高速公路橋隧混凝土工程施工技術研究

李 楊

（江西省交通投資集團撫州管理中心進賢養護所臨川養護站，江西撫州 344000）

引言

在高速公路橋隧結構建設期間，若忽視了混凝土施工細節，則易導致混凝土裂縫、干縮等問題，在橋隧結構中埋下質量隱患，不僅可影響高速公路橋隧結構通行體驗，質量問題嚴重時甚至可引發安全事件，因此，必須予以足夠重視。

1 高速公路工程項目橋隧相接形式

高速公路橋隧相接形式應以運營需求及環境條件為依據進行選擇，當前高速公路工程項目中常用的橋隧相接形式具體見表1。

表1 高速公路常用的橋隧相接形式

2 高速公路橋隧項目施工技術要點

2.1 明確相接參數

正式施工前，運用式（1）計算得出標準荷載，公式如下：

式中：q 為標準荷載，w1、w2、w3分別為二期鋪裝自重、空心板自重、橋臺自重，其中，w2空心板自重又可進一步運用式（2）進行計算：

式中：s 代表單個空心板的截面積；pc、l、γ 分別為空心板片數、跨徑、容重。為更加準確地得出橋隧相接參數，可引入建模計算模式，借助三維建模軟件構架橋隧模型，選擇洞口形式后，將壁厚過渡段、洞口寬度過渡分別設定在0.6～10 m、12～15 m 范圍內，洞口模型構建完畢后，可按照表2 計算參數，依托模型自帶模擬仿真功能進行計算，以此直接得出各重要參數，如內部隧道受力情況、過渡段受力情況等，為橋隧混凝土施工技術的應用提供良好依據[1]。

表2 橋隧結構材料相關參數標準

2.2 控制隧道洞口

高速公路隧道洞口周邊展開混凝土施工時，應注意觀測圍巖形變情況，防止混凝土施工作業改變圍巖受力而降低其承載力，繼而引發隧道裂縫問題，嚴重時甚至可引發圍巖坍塌事故。隧道洞口混凝土施工之前，需全面清除地表雜物，后于地表處借助錨桿結構噴射混凝土，以30 cm 為環向間距，以40 cm 為橫向間距，水平打入兩排小導管，長度為4 m，規格為Φ42，借助小導管鞏固隧道拱部結構。待噴錨支護設置完畢后開挖隧道。

2.3 做好橋臺施工

橋臺施工期間可能需大面積澆筑混凝土平面，用于完成橋臺建設工作，為保障混凝土完整性，通常借助分塊式澆筑法進行施工，在此期間需按照表3 所示分塊式澆筑要點進行參數控制。于隧道洞外澆筑橋臺結構時，可能會擾動周圍圍巖，引發圍巖松脫現象，繼而造成橋臺坍塌、裂縫等問題，因此，在橋臺混凝土施工期間，應注意控制作業速度及幅度，實時監測隧道圍巖形變狀態，以實測結果為依據，判斷橋臺施工過程中是否需增設支撐結構[2]。

表3 橋臺混凝土施工技術分塊式澆筑要點

3 基于實例的高速公路橋隧相接混凝土施工技術探討

3.1 工程概況

案例工程項目以雙向四車道為標準進行施工建設，路基寬度、設計速度分別為26.5 m、120 km/h，路面結構采用瀝青混凝土。該高速公路項目主線共計136.152 km，在此過程中，共有橋梁80 座，全長28.672 km，中小橋、大橋、特大橋分別39 座、37 座、4座，長度分別為5 460 m、16 859 m、6 352.5 m，此外，含有394 道通涵，隧道12 座，共計20 535 m，在該項目隧道結構中，短隧道、中隧道、長隧道分別5座、5 座、2 座，三種規格的隧道單洞長分別為3 428 m、6 830 m、10 277 m，對整個高速公路工程項目的橋隧比進行測算，發現該項目橋隧比可達28.6%。

3.2 技術措施

3.2.1 強化材料控制

3.2.1.1 配合比控制

配合比是否適宜可直接影響橋隧混凝土質量，在案例工程，水泥：砂：石子：水：摻合料：外加劑的比例為1:2.74:3.59:0.52:0.327 6：0.030 6，其中摻合料為粉煤灰，用于改善和易性及干縮性，而外加劑為10%的WEA 微膨脹劑。

