客專樹(shù)木嶺隧道大體積混凝土施工技術(shù)總結(jié)

劉本棟

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司　湖南　長(zhǎng)沙　410000）

客專樹(shù)木嶺隧道大體積混凝土施工技術(shù)總結(jié)

劉本棟

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司湖南長(zhǎng)沙410000）

通過(guò)長(zhǎng)株潭城際鐵路樹(shù)木嶺隧道洞身明挖段主體結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工的實(shí)例，就大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，以供同類工程有應(yīng)用參考。

隧道；大體積混凝土；施工技術(shù)

1　引言

大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。近年來(lái)，隨著地鐵和高鐵的迅猛發(fā)展，大體積混凝土越來(lái)越多的應(yīng)用在鐵路施工中。但由于大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚實(shí)、混凝土量大、工程條件復(fù)雜（一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）、施工技術(shù)要求高、水化熱較大，易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形、易產(chǎn)生裂縫等特點(diǎn)，在施工過(guò)程中，應(yīng)該注意選擇施工材料、制定混凝土澆筑方案和溫控措施等保證施工質(zhì)量。本文就長(zhǎng)株潭城際鐵路樹(shù)木嶺隧道洞身明挖段主體結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工技術(shù)做了總結(jié)。

2　工程概況

樹(shù)木嶺隧道洞身明挖段施工里程為DK8+902.5～DK9+743，合計(jì)840.5m。DK8+902.5～DK8+921.5為盾構(gòu)始發(fā)井，DK8+921.5～DK9+741.5為明挖區(qū)間，后接湘府路站，為便于出渣，在DK9+ 055、YDK9+045處設(shè)置出渣井2座，為防災(zāi)救援需要，于DK9+ 350、YDK9+340.447、處設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，隧道軌面標(biāo)高25.5～32.0m，隧道上方規(guī)劃為圭塘河風(fēng)光帶，規(guī)劃地表標(biāo)高為46.5～50.0m，隧道左右線間距為18m，明挖區(qū)間采用兩分離的鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)。

盾構(gòu)井段（DK8+902～921.5）主體結(jié)構(gòu)底板厚1.3m，底板尺寸33m×19.5m，一次性混凝土澆筑方量估計(jì)為837m3，屬于大體積混凝土。

3　施工準(zhǔn)備工作

大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，為了避免混凝土施工因水泥的水化熱引起的溫度應(yīng)力裂縫，需要合理選材，加強(qiáng)施工中的技術(shù)措施準(zhǔn)備，確保主體結(jié)構(gòu)底板大體積混凝土施工的質(zhì)量得到保證。

3.1材料選擇

（1）水泥：客專鐵路混凝土施工采用高性能混凝土，選用的水泥必須水化熱要低，而普通水泥產(chǎn)生的水化熱普遍較高，施工中一般采用P.O.42.5硅酸鹽水泥，水泥3d的水化熱不宜大于240kJ/kg，7d的水化熱不宜大于270kJ/kg，水泥中的鋁酸三鈣含量不宜大于8%，水泥在攪拌站的入機(jī)溫度不應(yīng)大于60℃

（2）粗骨料：采用碎石粒徑10～31.5mm，含泥量不大于0.5%。為了保證混凝土的和易性和強(qiáng)度，應(yīng)對(duì)碎石的粒徑、級(jí)配進(jìn)行詳細(xì)配比，做到粒徑大，級(jí)配良好，從而盡量降低水和水泥的用量。

（3）細(xì)骨料：采用中砂含泥量不大于3%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

（4）粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。

（5）外加劑：根據(jù)設(shè)計(jì)具體要求進(jìn)行，可以改善混凝土拌合物流變性能，調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能，改善混凝土耐久性等。

3.2混凝土配合比

（1）施工用混凝土由工區(qū)攪拌站供應(yīng)，因此要求混凝土攪拌站和實(shí)驗(yàn)室根據(jù)設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)和要求，提前對(duì)混凝土進(jìn)行試配。

（2）混凝土配合比的確定應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》及《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）粉煤灰用量以粉煤灰的細(xì)度、粉煤灰的需水量、粉煤灰的活性確定。并根據(jù)其性能，再以實(shí)際試配最終確定配合比。

3.3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

（1）主體結(jié)構(gòu)底板鋼筋及墻插筋施工完畢，預(yù)留洞、預(yù)埋管、線到位，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

（2）主體結(jié)構(gòu)底板采用木模板，支撐必須牢固模。

（3）將底板上表面標(biāo)高抄測(cè)在墻鋼筋上，并作明顯標(biāo)記，供澆筑混凝土?xí)r找平用。

（4）澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋的測(cè)溫管及保溫隨需的塑料薄膜、土工布等應(yīng)提前準(zhǔn)備好。

（5）進(jìn)行施工用電線路檢查，以保證混凝土振搗及施工照明用電。

（6）架子隊(duì)長(zhǎng)、技術(shù)主管到場(chǎng)參與協(xié)調(diào)、指揮大體積混凝土澆筑，安全員、質(zhì)檢員、施工員深入施工一線，跟蹤監(jiān)督檢查現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況，保證混凝土連續(xù)澆灌的順利進(jìn)行。

