浅析欧洲标准、规范在施工中的应用研究
2021-09-10刘二明
刘二明
以阿尔及利亚东西高速公路为例,介绍了设计、施工中常用的欧洲规范、标准及其特点,并同国内路基、路面、隧道、桥梁常规设计、施工规范进行对比。在此基础上,通过和业主、监理专家沟通,革新了施工工艺,促进了双方技术交流。
欧洲规范;标准;施工;体会
阿尔及利亚东西高速公路中、西标段工程由中国公司承建,其采用EPC(设计、施工、采购)总承包模式。设计、施工均采用欧洲标准和规范。
按照阿尔及利亚东、西高速公路中、西标段合同,设计采用的主要标准有:
(1)阿尔及利亚东西高速公路专用技术条款(CCTP)。
(2)高速公路的连接技术条件指令ICTAAL1985。
(3)SETRA/LCPC 2000。
(4)欧洲标准NF P11-300,NF P94-250-1,NF P94-117-1,NF P 98-129,GTS,XP P18-540等。
(5)RPA99/Version 2003等(阿尔及利亚规范)。
(1)土方工程—道路桥梁实验室公报(LCPC)。
(2)道路施工(CCTG(法国通用技术标准)25分册)。
(3)浅层沙浆施工(CCTG-26分册)。
(4)钢筋及其他金属产品:用于钢筋混凝土的钢筋(CCTG-4分册)。
(5)钢筋混凝土及后张预应力砼结构的施工(CCTG-65分册)。
(6)结构基础工程的施工(CCTG-68)。
(7)各类欧洲实验标准。
(8)地下工程(CCTG-69)。
(9)填方和路基工程第一册(一般原理-1992);填方工程和地质形态第二册(基本原则-1992)。
《路基的施工技术指南》提供了在多种气候条件、设备条件下施工的可能性。CCTP规范要求细致、明确;不足的是各种检验要求零散分布在书中的条文中,不如国内验收标准系统。
在中、西标段使用法国技术规范标准,普遍采用这样的路基、路面结构(自上而下):
(1)沥青混凝土磨耗层(BBMA 0/10) 3.5CM;
(2)高模量沥青混凝土连接层(BBME 0/10 ) 5CM;
(3)高模量沥青混凝土基础层(EME2 0/14)(7+7或9+10CM);
(4)垫层CDF层40CM(相当于基层);
(5)路基PST层1.0m(相当于路床);
(6)路基填方主体。
国内高速公路常用的路基、路面结构(以京沈高速一段为例)见下表1:
路面结构采用的基质沥青为40/50号的低标号沥青,在EME和BBME、BBMA中掺加不同的添加剂(法国生产),其中EME中的添加剂含量为矿料总量的0.6%。沥青混凝土中使用的填料为公司自己在当地生产的石灰岩矿粉。
經过多次试验,确定的混合料控制温度为:骨料加热温度180~190℃,沥青加热温度150~170℃,混合料出厂温度165~190℃,最高不超过200℃,并根据气候进行调整。初压温度不低于165℃,终压温度不低于100℃。这比国内规范的各施工阶段沥青控制温度略高。
经试验段施工总结出了“前静后振、6胶1振,低温收光”的高模量沥青混凝土碾压工艺,并且做到“紧跟、慢碾、高频、低幅、少水”的钢轮压路机和胶轮压路机配合压实施工方法。
国外的隧道洞口大部分设计为大开挖、强支护。东西高速中标段隧道为泥灰岩地质,中强膨胀性,并存在高地应力,洞口处的地貌看似平缓,其实是小型滑坡。正常进洞以后在多种应力作用下,洞口发生严重变形,不能正常掘进。经过长时间的加固处理后才正常进入。在隧道专用技术条款(CCTP)中有一条:
B5.10——铺面混凝土
在一个区域的铺面,从挖掘到投入使用之间的最大间隔应该是下列两种情况中的一种:
(1)使得收敛率小于每月2mm的时间;
(2)或30天。
按照这个要求要在初期支护达到以上条件后才能进行二衬施工,国内规范没有同样的要求,国内规范要求是监控量测变形量趋于稳定。最终的结果是:一般地段在变形趋于稳定后再施工二衬,如变形超限,通过换拱来解决;特殊变形地段(变形快、支护有断裂危险)设计监督也接受及时施工二衬抑制变形的既成事实做法。
路基填料应优先选择对水不敏感的砂性土、碎石土填筑。其处于潮湿、中湿、干燥状态的A(A1、A2、A3)、B(B1、B2、B3、B4、B5、B6)、C(C1 Ai、C1 Bi、C2 Ai、C2 Bi)、D(D1、D2、D3)级土和部分岩石、工业废料通过加湿、翻晒、掺石灰、破碎等方法,均可作为路堤、垫层填料。详见法国标准《填方和垫层施工Ⅰ、Ⅱ》(Fascicule Ⅰ、Ⅱ)中“填方用料使用条件表”。
根据NFP 94-117-1标准(模量EV1 和EV2),通过对变形模量的测量来对压实进行控制,或者用g射线密度计通过对干燥密度的测量来对压实进行控制。
gdmoy:压实层的平均干燥密度。
gdfc:层底干燥密度(8cm以下处)。
(专用技术条款B卷B2.8.3.1.1/B2.12.4.1)关于土方的平整张力及变形性能在下表中确定,如表2所示。
使用的材料必须满足以下规定:
(1)粒度范围(0/100);
(2)直径80μm筛网的通过率<5%;
(3)ES值>50;
