進(jìn)行布置，橫向設(shè)置兩層冷卻水管，冷卻水管兩層間隔50 cm。側(cè)墻混凝土冷卻水管豎向方向設(shè)置3 層，以40 cm 為橫向間距，而頂板混凝土冷卻水管橫向方向設(shè)置3 層，以45 cm 為間距控制上下間距?；炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)設(shè)置測(cè)溫管，用于監(jiān)控混凝土溫度參數(shù)，待冷卻水管全面覆蓋后通水，此時(shí)按照40 ℃為限值控制出水口水溫，即水溫必須低于40 ℃，同時(shí)，要求出水溫度與進(jìn)水溫度之間的差值低于10 ℃。在通水期間，需依據(jù)混凝土溫度情況控制水量，若混凝土內(nèi)外溫差超出20 ℃，則需更換循環(huán)用水，或加大水量，待內(nèi)外溫差低于5 ℃后停止混凝土冷卻。

第二，引入修補(bǔ)材料。

（1） 采用壓力注入技術(shù)，對(duì)寬度低于0.5 m 的裂縫進(jìn)行修復(fù)。

（2） 借助噴涂技術(shù)，可直接修復(fù)2.5 mm 的裂縫。

（3） 若裂縫寬度低于3 mm，裂縫較小，則可運(yùn)用伸縮縫技術(shù)進(jìn)行處理。

（4） 若發(fā)現(xiàn)裂縫問(wèn)題嚴(yán)重，現(xiàn)已發(fā)展為寬度為1.0～2.0 cm 槽，則需借助擴(kuò)徑器進(jìn)行處理。

第三，脫空灌漿技術(shù)。

（1） 定孔。

若發(fā)現(xiàn)混凝土面板存在垂直裂縫，可按照1.2 m間隔設(shè)置灌漿孔。

（2） 鉆孔。

對(duì)灌漿鉆孔位置進(jìn)行標(biāo)注，并運(yùn)用51 mm 鉆頭進(jìn)行施工。

（3） 制漿。

控制水泥與水的比例，用于保障水泥漿裂縫修補(bǔ)效果，同時(shí)降低化學(xué)收縮率、干燥收縮率。

（4） 壓漿。

將水泥漿灌入注漿管內(nèi)，并將注漿管插入孔洞中，待密封與固定結(jié)束后，啟動(dòng)水分泵進(jìn)行壓漿[3-4]。

（5） 封孔。

待固井施工完畢并鉆芯后封閉接合孔，待10～20 min 后，去除芯子，靜置6 h 后，運(yùn)行CEB-M 進(jìn)行孔洞連接。

（6） 裂縫封閉。

待注漿10 h 后借助CEB-3 封閉裂縫。案例橋隧工程在隧道端應(yīng)用該技術(shù)加固結(jié)構(gòu)，其技術(shù)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 脫空灌漿技術(shù)結(jié)構(gòu)

3.3 模板安裝與拆除

橋隧混凝土結(jié)構(gòu)澆筑之前需安裝模型，于模板表面涂抹脫模劑，完成混凝土模板安裝后校驗(yàn)平面位置及高程，盡可能縮小誤差[5]。完成澆筑振搗后需以混凝土強(qiáng)度為依據(jù)控制拆模時(shí)間，待混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到8.0 MPa 后方可拆模，此外，其問(wèn)題條件可在一定程度上影響拆模時(shí)間，晝夜平均氣溫與最早拆模時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表5。

表5 橋隧混凝土結(jié)構(gòu)最早拆模時(shí)間

3.4 分層澆筑施工

案例工程項(xiàng)目引入分層澆筑方式。澆筑期間應(yīng)注意控制混凝土入模溫度，要求其低于28 ℃，為達(dá)到該入模溫度標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)注意控制拌合水溫度，并依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)溫度情況冷卻骨料，或澆水加冰處理石子。案例橋隧混凝土施工項(xiàng)目分層連續(xù)澆筑，以1.25 倍的振搗半徑為依據(jù)確定分層厚度，同時(shí)該分層厚度需低于30 cm，由邊至中間進(jìn)行澆筑。

3.5 養(yǎng)護(hù)及保溫

在案例項(xiàng)目中，采用灑水處理、麻袋覆蓋的方式進(jìn)行保溫與保濕，將麻袋外掛于側(cè)模位置，同時(shí)做好測(cè)溫工作，以此為依據(jù)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)措施。借助保溫材料將日降溫速度控制在2 ℃/d 范圍內(nèi)，并將內(nèi)外溫差限制在25 ℃以內(nèi)。完成澆筑后，需于1 h 節(jié)點(diǎn)測(cè)量第一次混凝土溫度，后以2 h 為間隔測(cè)量1 次，連續(xù)測(cè)溫5 d 后，將測(cè)溫間隔調(diào)節(jié)為4 h，直至混凝土溫度穩(wěn)定。在保障混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量基礎(chǔ)上，需做好排水施工，設(shè)置排水溝，為避免其堵塞，增設(shè)橡膠止水帶結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2），圖2 內(nèi)標(biāo)號(hào)1～3 分別為混凝土結(jié)構(gòu)、止水帶、填縫材料。

圖2 橡膠止水帶結(jié)構(gòu)（單位：mm）

4 結(jié)論

綜上所述，在高速公路橋隧工程項(xiàng)目中，必須重視混凝土施工作業(yè)，并注意把控橋隧相接參數(shù)，做好隧道洞口施工及橋臺(tái)施工。結(jié)合案例高速公路項(xiàng)目來(lái)看，應(yīng)從多個(gè)方面把控好施工技術(shù)要點(diǎn)，以此全方位保障高速公路橋隧混凝土工程施工質(zhì)量。