高精度狭长工艺隧道地坪施工技术

陶　金（上海建工七建集团有限公司，上海　200050）

本工程位于中国科学院上海应用物理研究所园区东北角，总建筑面积 6 919.5 m2。东西总长 293 m，南北最宽处 31 m，建筑高度 8.6 m，2 层，钢筋混凝土结构。加速器隧道为直线形，长约 260 m，基础底板厚 1 m，隧道墙板厚 1.5 m、2 m，顶板厚 1.5 m。

其中加速器隧道地坪施工总面积约 3 000 m2，包括束流诊断区及 3 个迷道的地坪。加速器隧道内地坪做法为(由上至下)：1 mm 厚封闭面层；1～2 mm 厚自流平环氧胶泥，强度达标后表面进行修补打磨；环氧底漆一道；200 mm 厚 C20 混凝土层；水泥砂浆一道(内掺建筑胶)结构混凝土底板。

1　工程难点分析

1.1　狭窄条件下超长工艺隧道地坪裂缝控制要求高

本工程加速器隧道长 293 m，宽 6 m，仅有少量迷道出入口。在如此狭长的空间内，需高标准、严要求完成 200 mm 厚钢筋混凝土整浇地坪形成了较大的施工难度。特别是地坪裂缝的控制中，对分层浇捣施工还是一次浇捣施工，对板块的大小的合理划分、浇捣流程部署、施工缝设置等施工措施将直接影响到地坪的裂缝控制。

1.2　地坪精度要求高

本工程加速器隧道内业主需要安装高精密仪器，对地坪的精度、耐久性等要求极高。业主方要求地坪平整度控制在1 mm 以内，远远超过了规范要求的 3 mm。如何通过控制原材料，优化混凝土配合比，选择合理的平整度控制工艺措施，使得本工程地坪达到业主及设计要求，也是本工程的重点与难点。

2　总体施工部署方案比选与确定

隧道地坪整体施工部署穿插于整个工艺隧道装饰施工过程中。考虑到施工操作面的合理衔接及产品保护，在完成隧道墙面顶面 2 度腻子施工打磨结束后先进行 200 mm 厚细石混凝土施工，等细石混凝土施工结束 7 d 后再进行墙面涂料施工，最后墙面涂料全部施工结束后，再进行环氧地坪施工。

2.1　加速器隧道高精度超长混凝土地坪分块比选

考虑到混凝土的变形控制，如何进行合理的分块是本工程顺利实施的关键。在结合主体结构的约束、地坪混凝土的收缩、施工现场狭窄等诸多因素，通过大量的比选，最终确定隧道地坪板块按照隧道长度方向每 12 m 设置一条涨缝，并结合墙面伸缩缝划分，共划分 28 大板块，每分块面积约超过 70 m2。地坪浇筑采用跳仓施工，以隧道 17 轴部位为中心板块，向东西两侧跳仓施工。单个板块混凝土终凝后，按照隧道长度方向切割 4 宽 60 深的横向缩缝，缩缝间距控制在6米范围，缩缝小块面积不大于 36 m2。

2.2　超厚地坪浇捣厚度比选

一般建筑装饰地坪厚度在 50～100 mm 厚，本工程由于设备安装要求，地坪厚度达到 200 mm。普通工程对于200 mm 厚的超厚地坪一般采取分次浇捣的的施工工艺措施。优点在于容易控制地坪精度和产品保护，缺点在于多一道工序，容易在衔接面引起空鼓，并在上下层的相互约束中容易产生裂缝。考虑到本工程的高精度设备的安装使用功能要求，对混凝土的施工质量要求高，综合考虑后采取 200 mm 厚地坪混凝土一次浇捣的工艺措施，减少可能引起质量通病的风险，但在精度控制及钢筋设置等其它方面进行详细的研究与控制。

