港珠澳大桥西人工岛敞开段隧道清水混凝土施工

刘昊槟，孟令月，贾紫阳

港珠澳大桥西人工岛敞开段隧道清水混凝土施工

刘昊槟，孟令月，贾紫阳

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

为提升港珠澳大桥隧道口部整体景观效果，敞开段隧道外露面均采用饰面清水混凝土施工工艺。结合敞开段隧道清水混凝土施工条件，通过确定方案、固定工序、优化工艺等过程，稳步提高清水混凝土施工水平。在施工过程中采用高效高品质模板系统、高频振捣棒及稳定性高的混凝土，有效提高了清水混凝土表观质量，同时避免了混凝土的漏浆、气泡、麻面等缺陷。

港珠澳大桥；清水混凝土；清水模板；施工技术

1 工程概况及特点分析

1.1 工程概况

港珠澳大桥岛隧工程通过东、西人工岛实现桥隧转换，其中人工岛上设置岛上段隧道暗埋段、敞开段，以进行岛桥过渡及岛隧过渡。隧道敞开段分为减光段及U形槽段，横断面为山形结构，宽度由43.54 m变化至56.48m，双向六车道，设置2.98%纵坡。隧道主体结构设计使用年限为120 a，结构安全等级及防水等级均为一级。敞开段（含减光段）主体结构侧墙外露面采用饰面清水混凝土。敞开段减光段部分起讫里程为K12+ 781.0~K12+891.0，长110m，主要包含OW 1段—OW 4段共4个节段，其中OW1段与暗埋段相接；U形槽段起讫里程桩号为K12+891.0—K13+108.0，长217 m，包含有OW 5—OW 10共6个节段。其中，OW9段与匝道联通形成岛上互通，OW 10段与路基段相接形成岛桥过渡。敞开段隧道OW1—OW3段平面布置见图1。

减光段底板最厚处达3.15 m，最薄处为2.4 m，外伸趾板伸出侧墙外边线约2.5m；侧墙厚度均为2.51m（除OW1段为2.91m外），中墙厚度为1.1 m；侧墙墙顶面水平，中墙顶面坡度为8%。西人工岛敞开段隧道典型断面如图2所示。清水混凝土墙体标准分段长度为15m，各节段间均设置宽8mm变形缝。

图1 敞开段隧道OW 1—OW 3段平面布置图Fig.1 Plan layoutof segmentsOW 1-OW 3 of open tunnel

图2 西人工岛敞开段隧道典型断面图（剖切里程K12+813.0）Fig.2 Sectional view ofopen tunnelatW est Island(K12+813.0)

1.2 特点分析

与常规清水混凝土施工工艺相比，敞开段隧道清水混凝土主要有以下特点:

1）结构断面形式多。敞开段隧道结构断面形式复杂多变，侧墙厚度由2.91 m渐变至1.2 m，最高处达9.9 m；中墙厚度为1.1 m，最高处达15.2m。

2）模板设计与安装难度大。中墙及侧墙采用饰面清水混凝土，混凝土表观质量要求高，对模板设计及安装提出严峻挑战。

3）清水混凝土要求高，施工组织难度大。敞开段隧道属大体积混凝土[1]，而且无法避开高温时段浇筑，混凝土分层间易出现分层痕迹，施工组织困难。

2 施工工艺及方法

2.1 钢筋绑扎

敞开段隧道各个节段钢筋均采用HRB400级钢筋，检验符合设计及规范要求后，运至现场。2.1.1钢筋连接点的设置

为提高钢筋原材利用效率，对钢筋的接头位置进行统筹考虑。侧墙及中墙结构底口坡度为2.98%，中墙顶部坡度为8%，侧墙顶部水平，需将钢筋预留部分进行合理断开，中墙钢筋预留部分顶部坡度设置为8%，侧墙顶部设置为水平。以中墙为例，主筋预留部分顶部坡度设置为8%，钢筋绑扎时，接驳相同长度的钢筋。