（7）及時(shí)了解天氣預(yù)報(bào)，應(yīng)避開(kāi)雨天進(jìn)行混凝土澆筑施工。

4　大體積混凝土施工

4.1混凝土的輸送方式

（1）采用混凝土泵車(chē)泵送混凝土施工。

（2）盾構(gòu)井段底板采用兩臺(tái)汽車(chē)泵同時(shí)施工，汽車(chē)泵設(shè)在盾構(gòu)井南側(cè)基底平臺(tái)上，東西兩側(cè)各一臺(tái)。

（3）隧道流水段底板采用一臺(tái)汽車(chē)泵施工，汽車(chē)泵設(shè)在隧道左右線結(jié)構(gòu)外中間的施工便道上。

4.2混凝土的澆筑順序

（1）盾構(gòu)井段底板混凝土澆筑時(shí)兩臺(tái)泵車(chē)同時(shí)從東西兩側(cè)向中間順序澆筑，泵車(chē)停放位置及澆筑順序如圖1所示。

圖1　盾構(gòu)井底板混凝土澆筑順序示意圖

（2）隧道區(qū)間底板混凝土澆筑時(shí)1臺(tái)泵車(chē)停放在靠近隧道左右線結(jié)構(gòu)外側(cè)的便道上，由北向南順序澆筑施工，泵車(chē)停放位置及澆筑順序如圖1所示。

5　大體積混凝土溫度變化及其控制措施

本工程混凝土澆筑日期自2011年8月開(kāi)始，根據(jù)長(zhǎng)沙氣象資料，澆筑時(shí)年平均氣溫為25℃，混凝土澆筑氣溫為33℃。為防止大體積混凝土因內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的裂縫，制定溫度應(yīng)力估算及采取的裂縫控制技術(shù)措施。

5.1溫度應(yīng)力的主要成因

（1）大體積混凝土在硬化期間，水泥水化后釋放大量的熱量，使混凝土內(nèi)部溫度升高，而暴露在外界環(huán)境中的混凝土表面則溫度較低，從而在整體的混凝土形成較大的溫差，混凝土整體形成內(nèi)部熱脹，外部冷縮的情況，稱為內(nèi)部約束應(yīng)力。

（2）混凝土的水化熱經(jīng)過(guò)3～7d達(dá)到溫度最高點(diǎn)，由于散熱導(dǎo)致冷縮，且由于水分的不斷蒸發(fā)和散失，加劇了混凝土的收縮，這種收縮產(chǎn)生的應(yīng)力稱為外部約束應(yīng)力。

5.2裂縫控制的施工技術(shù)措施

（1）養(yǎng)護(hù)時(shí)間：為了保證新澆筑的混凝土的整體質(zhì)量和強(qiáng)度，防止混凝土在早期產(chǎn)生干縮裂縫，混凝土在澆筑完成后的12h應(yīng)采取保濕措施。具體要求是：普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)不得少于14d，礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥拌制的混凝土不得少于21d；

（2）養(yǎng)護(hù)方法：大體積混凝土澆筑完成后應(yīng)采取保濕措施，冬季還應(yīng)采取保溫措施，具體的保濕措施為灑水或蓄水養(yǎng)護(hù)，也可以采取土工布等織物覆蓋并灑水保濕，必須時(shí)刻保持土工織物的濕潤(rùn)；

（3）灑水養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)混凝土表面泛白或出現(xiàn)細(xì)小裂紋時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，采取將混凝土結(jié)構(gòu)整體覆蓋灑水充足，并延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)天數(shù)等措施加以補(bǔ)救。

6　質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）混凝土原材進(jìn)場(chǎng)需取樣檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可使用。

（2）混凝土拌合要嚴(yán)格控制配合比偏差，骨料偏差為2%，水泥、粉煤灰、水、外加劑偏差為1%。

（3）混凝土攪拌出倉(cāng)后，要對(duì)每車(chē)混凝土進(jìn)行檢查，測(cè)定混凝土的坍落度、溫度和含氣量。混凝土罐車(chē)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，嚴(yán)禁隨意加水調(diào)整坍落度，會(huì)導(dǎo)致混凝土和易性差甚至離析。

（4）在底板混凝土澆筑過(guò)程中，要派2～3人看模、看筋，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，底板混凝土澆筑面的標(biāo)高，嚴(yán)格按放線人員測(cè)定的標(biāo)高來(lái)控制。

（5）在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa以前，不允許上人進(jìn)行下道工序施工作業(yè)。

（6）加強(qiáng)混凝土試塊制作及養(yǎng)護(hù)的管理，試塊拆模后及時(shí)編號(hào)并送入標(biāo)養(yǎng)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

7　結(jié)束語(yǔ)

總之，大體積混凝土是目前城際鐵路城市地下車(chē)站和隧道應(yīng)用較多的一項(xiàng)新技術(shù)，只要嚴(yán)格按照施工規(guī)范，制定合理的施工方案，控制好施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，保障混凝土供應(yīng)，落實(shí)溫控措施等，就能保證混凝土的施工質(zhì)量，達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu)良的效果。

[1]《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）[S].

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50204-2011）[S].

U455.4

A

1673-0038（2015）41-0272-02

2015-9-12

劉本棟（1985-），男，中級(jí)，本科，主要從事城市軌道交通和地下暗挖工程的施工管理工作。