3.2.1.2 引用新型材料

案例工程引入了鋼纖維混凝土材料，其單絲抗拉強度至少需600 MPa，并將鋼纖維摻量控制在0.6%～1.0%范圍內。表4 為案例橋隧工程項目鋼纖維混凝土參數。

表4 案例橋隧工程項目鋼纖維混凝土參數

3.2.2 處理裂縫病害

第一，預埋冷卻水管。

案例橋隧項目中，冷卻水管道為鍍鋅鋼管，規格Φ32 mm，以1 m 為間距進行布置，橫向設置兩層冷卻水管，冷卻水管兩層間隔50 cm。側墻混凝土冷卻水管豎向方向設置3 層，以40 cm 為橫向間距，而頂板混凝土冷卻水管橫向方向設置3 層，以45 cm 為間距控制上下間距。混凝土結構內應設置測溫管，用于監控混凝土溫度參數，待冷卻水管全面覆蓋后通水，此時按照40 ℃為限值控制出水口水溫，即水溫必須低于40 ℃，同時，要求出水溫度與進水溫度之間的差值低于10 ℃。在通水期間，需依據混凝土溫度情況控制水量，若混凝土內外溫差超出20 ℃，則需更換循環用水，或加大水量，待內外溫差低于5 ℃后停止混凝土冷卻。

第二，引入修補材料。

（1） 采用壓力注入技術，對寬度低于0.5 m 的裂縫進行修復。

（2） 借助噴涂技術，可直接修復2.5 mm 的裂縫。

（3） 若裂縫寬度低于3 mm，裂縫較小，則可運用伸縮縫技術進行處理。

（4） 若發現裂縫問題嚴重，現已發展為寬度為1.0～2.0 cm 槽，則需借助擴徑器進行處理。

第三，脫空灌漿技術。

（1） 定孔。

若發現混凝土面板存在垂直裂縫，可按照1.2 m間隔設置灌漿孔。

（2） 鉆孔。

對灌漿鉆孔位置進行標注，并運用51 mm 鉆頭進行施工。

（3） 制漿。

控制水泥與水的比例，用于保障水泥漿裂縫修補效果，同時降低化學收縮率、干燥收縮率。

（4） 壓漿。

將水泥漿灌入注漿管內，并將注漿管插入孔洞中，待密封與固定結束后，啟動水分泵進行壓漿[3-4]。

（5） 封孔。

待固井施工完畢并鉆芯后封閉接合孔，待10～20 min 后，去除芯子，靜置6 h 后，運行CEB-M 進行孔洞連接。

（6） 裂縫封閉。

待注漿10 h 后借助CEB-3 封閉裂縫。案例橋隧工程在隧道端應用該技術加固結構，其技術結構圖見圖1。

圖1 脫空灌漿技術結構

3.3 模板安裝與拆除

橋隧混凝土結構澆筑之前需安裝模型，于模板表面涂抹脫模劑，完成混凝土模板安裝后校驗平面位置及高程，盡可能縮小誤差[5]。完成澆筑振搗后需以混凝土強度為依據控制拆模時間，待混凝土結構達到8.0 MPa 后方可拆模，此外，其問題條件可在一定程度上影響拆模時間，晝夜平均氣溫與最早拆模時間的對應關系見表5。

表5 橋隧混凝土結構最早拆模時間

3.4 分層澆筑施工

案例工程項目引入分層澆筑方式。澆筑期間應注意控制混凝土入模溫度，要求其低于28 ℃，為達到該入模溫度標準，應注意控制拌合水溫度，并依據施工現場溫度情況冷卻骨料，或澆水加冰處理石子。案例橋隧混凝土施工項目分層連續澆筑，以1.25 倍的振搗半徑為依據確定分層厚度，同時該分層厚度需低于30 cm，由邊至中間進行澆筑。

3.5 養護及保溫

在案例項目中，采用灑水處理、麻袋覆蓋的方式進行保溫與保濕，將麻袋外掛于側模位置，同時做好測溫工作，以此為依據開展養護措施。借助保溫材料將日降溫速度控制在2 ℃/d 范圍內，并將內外溫差限制在25 ℃以內。完成澆筑后，需于1 h 節點測量第一次混凝土溫度，后以2 h 為間隔測量1 次，連續測溫5 d 后，將測溫間隔調節為4 h，直至混凝土溫度穩定。在保障混凝土結構質量基礎上，需做好排水施工，設置排水溝，為避免其堵塞，增設橡膠止水帶結構（見圖2），圖2 內標號1～3 分別為混凝土結構、止水帶、填縫材料。

圖2 橡膠止水帶結構（單位：mm）

4 結論

綜上所述，在高速公路橋隧工程項目中，必須重視混凝土施工作業，并注意把控橋隧相接參數，做好隧道洞口施工及橋臺施工。結合案例高速公路項目來看，應從多個方面把控好施工技術要點，以此全方位保障高速公路橋隧混凝土工程施工質量。