特長(zhǎng)隧道內(nèi)瀝青混凝土路面攤鋪探討

馬 世 康

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000)

特長(zhǎng)隧道內(nèi)瀝青混凝土路面攤鋪探討

馬 世 康

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000)

結(jié)合某高速公路路面施工實(shí)例，簡(jiǎn)述了該公路隧道內(nèi)的基本情況，制定了采用瀝青混凝土溫拌技術(shù)進(jìn)行路面施工的方案，介紹了隧道內(nèi)瀝青混凝土施工的工藝流程，并提出了施工過程中的安全保護(hù)措施，通過對(duì)該工程綜合效益的分析，指出采用瀝青混凝土溫拌技術(shù)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保，值得推廣應(yīng)用。

公路，隧道，瀝青混凝土，溫拌劑

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)高速公路的快速發(fā)展，公路隧道也越建越多。國(guó)內(nèi)隧道路面鋪裝，以前主要采用水泥混凝土路面鋪裝結(jié)構(gòu)，具有潮濕環(huán)境下不易發(fā)生破壞，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)；但其具有抗滑性差、平整性差、易揚(yáng)塵、噪聲大、養(yǎng)護(hù)困難等缺點(diǎn)，另外我國(guó)高等級(jí)公路路面以瀝青路面為主，因此在入洞口處因?yàn)r青路面和水泥混凝土路面摩擦抗滑系數(shù)差異大，極易發(fā)生車禍，具有較大的安全隱患，水泥混凝土路面的缺點(diǎn)在隧道內(nèi)特殊的行車環(huán)境中顯得越來越突出，較難保證車輛高速、安全、舒適地行駛。瀝青路面由于行車舒適，噪聲低，抗滑性好，易維修等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來越來越多用到隧道路面中。但由于隧道施工工藝的復(fù)雜性及地質(zhì)條件的不確定性，其完工一般較其他路基及橋梁工程晚，要比機(jī)電工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)更晚些。因此會(huì)影響到路面工程的正常進(jìn)行，如能在確保安全及質(zhì)量的前提下，在隧道洞內(nèi)水泥混凝土鋪底完成后，能盡快進(jìn)行瀝青混凝土攤鋪，以保證路面工程全線按期貫通，正式運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)其社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本工程就特長(zhǎng)隧道內(nèi)進(jìn)行瀝青混凝土攤鋪項(xiàng)目進(jìn)行了分析總結(jié)，以便同類工程借鑒。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

榮成—烏海高速公路，山西境靈丘—山陰段，位于山西省北部的大同市和朔州市境內(nèi)。靈山東段路面三分部工程(K53+000～K92+080)主線長(zhǎng)度38.771 km，其中包括5.5 km長(zhǎng)的搶風(fēng)嶺隧道、5.2 km長(zhǎng)的恒山隧道，隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)層均為6 cm厚的中粒式改性瀝青混凝土AC20下面層，與4 cm厚的細(xì)粒式改性瀝青混凝土AC13上面層，洞內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)寬度為9.0 m，設(shè)計(jì)面積分別為100 375 m2與94 370 m2。

1.2 施工時(shí)間

2012年10月下旬～11月上旬(溫度+5 ℃ ～-7 ℃)。

1.3 隧道內(nèi)基本情況

隧道左右幅間，設(shè)置人行橫洞和車行橫洞，同類洞間隔為650 m左右，交錯(cuò)設(shè)置即人行橫洞與車行橫洞間距為325 m左右。車行橫洞兩端路側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置停車帶。

隧道內(nèi)凈空均為5.0 m，主洞凈寬10.75 m(攤鋪寬9.0 m)，車行橫洞凈寬4.5 m(車道寬4.0 m)，人行橫洞凈寬2.0 m。停車帶長(zhǎng)40 m，寬2.5 m，均設(shè)于車行橫洞對(duì)面路側(cè)。

搶風(fēng)嶺隧道：縱坡坡度 0.424%/-1.914%，坡長(zhǎng)3 000/2 495；平曲線半徑∞。

恒山隧道：縱坡均為單坡，左幅-2.219%，右幅坡度-2.230%；左幅平曲線半徑1 600 m，長(zhǎng)度1 372.62 m；左幅平曲線半徑為1 580 m，長(zhǎng)度1 372.62 m。