2.1.2 钢筋绑扎

根据节段施工缝及变形缝位置由东向西进行敞开段钢筋绑扎，高度最高达15.2 m，竖向钢筋分次接高，顺序为:底板预留插筋→搭设工作支架并安装劲性骨架→预留钢筋接高（图3）。钢筋混凝土垫块强度等级、密实度及颜色应与结构混凝土相同，为带波纹长条形垫块，波纹侧与模板接触，减少垫块与模板的接触面积。

图3 侧墙钢筋安装工艺示意图Fig.3 Technology for fixing of reinforcement

2.2 模板工程

2.2.1 模板拼装

清水混凝土模板及台车等进场后，运输至拼装区附近存放，并做好防潮、防晒、防火措施，设置警示标识牌，同时设置3个顶面水平的4 M×16 m模板组拼平台。模板拼装顺序如下:1）将主围囹放置在平台上，围囹间距150 cm；2）按照设计位置摆放24 cm木工字梁；3）满铺2 cm“衬板”；4）“衬板”和面板铺设完成后将其从平台上架起，架起高度约180 cm；5）在模板下方将清水混凝土面板钉装在“衬板”上；6）钉装完成后，将模板翻转；7）安装调整杆、工作护栏等；8）将模板安装在台车上，完成拼装。

模板拼装时，标准板面间设置1 mm厚、10 mm宽单面胶止浆胶条，止浆条边缘距离标准板面内侧1mm。具体做法如图4所示。

图4 模板板面间止水胶条示意图Fig.4 Rubberwater stop between panelsof formwork

2.2.2 模板安装

敞开段隧道首节段模板安装及垂直度调整仅需斜撑支撑，属常规工艺。首节段混凝土施工完成后将台车与模板连接成一体，之后各节段使用台车将模板移至设计位置并进行模板安装。首节段之后各节段模板安装如下。

1）脱模剂涂抹。首节段之后，模板与台车连接成一体。首先进行模板清理，然后使用棉纱对模板整体进行脱模剂涂抹。

2）模板安装。上一浇筑段模板改装、清理完成后，台车连同模板移至本浇筑段上方，拆除1.4 m调整杆，使用手扳葫芦将模板拉近至离墙面约5 cm，安装1.8m调整杆，使用1.8m调整杆将模板拉至设计位置（图5），使用台车顶部上下调整杆及千斤顶调整模板上下位置并加固。

图5 调整杆位置示意图Fig.5 Position ofadjusting rod

2.2.3 模板拆除

模板拆除时，首先拆除端头模板，使用1.8 m调整杆将模板与混凝土面拉离约5 cm，拆除1.8 m调整杆，使用手扳葫芦将模板拉离墙体约50 cm，安装1.4 m调整杆，将模板与台车再次连为整体，采用扁铲、棉布、高压水枪等进行模板清理，然后喷涂脱模剂，准备进行下一节段模板安装。

3 清水混凝土施工

3.1 混凝土搅拌、运输

在西岛南北两侧各设立1台2 m3强制式双卧轴拌和站，保障混凝土连续浇筑。待第一盘混凝土和易性、含气量及坍落度等性能指标能满足要求后，开展正式混凝土拌合及浇筑，并对每一批次混凝土进行质量检验，检验合格后方能运至现场。混凝土经岛上循环道路运输至待浇筑区域，采用汽车泵进行泵送。混凝土坍落度控制在200 mm±20mm，并实测出机、入模温度。

3.2 混凝土浇筑

敞开段首节段施工时，汽车泵布置在邻近暗埋段顶板上。首节段之后节段施工时，汽车泵开上敞开段首节段行车道底板上，通过浇筑通道浇筑混凝土。如此，泵车均布置在前一节段行车道底板处，依次浇筑。

浇筑侧墙及中墙时，由东向西往复式浇筑振捣，间隔2~4 m设置一处φ20 cm串筒。每个浇筑区使用带标记的PVC管或其他方式测量下料厚度，确保分层厚度控制在30~50 cm之间。

