南岙隧道水泥混凝土路面施工技术

王培浪

（苏州工业园区建设监理有限责任公司，江苏 苏州 215021）

1 工程概况

南岙隧道位于浙江省温州市永嘉县境内，为左右分离式单向行车隧道，其中左线全长1 126m，纵坡为-1.79%；右线全长1 095m，纵坡为-1.90%。设计技术标准为山岭重丘区高速公路隧道，计算行车速度为80km/h，洞内路面设计荷载为：汽超—20，挂车—120，单面横坡坡度为2%。

隧道路面采用水泥混凝土刚性路面结构，路面净宽8.20m，面板厚26cm，混凝土强度等级为C40,其设计弯拉强度为5MPa，面层下设15cm厚C15贫混凝土基层。

2 施工准备

施工的准备工作包括：

a）面板铺筑前，应对基层进行全面检测，清除基层上的所有灰尘、杂物等，并且用水冲洗干净，当基层出现破损、裂缝、压坏时，应采取有效措施进行彻底修复；

b）恢复路面中线及边线，每10m设一中桩及边桩，对每一个放样桩位进行高程测量，应与设计高程一致，经复核无误后，方可架设导线，准备立模；

c）确定混凝土配合比设计，使其满足弯拉强度、工作性、耐久性，开工前要对各种原材料以及砂石含水率进行检测，确定具体施工配合比，同时必须指定专人严格控制拌合物的水灰比、坍落度及其损失率、单位水泥用量、外加剂用量等，不得随意更改混凝土配合比；

d）模板应采用具有足够刚度、强度的槽钢，其中侧模及横向施工缝端模应按图纸设计的拉杆、传力杆直径和间距设置插入孔，另外按照已经布好的导线方向和高度立模板，待模板安装完毕并检验合格后，给内表面涂脱模剂；

e）在隧道洞口外附近设置一座强制式拌合站集中拌合，根据拌合物的粘聚性、均质性以及稳定性进行试拌，确定最佳拌合时间；

f）选配车况优良的自卸汽车运送混凝土，且保车箱洁净，洒水润壁，车箱板应平整光滑，后挡板应关闭紧密，运输时不漏浆撒料；

g）施工段应准备足够的照明设施。

3 三辊轴机组铺筑

三辊轴整平机是水泥混凝土路面施工的中档机械，经过多年的实践不断改善施工工艺和配套机具，使施工质量达到高速公路施工技术要求，是一种简单实用、经济性较好的混凝土路面施工主导机械。

3.1 三辊轴整平机振动、整平工作原理

在三辊轴整平机前进过程中，前振动辊高速转动，由于振动辊的偏心布置，使得与振动辊接触的混凝土受到打击，表面骨料下沉，砂浆上浮，起到提浆作用；另一方面，振动辊由后向前转动和三辊轴整平机向前行走的复合运动，使混凝土表面受到向前的剪切切削作用，将振动辊前方高出的混凝土向前推移，行进过程中填平低洼地段，起到整平作用。后退时振动辊停止振动，实行静滚压，消除振动辊击打混凝土时留下的条痕。通过振动辊前行振动，振动力通过混凝土表面将振动能传递到混凝土内部，使混凝土内部进一步密实，从而达到整平振实的目的。

3.2 三辊轴机组施工工艺

由于三辊轴整平机本身的局限性，需要配合人员和辅助机具较多，主要工艺流程为：布料→密集排振→拉杆安装→人工补料→三辊轴整平→精平饰面→拉毛→切缝→养生→刻槽→填缝。

人工布料，必须确定适当的松铺厚度，一般根据施工经验，随现场拌合物坍落度变化而有所差别。坍落度为10～40mm的拌合物，松铺系数为1.12～1.15。对于坍落度较大的拌合物，易密实，一般松铺厚度较小，而对于坍落度小的拌合物，因内部骨料支立作用，造成空隙较大，一般松铺厚度应偏大些。由于混凝土的流动性，横坡高侧也应比低侧有稍大的松铺厚度。