(4)直径2mm筛网的筛余率>30%;
(5)MDE < 30;
(6)VBS < 0.1;
路基施工填土每层松铺30CM,每次检测EV2和EV2/EV1两项指标,压实度要求高,PST层要测量弯沉,压实度达到97%。
对于路基施工中使用的石料、石灰、土工布、土工膜、土工网等各类材料均有详细的要求。
GNT 0/63的天然土料将用于铺放于高速公路或重修道路的基层土方层(PST)上用作垫层。
当采用岩石填筑时,应保证其最大粒径不超过压实厚度的2/3。
垫层所用材料应为破碎石料;必须符合NF P 98-129 规定的粒度标准;材料的最低特征应根据标准XP P 18-540进行测量。
粒度:GNT 0/63 毫米(标准NF P 98.129)。
内部特征:E类(XP P 18-540)。
石子的清洁度:b类(XP P 18-540)。
为得到至少相当于PF2级别的承台(plate-forme),对于垫层的压实度要满足以下要求:
gdmoy³98.5%gdOPEN, gdfc³96%gdOPEN.
承载力要达到:EV2³80 MPa,EV2/EV1<2。
对垫层,要求其CBR≥20%。
对于挖方段,垫层可考虑分两层(或一层加强材料),下层40cm可以考虑采用级配碎石等隔离材料(具体由项目组根据标段实际情况确定)。
桥梁、隧道混凝土强度、配筋率都比国内高,安全系数大。如桩基础混凝土强度RN35、隧道喷射混凝土强度RN30、二次衬砌混凝土、预制梁混凝土强度RN40,混凝土护栏滑模强度B30等,这些都是CCTP强制性的规定,使用圆柱体试块(RN强度)比国内的同级强度要高一个等级。钢材中主筋的焊接是不容许的,全部采用搭接,或者使用套管连接(如长锚杆)。
CCTP(阿尔及利亚东西高速公路特别技术条款)的编制施工标准实际上高于欧洲标准,是未来使用的欧洲标准,如桩基的倾斜度CCTP要求小于0.5%,国内规范为小于1%,查阅欧洲规范为小于2%。施工中由于地质原因(岩层软硬不均匀),非常不容易达到这个标准,这严重影响施工进度,经向业主申请例外,最后业主同意使用小于2%的要求。当地的业主、监理基本尊重事实,实在不能达到的要求,可以申请例外。
在欧洲国家和阿尔及利亚等国家施工时,由于人力资源短缺的问题或出于质量控制方面的原因,施工中使用大量的预制件,其在工厂生产,然后进行拼装。在阿尔及利亚施工,桥梁施工中的钢绞线、支座、伸缩缝、锚具等国内产品也得到了使用,降低了施工成本。
[1] 丁小军.欧洲(法国)公路设计标准、规范体系的特点及构成[J].公路,2008(09):1-4.
[2] 道路施工(CCTG(法国通用技术标准)25分册)[S].
[3] 浅层沙浆施工(CCTG(法国通用技术标准)26分册)[S].
[4] 钢筋及其他金属产品:用于钢筋混凝土的钢筋(CCTG(法国通用技术标准)4分册)[S].
[5] 钢筋混凝土及后张预应力砼结构的施工(CCTG(法国通用技术标准)65分册)[S].
[6] 饶宝文.基于歐标的泥灰岩地区支挡设计与计算研究[J].铁道建筑技术,2019(10):34-37.
[7] 王梦恕,谭忠盛.中国隧道及地下工程修建技术[J].中国工程科学,2010,12(12):4-10.
[8] 弓天云,蒋树屏,等.《公路隧道施工技术规范》(JTG F60--2009)[S].
[9] 地下工程(CCTG(法国通用技术标准)69分册)[S].
[10] 韩佳艺.海外EPC项目责任成本管理探讨[J].铁道建筑技术,2020(5):160-164.
(China Railway 12th Bureau Group International Engineering Co., Ltd., Tianjin 300308)
Taking Algeria East-West Expressway as an example, this paper introduces the European norms, standards and their characteristics commonly used in design and construction, and compares them with the conventional design and construction norms of subgrade, pavement, tunnel and Bridge in China. On this basis, through the communication with the owner and supervision experts, the construction technology was innovated and the technical exchange between the two sides was promoted.
European standards; specifications; construction; experience