2 施工工藝及方案

特長(zhǎng)隧道內(nèi)瀝青混凝土施工工序，同洞外施工基本一致。本項(xiàng)工程施工，針對(duì)熱拌瀝青混合料所釋放出的大量熱量和有害氣體對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)造成的不利影響，采用能夠降低溫度和有害氣體排放量的溫拌瀝青混合料技術(shù)(添加DTA-25型溫拌劑，比熱拌下降30 ℃左右)進(jìn)行隧道瀝青路面施工,從而克服隧道內(nèi)通風(fēng)不利問題，順利完成施工任務(wù)。

2.1 施工機(jī)械

1)配置。為保證隧道路面施工的安全、質(zhì)量，拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓設(shè)備能力相配套，配備了一套高產(chǎn)量的瀝青拌和設(shè)備(西筑J4000型，實(shí)際生產(chǎn)能力為250 t/h)；戴納派克、寶馬雙鋼輪壓路機(jī)3臺(tái)；25 t膠輪壓路機(jī)2臺(tái)；2臺(tái)福格勒攤鋪機(jī)(均配備非接觸式平衡梁)；載重25 t以上自卸車20輛等其他施工機(jī)械，以保證攤鋪機(jī)連續(xù)施工。

2)拌和。首先在4000型拌和機(jī)上增加一套管路，使溫拌劑與瀝青一樣的方式(直噴)添加到瀝青混凝土中，用量為瀝青用量的5%，濕拌時(shí)間(從瀝青放完開始計(jì)算)由原來的45 s延至55 s。

3)運(yùn)輸。本項(xiàng)目根據(jù)隧道實(shí)際通行情況，分別采取了兩種運(yùn)輸方案。如隧道兩幅均可通行，優(yōu)先采用裝運(yùn)瀝青混凝土車輛由非施工洞進(jìn)入，通過車行橫洞進(jìn)入攤鋪區(qū)前等待卸料，卸完料后由施工洞直接駛出。

如隧道另一幅不可通行，則需要加強(qiáng)交通管理，裝料車與卸完料的車各走一側(cè)，裝料車應(yīng)在專職交通管理員指揮下，充分利用停車帶與車行通道進(jìn)行掉頭。

運(yùn)料車采用雙層篷布進(jìn)行覆蓋，直到卸料結(jié)束方可取走篷布，以此保溫及避免污染環(huán)境。運(yùn)料車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后由專人指揮，在攤鋪機(jī)前10 cm～30 cm處停住，掛空擋靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)，按指令緩緩起斗卸料。

4)攤鋪。根據(jù)隧道內(nèi)水泥混凝土層平整度整體情況考慮，下面層改性瀝青混凝土AC20，采用掛線施工方案；上面層改性瀝青混凝土AC13采用非接觸式平衡梁控制攤鋪厚度。

在隧道內(nèi)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，由于作業(yè)環(huán)境較差，適當(dāng)放緩攤鋪速度，將攤鋪速度控制在2 m/min左右，并保持連續(xù)均勻行走，不得隨意變換速度或停機(jī)，提高路面初始?jí)簩?shí)度，以提高平整度。

攤鋪方向應(yīng)該從拌和站位置、隧道內(nèi)縱坡、自然風(fēng)向三方面進(jìn)行考慮。關(guān)于拌和站位置考慮，主要是在非施工一幅拉料車不能通行的情況下考慮，攤鋪方向應(yīng)迎向拌和站；當(dāng)隧道內(nèi)縱坡較大就需考慮從低到高進(jìn)行攤鋪，有利于碾壓密實(shí)，本項(xiàng)目中的恒山隧道，因縱坡為-2.219%與-2.23%較大，攤鋪時(shí)均沿縱坡方向從低到高進(jìn)行，碾壓取得較好效果，同時(shí)便于料車向攤鋪機(jī)料斗內(nèi)卸料。對(duì)于自然風(fēng)對(duì)洞內(nèi)排煙方向影響，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察及檢測(cè)，即使是平曲線半徑為∞的搶風(fēng)嶺隧道，進(jìn)入洞內(nèi)300 m左右后，自然風(fēng)影響幾乎可以忽略不計(jì)。