由于三辊轴整平机的振动辊只能对混凝土的表层起振捣作用，因此必须配备排式振捣机进行充分振实。排式振捣机的工作过程可采取连续拖行式或间歇插入式。连续拖行式行走速度必须满足拌合物振动排气时间要求，根据试验行驶速度宜控制在4m/min左右。因为混凝土坍落度的变化，振动排气时间也是变化的。对于间歇插入振动方式，其移动距离和振动时间是通过操作员直接控制的，一般采用间隔50cm插入振动1次，在振动有效范围内，振动时间15～30s左右，振动密实效果同样满足施工要求。最终以拌合物表面不露粗骨料、不再冒气泡并泛出水泥浆为准。

面板振实后，应随即安装拉杆。单车道摊铺的路面，在侧模预留孔中按设计要求人工插入，定位必须精确。

面板振实且安装拉杆后即可开始整平作业。三辊轴整平机按作业单元分段整平，应采用前进振动、后退静滚方式作业，宜分别滚压2～3遍，最佳滚压遍数应经过试铺确定。在整平机作业时，应有专人处理轴前料位的高低情况，过高时，应辅以人工铲除，过低时，应使用混凝土找补。表面砂浆厚度宜控制在（4±1）mm，对于整平机前方表面过厚、过稀的砂浆必须刮除丢弃。

事实证明，三辊轴整平机整平后的路面，其平整度是达不到规范要求的，因此在整平作业完成后，应根据混凝土表面泌水情况，采用3m刮尺，在纵、横两个方向进行精平饰面。将表面泌水稀浆，以及整平机无法整平的局部微小突起部位必须刮除，出现混凝土过高的部位，可采用人工铲除。对于局部低凹部位，应立即用混凝土或砂浆补平，再用刮尺刮除多余砂浆。每次作业时需重叠三分之一，以保证不出现漏刮部位，经过刮尺刮除后，基本保证了平整度要求。

刮平作业时间至关重要，进行过早，由于混凝土表面强度低，无法承受刮尺的重力，刮尺下陷，无法刮平。进行过晚，则无法刮除突起部位，且对低凹处填补砂浆时，难以结合，造成分层现象，留下质量隐患。

刮平作业完成后，混凝土表面泌水现象已经消失，接近初凝状态，此时采用3m直尺进行平整度检测。对发现不合格部位再次采用抹刀抹面，消除检尺痕迹和表面砂眼麻面现象，并使表面磨耗层的强度进一步增强，最终表面平整度达到要求。

刮尺、抹刀的直线度是保证精平的关键。对于刮尺和抹刀应当经常进行检查校正、更换，特别是每班开工前必须进行此项工作，以免发生变形，影响路面平整度。

3.3 三辊轴机组施工常见病害及预防措施

3.3.1 表面砂眼、麻面

混凝土表面出现砂眼、麻面，一般因为布料过高，且混凝土中砂粒径过大。在整平过程中，整平机将表面砂浆层推走，而多余骨料由于相互嵌锁着，无法推走，且在使用刮尺刮除整平机无法整平的突起部位时，使表面更加粗糙，难以抹平，以至最终收面时，对微小孔隙不能消除。对于此种情况，应加强检测砂的细度模数，在刮尺刮除后，立即将粗糙骨料部位补上砂浆，用抹刀进行抹平，最终收面之前，再用小抹刀细心操作，一般可消除。

3.3.2 表面裂纹

表面细微裂纹多因成型后的混凝土表面稀浆过多，风速及气温较高时，水分散失过快所致，特别是对于局部低凹点采用砂浆填补，砂浆层较厚，失水收缩较大，而砂浆的早期强度低，无法克服较大的收缩应力，而使混凝土表面产生细小裂纹。严格控制施工过程中的水灰比，尽可能将表层多余稀浆刮除，收面后及早进行养生，降低水分蒸发速度，可起到良好的控制裂纹作用。

3.3.3 侧面蜂窝

由于支立模板不牢固，下部未充分垫实，造成漏浆现象，或振捣不密实等原因使混凝土路面边侧出现孔洞现象，形如蜂窝。为此应重点加强支立模板工作和调整振捣器位置，以达到消除的目的。