3.3 混凝土振捣

混凝土浇筑时，在侧墙及中墙间隔3~5 m长度范围内设置一名振捣手，采用进口高频插入式振捣棒。振捣点离模板15~25 cm，并提前标记移动间距30~50 cm。振捣顺序从近模板处开始，先外后内，逐点进行。通过标记使振捣棒插入下层混凝土不少于12 cm，使用秒表控制振捣时间，每一振点的振捣停留时间为15 s，上提速度3.5~5 cm/s，以混凝土停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为度。

为防止顶部出现松顶形成色差，对顶层混凝土进行二次振捣，时间间隔约1 h，并根据天气情况、混凝土状态调整间隔时间。

3.4 混凝土养护

混凝土收面后，及时覆盖两层复合土工布（带一层塑料薄膜），侧面进行绑紧压实，确保密封保温保湿。在模板拆除后立即覆盖二层密封的复合土工布，塑料薄膜面贴紧混凝土面，密封保温保湿养护不少于14 d[2]。养护期间，采用绳索将复合土工布与混凝土面拉紧，派专人检查。

3.5 成品保护

为避免混凝土表面被雨水冲刷污染，模板拆除后立即将混凝土面密闭覆盖。侧墙循环水管出水口设置在非清水混凝土面，中墙设置在端头处，避免循环水管温控用水（含锈）污染清水混凝土表面。

混凝土强度达到1.2 MPa前，不得在其上踩踏或进行其他施工。在墙体两侧设置防护栏杆及架立警示牌架，以防乱涂、乱画或破坏清水混凝土表面。加强对施工缝凿毛质量控制，在结构四周（距边缘1 cm处）弹线、切缝，以防破坏混凝土边线顺直度。

敞开段隧道已完成节段侧墙及中墙清水混凝土观感质量较好，达到了预期的质量目标，为大面积施工积累了丰富的经验。混凝土观感质量如图6所示。

图6 清水混凝土整体质量Fig.6 Integralquality of fair-faced concrete

4 结语

本文介绍了在外海、高温及大体积等特殊条件下清水混凝土施工工艺，通过不断改进积累模板止浆、效果条加固、混凝土浇筑、养护及控裂等关键工序施工经验，辅以施工人员素质、经验不断提高，可最大限度地提升清水混凝土质量[3-4]，为特殊条件下清水混凝土施工提供借鉴。

[1]GB 50496—2009，大体积混凝土施工规范[S].

GB 50496—2009,Code forconstruction ofmass concrete[S].

[2]李本章.混凝土浇筑和养护技术探索[J].中国西部科技，2003（5）:50-51.

LIBen-zhang.The exploration of technology on concrete pouring and curing[J].Science and Technology of West China,2003(5): 50-51.

[3]JGJ169—2009，清水混凝土应用技术规程[S].

JGJ 169—2009,Technical specification for fair-faced concrete construction[S].

[4]吴平，王聪，邵亮，等.东人工岛挡浪墙墙身清水混凝土施工技术[J].中国港湾建设，2015，35（11）:73-76.

WU Ping,WANGCong,SHAO Liang,etal.Construction technology for fair-faced concrete ofprotectionwall in eastartificial island[J]. China Harbour Engineering,2015,35(11):73-76.

Construction of fair-faced concrete for open tunnel of thewest artificial island of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

LIUHao-bin,MENG Ling-yue,JIA Zi-yang
（No.1 Engineering Co.,Ltd.of CCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

In order to improve the landscape effect at the entrance of HZMB tunnel,fair-faced concrete isused.Based on the conditions for fair-faced concrete construction at the entrance of HZMB tunnel and byway ofdetermination of the construction scheme and working process and the optimization of the construction technology,the level of fair-faced concrete construction was improved steadily.With the use of high-efficiency and high quality formwork,high-frequency vibrators and high performance concrete,the apparent quality of the fair-faced concrete was significantly improved and such defects as grout leakage,bubblesand pitted surfaceswerealsoavoided.

Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge;fair-faced concrete;formwork for fair-faced concrete;construction technology

U655.56；TU755

B

2095-7874（2016）07-0076-04

10.7640/zggw js201607022

2016-05-11

刘昊槟（1983—），男，黑龙江佳木斯人，硕士，副主任工程师，高级工程师，建筑与土木工程专业。E-mail:283096684@qq.com