饰面清水混凝土在太湖大道地下通道工程中的应用.pdf

第 4 2卷第 8期 2 0 1 1 年 8月 Vo 1 4 2 No 8 Au g 2 0 1 1 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 7 5 1 饰面清水混凝土在太湖大道 地下通道工程中的应用 张 粤 ( 上海隧道 工程股份有限公 司， 2 0 0 0 8 2 ， 上海) 摘要 ： 无锡市太湖大道节点改造工程 为太湖大道地面道路改地下通道工程 ， 隧道侧墙 、 中墙要求为饰面清 水混凝土。 选用全钢大模板加侧模支架加钢管斜撑作为模板支撑体 系 ， 通过对混凝土进行配合比设计 ， 对混凝土 浇筑和养护 的技术要求以及对混凝土质量缺 陷的防治控制 ， 最终达 到了饰面清水混凝土 的要求 ， 为类似地下工 程提供 了经验借鉴 。 关键词 ： 清水混凝土 ； 地下工程 ； 隧道 ； 地下通道 ； 全钢大模板 中图分类号 ： T U 7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 7 5 1 0 4 APPLI CATI oN oF FAI R FACED CONCRETE I N TAI HU AVENUE UNDE RGROUN D P AS S AGE P ROJ ECT Z HANG Y u e ( S h a n g h a i T u n n e l E n g i n e e r i n g C o ， L t d ， 2 0 0 0 8 2 ，S h a n gha i ，C h i n a ) A b s t r a c t ： T h e T a i h u a v e n u e n o d e r e c o n s t r u c t i o n p r o j e c t i n Wu x i i s a p r o j e c t c h a n g i n g t h e g r o u n d r o a d o f T a i h u a v e n u e i n t o u n d e r g r o u n d p a s s a g e ，a n d a s - c a s t f i n i s h c o nc r e t e i s r e q u i r e d t o b e u s e d o n t h e s i d e wa l l a n d mi d b o a r d i n t h e t u n n e 1 Al l - s t e e l l arg e f o r mwo r k p l u s s i d e f o r mwo r k s u p p o p l u s s t e e l p i p e s l a n t e d s t rut i s u s e d f o r t h e f o r mwo r k s u p p o rti n g s y s t e m e r e q u i r e me n t s o f a s c a s t fi n i s h c o n c r e t e are s a t i s f y t h r o u g h d e s i g n o f c o n c r e t e p r o p o r t i o n ，t e c h n i c a l r e q u i r e me n t s f o r c o n c r e t e p o u tin g a n d c u rin g ，a s we l l a s p r e v e n t i o n an d c o n t r o l o f c o n c r e t e q u a l i t y d e f e c t ，p r o v i d i n g a b u n d a n t e x p e ri e n c e s a n d r e f e r e n c e s f o r s i mi l ar u n d e r gro u n d p r o j e c t Ke y wo r d s ： f a i r- f a c e d c o n c r e t e ； u n d e r gro u n d e n g i n e e rin g ； t u n n e l ； u n d e r gro u n d p a s s a g e ； a l l s t e e l l arg e f o r mwo r k 无锡市太湖大道节点改造工程为太湖大道地面道 路改地下通道工程 。 隧道 工程主线西起金匮桥东引桥 ， 东接广南立交 。 主线全线暗埋 ， 隧道全长4 0 5 0 m。 隧道 围护结构主要采用S MW工法桩 ， 暗埋段顶板采用双折 板拱形式 ， 敞开段采 用U形结构形式 ， 隧道侧墙 、 中墙 等采用饰面清水混凝土浇筑。 由于采用饰面清水混凝土， 因此工程质量要求高 ， 同时 由于结构体量大 、 工期紧 ， 施工难度大 ， 须从模板 设计与拼装 、 混凝土配合比设计 、 混凝土浇筑及养护 、 表观缺陷修补等方面进行全程控制。 