4 接缝施工

4.1 纵向施工缝

对于纵向施工缝，应注意以下事项：

a）由于路面宽8.2m，为双车道，所采用的三辊轴整平机的施工宽度只有1个车道，自然留下1条全隧道贯通的纵向施工缝；

b）纵向施工缝为平缝加拉杆型，拉杆为φ16带肋钢筋，长80cm，位置在1/2板厚处，缝两边等长，可在混凝土振实过程中从侧模预留孔中手工插入，拉杆应固定牢靠，不得松动、碰撞或拔出；

c）纵缝施工时应对已浇混凝土板的缝壁均匀涂刷2～3遍沥青，且应避免将沥青涂刷在拉杆上。

4.2 横向缩缝

对于横向缩缝，施工中应注意如下事项：

a）为抵抗混凝土的冷缩应力而设置的横向缩缝，采用假缝加传力杆的形式处理，传力杆为φ30光圆钢筋，长50cm，3/5涂沥青，制备传力杆时，钢筋两端要锯断，不应剪切断，以保持完整的圆截面，达到端部光滑，不带刺角，传力杆可用前置钢筋支架法施工，但这样会影响摊铺速度，且投资增大，也可先铺1/2板厚的混凝土，振捣密实后人工植入，并在路侧缩缝切割位置做好标记，保证切缝位于传力杆中部；

b）缩缝均应使用切缝法，该法主要用切割机进行硬切缝，一般缝宽5mm，过窄的缝在封填时有困难，缝深约为板厚的1/4～1/3，操作时要做到缝宽、缝深一致，该法有时也配合使用压缝法，但若压缝施工工艺不细致，极易造成压缝处平整度差，缝边混凝土易破碎，所以一般不提倡使用；

c）切缝必须及时，不宜早不宜晚，过早则混凝土会破损，过晚面板会开裂，一般以混凝土达到设计强度的25%～30%为宜，目前也有单位用250～300℃·h（浇筑后的时间与日平均气温之积）来掌控切缝时间；

d）缩缝外观力求美观整齐，横向相邻的缩缝对齐，锯缝后及时用高压水和空气冲洗干净，清除缝内锯屑和杂物，为填缝打好基础。

4.3 横向胀缝

对于横向胀缝，施工中应注意如下事项：

a）胀缝是用于释放面板积累的膨胀变形量而设置的，是为了防止热天面板的膨胀隆起所采取的措施，若胀缝板和传力杆施工时位置不正确、传力杆活动端不自由、胀缝面不垂直、缝内掉入石子等硬物、缝两侧强度不均匀等均会造成面板的破损、错台现象，对于胀缝施工工艺复杂、要求高，不合格的胀缝会加剧对面板的破坏，因此胀缝施工时必须认真操作；

b）胀缝传力杆制作要求同缩缝传力杆，缝宽2cm，其应与路中线垂直，传力杆必须平行于路面中心线，缝隙宽度一致，缝中完全不连浆，胀缝板采用经沥青浸制的软木板，应连续贯通整个路面板宽度；

c）传力杆的活动端要能自由活动，这样面板膨胀时才不至被顶坏或拉破，安装时要求将传力杆活动端放入套管内，活动端在缝的两边交错布置，外面再用塑料布包裹并缠在传力杆上，以防混凝土进入套管中。

4.4 横向施工缝

每日施工结束，或浇筑混凝土过程中应故中断，超过混凝土初凝时间时，必须设置横向施工缝，其位置宜设在胀缝或缩缝处，确有困难不能重合时，施工缝应采用设螺纹传力杆的企口缝形式。