2.3　超厚地坪钢筋施工方案对比

(1) 采用钢筋混凝土垫块加人工提拉确保钢筋位置。本工程地坪钢筋设计采用 Φ6 mm×150 mm 双向设置。钢筋网片主要起到防止混凝土表面开裂的作用，一般设置在地面混凝土表面以下 40 mm 处。采用 160 mm 高混凝土垫块进行定位，施工时派专人对钢筋网片进行看管，由于操作时容易下陷，必要时进行提拉，使钢筋网片处在合适的位置，确保工程质量。

(2) 混凝土先浇筑，钢筋网片随后整体嵌入混凝土中。本工程地坪钢筋设计采用 Φ6 mm×150 mm 双向设置。钢筋网片主要起到防止混凝土表面开裂的作用，一般设置在地面混凝土表面以下 40 mm 处。混凝土浇筑时因对钢筋踩踏，很容易使钢筋发生变形或位置变化等。于是提出，待混凝土浇筑完成后，将事前绑好的钢筋网片人工嵌入混凝土下40 mm 处。

(3) 采用 Φ6 mm×150 mm + Φ14 mm×150 mm复合钢筋网片。优化地坪钢筋，采用 Φ6 mm×150 mm +Φ14 mm×150 mm 复合钢筋网片，通过在结构地坪上种Φ14 钢筋支架，将 Φ14 mm×150 mm 钢筋焊接在钢筋支架上，形成钢筋骨架。将 Φ6 mm×150 mm 钢筋网片绑扎在 Φ14 mm 钢筋骨架上，确保钢筋能固定在有利位置，有效的避免了裂缝的产生。

针对上述三种隧道地坪钢筋施工方案，结合形象进度、质量安全、成本控制等各方面因素，最终确定方案三，采用 Φ6 mm×150 mm + Φ14 mm×150 mm 复合钢筋网片。

3　地坪混凝土配合比确定

本工程地坪施工在冬季，地坪混凝土的配合比是否合理对工程质量影响较大。考虑到粉煤灰质量较轻，冬季施工时混凝土早期强度较低，容易上浮，造成起砂现场，致使环氧面层出现开裂及空鼓等现象，故本工程加速器隧道高精度地坪考虑不掺加粉煤灰。

为确保不添加粉煤灰的混凝土不会出现裂缝，本工程在施工隧道夹层时选择试验块进行实验，经观察地面没有出现裂缝，但打磨后出现轻微起砂现象。故本工程隧道地坪混凝土地坪参考隧道夹层混凝土配合比，将矿粉减少，增加水泥用量且将石子粒径增大。

4　高精度超厚混凝土地坪施工方法

4.1　地坪模板施工

地坪侧模采用 20 号槽钢作为模板，槽钢用钢钎固定。槽钢上口标高与地坪完成面齐平。隧道北侧采用排水沟预埋的 L50 mm×5 mm 角钢，南侧在隧道墙板上固定 L50 mm×5 mm 角钢，角钢上口标高与地坪完成面齐平。分仓板块封闭浇筑时，在先行浇筑的板块侧边粘贴 20 mm 厚挤塑板作为涨缝模板。地坪混凝土与墙面交接部位，为防止混凝土收缩开裂，混凝土施工前，在墙板下部粘贴 10 mm 厚挤塑板。

4.2　地坪混凝土施工

本工程地坪混凝土配合比经过实验比选后确定不掺入粉煤灰外加剂的商品混凝土。采用固定泵进行布料，严格控制混凝土布料的高度及速度。布料前将基层顶面清扫干净，并洒水润湿，采用 1：2 的水泥砂浆进行接浆处理。混凝土浇筑过程中，要保证混凝土保护层厚度及钢筋位置的准确性，不随意踩踏钢筋，如发现偏差和位移，要及时纠正。地坪混凝土浇捣前，复核隧道两侧预埋角钢及槽钢上口标高，并用水平仪进行校正。