采用溫拌瀝青混合料技術(shù)(添加DTA-25型溫拌劑，比熱拌下降30 ℃左右)進(jìn)行隧道瀝青路面施工，瀝青煙霧等有害氣體排放得到大幅減少，能見度得到很大提高，攤鋪區(qū)洞內(nèi)溫度最高在35 ℃左右，改善了施工作業(yè)環(huán)境，達(dá)到了預(yù)期效果，具體見圖1。

2.2 施工人員

隧道內(nèi)作業(yè)面溫度高、有害氣體濃度高，人員連續(xù)工作時(shí)間不宜過長(zhǎng)。本項(xiàng)目采取分組作業(yè)模式，現(xiàn)場(chǎng)人員每2 h換班一次，保持人員身心處于健康狀態(tài)。

非作業(yè)時(shí)間施工人員在中導(dǎo)洞內(nèi)暫時(shí)休息，補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)，并保持空氣新鮮和暢通。

2.3 隧道內(nèi)照明

攤鋪機(jī)工作面前100 m，后200 m范圍內(nèi)，每間隔20 m～30 m，布設(shè)碘鎢燈(每個(gè)功率為1 000 W)。采用100 kW柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電照明。所有進(jìn)洞人員一律配備帶有礦燈的安全帽、方便掛攜的手電筒并穿戴反光服。嚴(yán)禁燈光不齊備的車輛和機(jī)具進(jìn)入隧道內(nèi)作業(yè)。

2.4 通訊聯(lián)絡(luò)

因隧道內(nèi)手機(jī)信號(hào)極不穩(wěn)定，與洞外無法正常聯(lián)系，同時(shí)隧道內(nèi)噪聲較大，因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各交通管理員、安全員、指揮員及應(yīng)急小組負(fù)責(zé)人、機(jī)械操作手等均配置了對(duì)講機(jī)。同時(shí)在洞外設(shè)置對(duì)講機(jī)專職聯(lián)絡(luò)員，將洞內(nèi)消息通過對(duì)講機(jī)一步步傳遞與反饋。

3 安全

3.1 防毒、防塵方面

加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，除采取換班模式外，同時(shí)為作業(yè)人員配備活性炭防毒面具，發(fā)放防暑藥品、礦泉水、毛巾。并為作業(yè)人員、駕駛員及操作手配備氧氣袋，根據(jù)自己身體缺氧反應(yīng)狀況確定吸氧的次數(shù)及時(shí)間，以保證施工人員身體健康。

充分利用隧道內(nèi)的中導(dǎo)洞作為施工人員的臨時(shí)中轉(zhuǎn)站，安排施工人員換班及臨時(shí)休息。

急救車輛應(yīng)緊隨工作面，并安排專人對(duì)整個(gè)工作區(qū)人員進(jìn)行察看，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)詢問處理。

3.2 交通安全方面

車輛掉頭導(dǎo)洞處安排專職交通員指揮，并根據(jù)工作面進(jìn)展情況移動(dòng)調(diào)整交通標(biāo)志，在隧道洞口處設(shè)置交通指揮員，搞好隧道口交通管制，禁止非施工車輛和無關(guān)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)域，排除和減少其他干擾因素。除非施工洞不能通行，其余情況下施工洞需設(shè)置車道臨時(shí)隔離墩，確保進(jìn)出車輛安全、順暢。

3.3 噪聲方面

隧道是一個(gè)較為封閉的環(huán)境，施工機(jī)械車輛、照明通風(fēng)設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲對(duì)人身心健康是十分有害的，選型時(shí)嚴(yán)格比較噪聲大小，以噪聲大小作為選擇的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。

出入洞內(nèi)的機(jī)械車輛不鳴笛，不急剎車。汽車在待候卸料時(shí)開啟小油門或停機(jī)。暫不工作的機(jī)械一律停機(jī)。加強(qiáng)設(shè)備維修，定時(shí)保養(yǎng)潤(rùn)滑，減少摩擦和過大振動(dòng)激發(fā)的噪聲。各類機(jī)械車輛禁止轟踩油門、超速、超載、超負(fù)荷作業(yè)。

施工人員提高自我防護(hù)，在確保安全的情況下可佩戴合格的耳塞或耳罩，提高勞動(dòng)保護(hù)。

3.4 通訊方面

除對(duì)現(xiàn)場(chǎng)主要人員配備對(duì)講機(jī)，并在隧道口設(shè)置專職聯(lián)絡(luò)員，建立暢通、便捷的通訊保障系統(tǒng)外，現(xiàn)場(chǎng)指揮員與作業(yè)人員在施工作業(yè)前還要確定好手勢(shì)指揮信號(hào),避免誤指揮和誤操作。