4.5 填缝

填缝过程中应注意如下事项：

a）填缝要及时，在混凝土养生期后立即进行，填缝是一道需要仔细的工序，它的质量好坏直接影响到路面的使用效果，近年来随着修建水泥混凝土路面的增多，其重要性逐渐被认识；

b）目前，常用的填缝料有两大类，即：加热施工式，主要有聚氯乙烯胶泥、沥青玛蹄脂类、改性沥青类等；常温施工式，主要有聚氨脂、氯丁橡胶类、沥青橡胶类等，本项目采用聚氯乙烯胶泥，它具有良好的耐热性和低温塑性，且抗老化力强、耐久性好，价格也适中；

c）填缝之前，应先清除缝隙内夹杂的砂石、凝结的水泥浆等，再用高压水和高压空气彻底清除接缝中的灰尘及其他污物，确保缝壁及内部清洁、干燥；

d）填缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续贯通，填缝料不得缺失、开裂和渗水，热天应与面板齐平，冷天宜稍低于面板，填缝完成后应养生；

e）胀缝应先凿去接缝板顶部软嵌入的木条，涂粘结剂后再灌填缝料。

5 抗滑构造施工

为了保证行车安全，混凝土面板应具有粗糙抗滑的表面，提供足够的摩擦力，这可以通过微观拉毛和宏观刻槽来实现。

5.1 拉毛

在混凝土表面修饰整平后即可进行，推荐使用硬毛刷顺横向在混凝土表面轻轻刷毛，刷毛的深度主要靠施工人员的熟练技术经验来掌握。有的单位用钢支架拖挂叠合麻布、帆布或棉布，润湿后做拉毛处理，这种方法的拉毛深度不好控制，且水泥浆容易粘在麻布上，不好清理，影响拉毛效果。

5.2 刻槽

刻槽须做到如下几点：

a）当混凝土抗压强度达到设计值的40%，用自行式混凝土刻槽机进行刻槽不啃边时，便可开始刻槽作业，宜在两周内完成；

b）一般路段采用纵向刻槽，可以减小隧道内的噪音，槽宽3mm，深3～5mm，间距24mm；洞口过渡段采用横向刻槽，槽宽3mm，深3～5mm，间距36mm；

c）纵向刻槽每个作业段尽可能长一些，并注意各个作业段之间槽的对齐，横向刻槽则要注意刻到板边，以利于排水通畅；

d）刻槽完成后应随即将路面冲洗干净，并恢复养生。

6 养生

养生的目的和方法如下：

a）一般情况下，拉毛处理完成，混凝土表面具有一定的强度后，应及时进行养生；

b）养生的主要目的在于保持适宜的温度、湿度条件，一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的影响，防止收缩裂缝的产生，一方面提供使水泥水化所需的适宜温度、湿度，使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力；

c）最常用的养生方法一般为洒水覆盖保湿养生，用保湿膜、土工布、麻袋或草帘等覆盖于混凝土表面以及混凝土板边侧，并及时洒水，保持混凝土表面始终处于潮湿状态，起保温保湿作用；

d）养生时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定，不宜小于设计值的80%，应特别注意前7d的养生，一般养生天数宜为14～21d，高温时不宜小于14d，低温时不宜小于21d；

e）距离洞口较近处应加强养生，因为此处的温度、湿度等条件受外界自然环境影响较大，而距离洞口较远处的温度、湿度适宜，且变化较小，利于混凝土的养生；

f）养生初期，严禁人、畜、车辆通行，在达到设计强度的40%后，行人方可通行，达到设计弯拉强度，且填缝后，方可开放交通。

7 结语

路面施工完成后，按照相关规范要求进行全面质量检测，结果显示弯拉强度、板厚度、平整度三大关键质量指标，以及抗滑构造深度、平纵线形、接缝施工质量、表观质量等须完全符合要求。

在高速公路隧道内铺筑高质量的水泥混凝土路面，从设计到施工之间影响因素很多，一些理论和实践仍有待进一步探讨和改进。以上仅对三辊轴机组施工工艺加以介绍，其实践效果良好，可见针对具体施工只要多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，施工质量完全可以达到规范标准。

[1]JTJ 042—94，公路隧道施工技术规范[S].

[2]JTG D40—2002，水泥混凝土路面设计规范[S].

[3]JTG F30—2003，公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].