地坪浇筑完成后，采用圆盘式振动器振捣密实。地坪混凝土振捣并初平后，先采用 2 m 的铝合金刮尺反复纵横摊平，摊平后立即用 5 m 长滚筒在混凝土表面反复碾压，直至表面泛出薄浆。然后利用隧道墙上两侧的角钢及槽钢精准的定位，采用 6 m 的铝合金括尺括平表面，局部凹陷处用混凝土填平压实。最后用木契打磨，分二次打磨平整，后一次在混凝土终凝前，至无木契印为止。混凝土平仓、滚压、抹光过程中配合高精度激光水准仪进行标高复测，复测要求每平方米范围不得少于一次，以确保混凝土地坪表面平整度达到要求。

4.3　混凝土养护

本工程地坪混凝土施工正逢冬季，混凝土的养护工作尤为重要。在混凝土终凝后立即用塑料薄膜加土工布覆盖，进行保温保湿养护。混凝土浇好后及时派专人进行混凝土表观质量的检测，避免出现收水裂缝和温差裂缝。

5　环氧地坪施工技术措施

在混凝土结构地坪达到精度要求的基础上，最后一道工序环氧地坪的施工同样重要。底漆主剂及硬化剂按规定比例(15：2)均匀调合后使用。混凝土结构地面基层清除干净，待完全干燥后施工，底漆须经过 12 h 硬化后，再施工下道工序。

中涂主剂及硬化剂按规定比例(20：10)均匀调合，再加入约 25 kg 石英砂搅拌均匀涂刷后使用，石英砂粒径应控制在 120～150 μm。将被涂物表面的水份、油脂、污泥、灰尘及腐蚀性盐类等附着物清除干净，在完全干燥的状态下施工，水泥面含水率控制在 12% 以下，超过 12% 时以火焰强制干燥。干燥时间：一般表面干燥为 6 h，实际干燥在12 h 以内，完全硬化需要 7 d。

环氧腻子主剂及硬化剂必须按规定比例(20：5)均匀调合，放置 10～20 min 使用。同样在被涂物表面干燥后，才可施工。干燥时间一般表面干燥为 6 h，实干 12 h 以内，完全硬化需要 7 d。

最后进行自流平环氧树脂面层施工。虽然对温度湿度的控制相当严格，但现场隧道内温度较低，通风差造成湿度升高。为此在施工前应提前考虑此类情况并合理安排施工计划，待安装工程空调系统完成后，将温度湿度调至最佳，再进行环氧胶泥面层施工，以确保环氧胶泥的施工质量。

6　结　语

本工程加速器隧道及束流诊断区地坪总长 293 m，由于高科技仪器对地坪质量及平整度要求极高，其中地坪平整度要求控制在 1 mm 以内。首先通过对混凝土配合比进行研究，提出粉煤灰冬季施工易上浮，造成后期地坪质量问题，适配了相应的混凝土；其次在钢筋定位上合理的使用钢筋复合网片，对地坪抗开裂起到很好的作用；最后通过槽钢配合激光水平仪整平，很好地控制了地坪平整度，使得地坪质量满足 X 射线自由电子激光试验装置使用要求。

针对一次性浇筑 200 mm 厚钢筋混凝土地坪无裂缝控制，专门设计了抗裂钢筋的定位支架。本工程 200 mm 厚的混凝土地坪中设计采用 Φ6 mm×150 mm 的钢筋网片进行抗裂，由于混凝土浇筑时工人会对钢筋进行踩踏，使得钢筋网片极易变形且难定位。本工程采用 Φ6 mm×300 mm+Φ14 mm×300 mm 复合钢筋网片，通过在结构地坪上种 Φ14 mm 钢筋支架，将 Φ14 mm×300 mm 钢筋焊接在钢筋支架上，形成钢筋骨架。将 Φ6 mm×300 mm 钢筋网片绑扎在 Φ14 钢筋骨架上，确保钢筋能固定在有利位置，对混凝土地坪抗裂起到关键作用。满足了业主对工艺隧道的高精度功能性要求。