3.5 專職安全人員設(shè)置方面

因隧道內(nèi)光線較暗，且噪聲大，因此在隧道口、車輛掉頭導(dǎo)洞口及攤鋪機(jī)前、后等關(guān)鍵崗位均制定了單崗雙人制度；同時(shí)在隧道內(nèi)按施工區(qū)域與施工區(qū)域前的車輛通行區(qū)域，分別設(shè)置了專人專車進(jìn)行整體負(fù)責(zé)與監(jiān)督。此項(xiàng)系列制度對(duì)保證本項(xiàng)目的安全，順暢完工起了很大作用。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

溫拌劑的使用是本項(xiàng)工程能順利完成的關(guān)鍵所在，既要通過降低溫度減少要害氣體排放、確保安全改善施工環(huán)境，又要確保工程質(zhì)量，同時(shí)還要從經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能環(huán)保方面進(jìn)行可行性分析。

4.1 冷料配合比

下面層AC20冷料配比表見表1，上面層AC13冷料配比表見表2。

表1 下面層AC20冷料配比表 %

表2 上面層AC13冷料配比表 %

4.2 因溫拌劑造成增加費(fèi)用(溫拌劑用量為瀝青用量的5%)

1)下面層AC20(厚6 cm)，瀝青混凝土共計(jì)27 926.43 t，瀝青用量為1 202.57 t，溫拌劑為60.13 t。

上面層AC13(厚4 cm)，瀝青混凝土共計(jì)19 692.61 t，瀝青用量為973.40 t，溫拌劑為48.67 t。

2)共計(jì)用溫拌劑108.80 t，溫拌劑增加費(fèi)用為1 305 584元(12 000元/t)。

3)每噸瀝青混凝土因溫拌劑費(fèi)用增加：1 305 584/47 619.05=27.42元。

4.3 每噸溫拌瀝青重油用量

在溫度為+5 ℃～-7 ℃情況下，平均每噸溫拌瀝青混凝土用重油：8.0 kg(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，相同條件下，不加溫拌劑每噸瀝青混凝土的拌和用重油在8.0 kg～9.0 kg)。

4.4 對(duì)施組影響

通過在隧道內(nèi)進(jìn)行添加DTA-25型溫拌劑混凝土試驗(yàn)段施工后，經(jīng)對(duì)攤鋪區(qū)空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)分析，得出在不用大功率礦用通風(fēng)機(jī)情況下(原方案計(jì)劃每工作面配置4臺(tái)大功率礦用通風(fēng)機(jī)，并配備發(fā)瀝青電機(jī)組)，作業(yè)人員通過配置活性炭防毒面具及輪流值班，即可達(dá)到甚至優(yōu)于在使用通風(fēng)機(jī)下的預(yù)測(cè)施工條件。原施工方案得到很大的優(yōu)化。

5 結(jié)語

通過本工程的順利完成，發(fā)現(xiàn)在特長(zhǎng)隧道等較為封閉環(huán)境下，進(jìn)行瀝青混凝土施工時(shí)，采用瀝青混凝土溫拌技術(shù)，不僅減少了通風(fēng)設(shè)施方面的費(fèi)用投入，而且在減少有害氣體的排放，噪聲污染及能源消耗的方面；安全、質(zhì)量保證方面較傳統(tǒng)瀝青混凝土拌和施工有明顯優(yōu)勢(shì)。

Discussion on the asphalt concrete pavement paving in extra-long tunnel

Ma Shikang

(ShanxiRoad&BridgeFirstEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030000,China)

Combining with the construction example of an highway pavement,this paper elaborated the basic situation of highway tunnel,developed the pavement construction scheme using asphalt concrete warm mix technology,introduced the technological process of asphalt concrete construction in tunnel,and put forward the safety protection measures in construction process,through the analysis on the project comprehensive benefits,pointed out that using the asphalt concrete warm mix technology economy,energy saving,environmental protection,worthy of popularization and application.

road,tunnel,asphalt concrete,temperature mixing agent

2015-10-14

馬世康(1978- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0154-03

U416.2 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A