明挖城市道路隧道工程中高性能混凝土的应用技术探析

文／高蓓

（本文作者单位为中铁十五局集团城市建设工程有限公司 江苏省南京市 211800）

引言:

明挖城市道路隧道工程是解决城市道路拥挤的重要途径，而隧道的主体结构，也就是混凝土，在城市道路隧道工程建设中，不管是抗渗防水还是结构受力方面，都是整个隧道工程的根本。

在我国，但凡地下工程，高性能混凝土的使用是必不可少的；尤其是明挖隧道的结构，工程师都会希望可以采用高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土，这是对隧道工程质量的前提保证，同时也符合《高性能混凝土应用技术规程》中的要求。

1.南京玄武湖隧道

南京市玄武区的玄武湖隧道全长2.66公里，整条隧道穿过玄武湖、明城墙和中央路，是南京市中心的重要建筑。因为穿过的大部分是南京市的重要建筑，因此对于整个隧道工程质量会有更高要求。

1.1 设计要求

玄武湖隧道穿过既有湖泊也有城市中心的重要建筑，所以隧道的抗渗防水性以及结构的耐久性需要从严要求，只有在防水方面有保证，才能防止隧道因为常年积水而出现的质量问题以及通行问题。为此，在设计方面就提出了抗渗等级、强度等级、抗碳化、抗冻融指标、干燥收缩率以及裂缝宽度的技术要求，在这些方面的技术如果不能达标，那么整个隧道工程是无法成功验收的，这是对于玄武湖隧道负责的表现。

1.2 技术措施

隧道建设是技术活，对于技术要求非常高；在混凝土的配制方面，通常选用矿粉以及粉煤灰等作为矿物掺料来替代部分水泥充当混凝土的胶凝材料，并且在配制过程中，必须严格按照要求限制水胶比。这样配制出来的混凝土在收缩补偿、减水和抗渗方面就有很大的提升，并且混凝土耐久性也会有质的飞跃。

在隧道施工过程中，混凝土入模坍落度以及温度要严格控制，必须按照混凝土浇筑和拆模的具体要求进行，并且，在混凝土浇筑之后，对于其保温保湿的养护必须要到位。

2.南京扬子江江北连接线隧道

南京扬子江隧道江北连接线位于江北新区中心区，起于江北大道纬三路互通，终点与扬子江隧道连接。主线采用双向6车道，隧道连续下穿迎江路、铁院路、浦滨路后，与扬子江隧道敞开段相接，隧道左线起讫里程为ZK1+478～ZK2+780,全长1302米，暗埋段1040米，敞开段262米；隧道右线起讫里程为YK1+478～YK2+850，全长1372米，暗埋段1140米，敞开段232米；其中K1+478～K2+528段为整体基坑，长1050米，K2+528以南为分离式隧道，隧道设有四条匝道，两进两出，地面道路起讫桩号：K1+200～K3+145.277，路线长度约1.95公里。

由于临近扬子江，隧道周边的土质主要是淤泥质和粉质，土壤中水分含量高、压缩性大，所以对于混凝土的抗渗性有更高的要求。在扬子江江北连接线隧道修建的时候，采用的是“双掺”混凝土，也就是用普通硅酸盐水泥、优质磨细粉煤灰和粒化高炉矿渣微粉等胶凝材料作为混凝土的掺料；使用两种胶凝材料作为掺料，可以最大程度上增强混凝土的抗渗性和耐久性。

3.南京九华山隧道

南京九华山隧道是南京城市快速内环东线的一个重要节点，在南京市交通中占据重要地位；这条隧道全场约2.8公里，虽然其中包括明挖隧道和暗挖隧道，在本文中只对明挖隧道做分析。

九华山隧道穿过玄武湖，湖滨修建隧道的难处在这条隧道建设的过程中都有；由于这条隧道修建之时，技术有了突破发展，所以根据以往的经验做出了调整：

首先取消了膨胀剂，采用了新型的高效减水剂作为外加剂。这种外加剂对于减少土层中的水分有非常好的效果，可以极大地增强混凝土的抗渗性和耐久性。

其次以横向施工缝为分隔，采用“跳仓”的方式浇筑混凝土；采用这种方式，可以很好地弱化混凝土之后收缩对于工程结构的影响。

高性能混凝土外加剂的选择对于混凝土的成败有至关重要的影响，说是关键之一也不为过。在这条隧道中，采用了新型外加剂，在减水、保坍和减缩等方面非常有效，相比于以往的减水剂，其优势非常明显：

一、减水率大。混凝土的配制中使用的水量大大减少，混凝土的致密性有很大地提升，混凝土的抗渗性能够随之提高。

二、表面张力小。新型的外加剂可以大幅度降低混凝土毛细管的表面张力，进而混凝土的干燥收缩也可以有很大程度地降低；这样可以让混凝土的耐久性有很大地提升。

三、极大的减水率和较低的表面张力让混凝土具有高强度。在隧道修建的早期，这种减水剂对于混凝土的增强效果就有显著效果，到之后的中期和后期，混凝土可以一直维持稳定的强度。

结语：

地下工程与普通的隧道工程不同，其对于混凝土的性能有更高的要求，高性能混凝土要根据工程实际情况来设计、制定，必须要经过充分的讨论分析之后才能进行生产和施工。

其次高性能混凝土虽然在性能方面有较高的标准，但是对于其的检测一样要给予高度重视。不同的工程，就要有不同的标准和检测指标，要根据隧道工程的主体结构来制定高性能混凝土的检测指标，以此作为主体结构评价的重要依据。

再次高性能混凝土外加剂的选择，是是否能够成功的关键。高性能混凝土的外加剂的选择要根据实际工程情况来决定，必须要符合实际工程的具体情况；选择的外加剂也要能够让混凝土更加契合工程的建设条件。

最后加强施工现场的监管力度。但凡工程，都难免会出现施工过程中的懈怠和失误，对于隧道工程，一旦出现质量问题，所造成的后果非常严重；所以，对于工程的工艺，要有严格的混凝土质量控制，不能放过施工现场可能出现问题的任何一个方面，不能在隧道工程施工中留下任何漏洞，确保城市道路隧道工程的质量。

参考文献：

[1]邵臻.九华山隧道明挖区段防水设计介绍[J].中国建筑防水，2006(3)：27-29.

[2]张勇.苏州独墅湖隧道防水设计[J].中国建筑防水，2008(5)：27-30.