泡沫混凝土在電纜隧道施工中的應用

沈鵬飛　平帥奇

摘 要：隨著我國地下工程的發展，特別是明挖電纜隧道工程日益普遍。為了控制明挖電纜隧道不同區段的差異沉降和防水要求，泡沫混凝土作為具有質輕、高強、節能、保溫、隔熱等性能而被應用其中，本文通過工程實例，給出了泡沫混凝土的材料和施工工藝要求，以及質量檢驗方法。

關鍵詞：隧道 泡沫混凝土 工程應用 施工工藝

0 引言

隨著我國地下工程的發展，尤其是明挖隧道工程日益增多，而對于作為隧道工程中必不可少的混凝土，無論是從控制隧道不同區段的差異沉降，還是從抗滲防水方面來看，其都起著很大的作用[1]。泡沫混凝土是一種新型的材料，與普通混凝土相比，其質量更輕，施工中常用泡沫混凝土的密度等級范圍為300kg/m3到1200kg/m3，其密度只相當于普通水泥混凝土的 1/5～1/10，在隧道工程中充分應用泡沫混凝土可以大大降低隧道內襯的自重[2]。不僅如此，對于隧道內結構構件來說，采用泡沫混凝土取代原來的普通混凝土，可以提高構件的承載能力。除此之外，泡沫混凝土還具有一般無機質材料的通性即不易燃燒、具有良好的耐火性。國內外大量研究資料顯示，干容重在500～900 kg/m3范圍內的泡沫混凝土，當其抗壓強度為2.5～7.5 MPa 范圍內時，泡沫混凝土的耐火極限可以達到 2.7 小時，抗沖擊性可以達到100 次，是一種可以大力推廣的優質耐火材料[3]。

本文以半山電廠變220千伏線路電纜隧道項目工程中的明挖隧道為背景，來研究泡沫混凝土在隧道工程中的應用，給出了泡沫混凝土材料和施工工藝要求，以及質量檢驗方法，為以后的施工作參考。

1泡沫混凝土的材料及技術性能要求

1.1泡沫混凝土的材料要求

（1）各原材料的質量及指標應滿足《泡沫混凝土》（JGT 266-2011）[4]的要求，同時應滿足泡沫混凝土的抗壓強度、流動度及氣泡穩定性等對原材料的要求。

（2）發泡劑應無明顯沉淀物，對環境無不良影響，同時發泡劑應滿足如下要求：

①發泡劑的稀釋倍數≥40，發泡倍率≥20；

②產生的氣泡應均勻、細微，氣泡密度為48～52kg/m3；

③氣泡泌水率低（標準氣泡柱1小時的泌水量<20ml），穩定性好，且互不連通；

④標準氣泡柱1小時的沉降高度不大于6mm；

⑤經消泡時間確定的濕容重增加率應不超過10%。

（3）各原材料的計量精度應滿足：水泥≤±2%，水≤±2%，發泡劑、外加劑≤±2%。

1.2泡沫混凝土的技術性能要求

泡沫混凝土容重為6.5KN/m3，28d抗壓強度≥0.8MPa，流動度為180mm。其中流動度為衡量泡沫混凝土流動性的重要指標，為其在自重作用下坍落產生的最大水平直徑，檢測原理與塌落度類似。

2 工程應用

2.1工程背景

本工程背景為半山電廠變220千伏線路電纜隧道項目工程，其中4#工作井至終點為明挖段。由于電廠圍墻區域隧道下方有疑似110KV電纜拖拉管且周邊兩個給水管和電廠終端構架較近，導致隧道下方最北端兩根樁及樁位調整困難。為確保工期，設計應要求取消原最北端兩根灌注樁，同時為控制明挖隧道不同區段的差異沉降和防水要求，4#頂管工作井至終點段明挖隧道上方的回填以及此區域的平煉路路基回填均采用輕質泡沫混凝土，以減少對隧道的壓重。

2.2明挖隧道上方泡沫混凝土回填的施工工藝要求

（1）上部泡沫混凝土填筑前，應按國標圖集10J301《地下建筑防水構造》[5]的要求對隧道頂板外表面的防水涂料進行隔離保護，隔離層采用聚乙烯薄膜（PE），保護層采用50mm厚的C20細石混凝土。

（2）根據下部隧道的變形縫位置，應在泡沫混凝土層內相應設置變形縫，變形縫材料可采用20～30mm厚聚乙烯泡沫板或10～20mm厚木板。

（3）泡沫混凝土采用現澆，同時為滿足道路承載要求，應分別在距離泡沫混凝土層底面和頂面20cm以內位置各設置兩層鋼絲網，鋼絲網規格為φ3.2-@100mm*100mm；相鄰兩塊鋼絲網搭接時，鋼絲間的重疊寬度應大于20cm。

（4）泡沫混凝土施工宜采用配管泵送方式。澆筑時，澆筑管出口應與澆筑面保持水平。泡沫混凝土施工應分層分塊澆筑。單層澆筑厚度按0.3m～0.8m控制，上層混凝土應待下澆筑層終凝后方可進行；單塊澆筑面積根據設備能力、澆筑厚度確定，保證單塊內的澆筑均在混凝土初凝前完成。明挖隧道上方在泡沫混凝土范圍內的市政管線，應在澆筑前埋設，各類檢查井應避開泡沫混凝土處理段范圍。

2.3施工過程中注意事項及質量檢驗

（1） 整個澆筑過程中，應減少對泡沫混凝土拌合物的擾動，并密切注意拌合物的品質變化，嚴禁采用噴射方式進行填筑。澆筑完畢后，應及時覆蓋塑料薄膜或土工布，養護時間不少于3d。

（2）遇到大雨或持續雨天時應停止澆筑，并對未終凝的氣泡混凝土采取遮雨措施。澆筑上填層之前，應清除已填筑層頂面的積水，并對雨水沖刷消泡的松散表層進行鏟除。

（3）泡沫混凝土澆筑好后7天內不允許任何機械直接在上面行走，路面施工必須在頂層泡沫混凝土養護7天以后進行。

（4）明挖隧道上方在泡沫混凝土范圍內的市政管線，應在澆筑前埋設，各類檢查井應避開泡沫混凝土處理段范圍。

（5）泡沫混凝土的質量檢驗應按《泡沫混凝土》（JGT 266-2011）的要求執行，并要求飽和容重的平均值不大于設計值，最大值不大于設計值的1.1倍，抗壓強度不小于設計值的0.8倍。另外，其施工質量應滿足《公路路基施工技術規范》（JTG F10）的規定。

3 結語

經施工后，隧道明挖不同區段的差異沉降控制和防水效果較之普通混凝土有了顯著提高。我國正在推廣生態節能和資源利用的建筑材料，輕質泡沫混凝土的應用前景十分看好，但應用在隧道工程時，泡沫混凝土不能簡單地視為普通商品混凝土，應根據工程實際情況，設計、制定泡沫混凝土技術要求及技術措施。泡沫混凝土的施工性能，要特別引起參建各方的重視，只有良好的施工性能，才能保證工程的質量。

參考文獻：

[1] 張勇，賈逸. 明挖城市道路隧道工程中高性能混凝土的應用技術[J]. 地鐵與隧道防水，2014， （9）：30-34.

[2] 李福疇. 泡沫混凝土的生產應用現狀[J]. 廣東化工，2010， 37（5）：291-292.