1 质量控 制标 准和施工工艺 根据相关规范要求同时结合本工程特点 ，本工程 饰面清水混凝土质量标准为 ： ( 1 )混凝土振捣密实 ， 无 普通混凝土质量通病 ( 蜂窝、 麻面 、 漏筋 、 起砂 ) ； ( 2 ) 混 凝土表面光洁度好 、 色泽均匀一致 ， 无漏浆 、 流淌及 冲 刷痕迹 ， 无油迹、 墨迹、 锈斑及粉化物 ， 如经修补应保证 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 7 2 1 作者简介 ： 张粤( 1 9 7 8 一 ) ， 男， 广州梅州人， 工程师， 项目经理， 主要研究方向为地 铁车站及地下隧道施工技术和管理 ， e - m a i l ：M 7 j in g a n s i 1 6 3 c o m 基本无修补痕迹 ； ( 3 ) 气泡最大直径不大于8 mm， 每m 2 气泡面积不大于2 0 c n l 2 ； ( 4 )结构防水等级 为一级 ， 不 允许渗水 ， 结构表面无湿渍 ； ( 5 ) 墙面垂直度小于5 i n m， 表面平整度小于3 mm。 饰面清水混凝 土施 工工艺主要包括墙体钢筋绑 扎、 模板系统安装、 混凝土浇筑施工、 模板拆除及混凝 土养护、 混凝土缺陷修补、 混凝土表观质量观测和评估 ( 用于对后续结构施工进行反馈指导 ) 。其中最为重要 的过程为模板体系安装及混凝土施工 。 2 主要施 工技 术 本工程质量主要取决于模板体系的设计、安装以 及混凝土配合比设计 、 混凝土浇筑和养护实施情况。 2 1 模板 工程 所采用模板体系须保证一定的刚度、强度和周转 次数要求， 并能表现出清水混凝土的表面质感 ， 满足清 水混凝土结构几何尺寸的精度要求。 2 1 1 模 板设 计 由于本工程采用全包外防水 ( 不可采用对拉杆 ) ， 为确保混凝土施工质量及满足工期要求， 经多方分析 、 7 5 2 建筑技术 第 4 2卷第 8期 比选 ， 本工程 初定采用全钢大模板 、 侧模支架及钢管 斜撑模板体系。在此基础上， 通过采用S a p 有限元软件 进行定量计算 ， 确定侧模支架型材 、 斜撑钢管参数及 模板体 系的固定方式。 最 终确定模板采用5 mm厚2 m 4 3 m的定型钢模 板 ， 防撞墙 以上背楞采用 6 3 ， 以下采用 8 。侧模支架 ( 间距1 m) 内侧弦杆采用双拼 8 ， 腹杆及外侧弦杆采用 双拼7 5 mm 5 0ra m 5 m m角钢 。模板 系统斜 撑采 用 0 1 2 1 5 无缝钢管 ， 在其两端设置调节丝杆用于精确调 整模板位置 ， 地锚抗浮锚筋采用 2 2 螺纹钢。模板结构 设计如 图1 所示。 图 1 模 板 结 构 设 计 不 惹 2 1 2 模 板安 装与拆 除 为保证混凝土浇筑质量 ，应确保模板的拼装精度 和拼缝的严密性 ， 为此在出厂前 ， 即对模板进行分组、 试拼 、 编号 。 在拼装模板前 。 先清理面板表面上的浮浆 、 灰尘 ， 对铁锈进行打磨、 抛光 ， 并均 匀涂刷变压油隔离剂。然 后 ，根据放出的大样进行吊装。为保证墙体净尺寸要 求 ， 并考虑模板的变形 ， 经多次现场试浇 ， 对模板上 口 内移4 m m( 预留变形量) 。 模板的拼缝采用模板硬拼接缝 ( 由定位销和连接 螺栓控制) 与止水双面胶双重措施保证接缝严密性 ， 模 板底部密封采用弹性海绵条。 待模板拼装完毕后， 对模板的拼装精度进行复核， 并利用斜撑丝杆及下部水平顶撑丝杆进行调整 。 同时 ， 检查各支撑是否设置正确、连接牢固，以避免出现胀 模 、 跑模现象。 模板拆除时间不得早于4 8 h ，且混凝土强度应该 大于1 5 M P a ， 模板拆除后应及时清理、 修复。拆模顺序 与安装顺序相反。当模板与混凝土墙面吸附或粘结不 能分开时 ， 用撬棍轻轻撬动模板下 口， 不能在墙体上 口 撬模板或用大锤砸模板，保证拆模时混凝土不缺楞掉 角， 及大模板完好无损。 2 2混 凝土工 程 2 2 1 混 凝土 配合 比设计 混凝土配合比设计应使混凝土具有均匀一致的外 观质感、 良好的流动性、 力学性能 、 耐久性和经济性 。 水泥采用P 0 4 2 5 低水化热水泥 ， 采用大型回转窑 生产 ， C 3 A含量不大于8 ； 石子粒径应为5 2 0 m m连续 级配 ， 针片状含量不大于8 ， 含泥量不大于1 ， 泥块 含量不大于0 5 ， 松散孔隙率不大于4 2 ； 砂为 区中 砂 ， 细度模数为2 4 2 6 ， 泥块泥量不大于2 ， 含泥量不 大于1 ， 砂率为3 5 一 4 5 ； 粉煤灰为一级灰 ， 矿粉采用 $ 9 5 矿粉 ； 减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂 。 为保证清水混凝土色泽一致 要求每次所用的水 泥、 粗细骨料 、 粉煤灰以及外加剂的品牌、 规格 、 性能等 均相 同， 且为同一批次进货。 经大量试验和反复验证 ( 包括骨料堆积试验 、 工作 性能及力学性 能试验 、耐久性试验及现 场模型试验 等) ， 确定了饰面清水混凝土最佳设计配合比( 表1 ) 。 表 1 饰面清水混凝土配合 比设计 k g m3 部 位 碎石 砂 水泥 粉煤灰 矿粉 减水剂 水 敞开段 1 0 6 4 7 3 9 3 1 O 7 0 4 0 6 7 2 1 5 3 暗埋段 l O 6 8 7 4 3 2 9 O 6 0 4 0 6 2 4 1 6 0 2 2 2混 凝 土 浇 筑 ( 1 )混凝土浇筑前， 将模板 内的杂物和钢筋上的 油污等清理干净。 ( 2 )增加温控措施 ，混凝土入模温度不低于2 8 c I = 且不小于5 ， 尽量减少温度裂缝 。 ( 3 )为避免墙底烂根 ， 墙体浇筑前应首先在根部 浇筑5 0 mm厚与混凝 土强度等级相 同的去石水泥砂 浆， 再浇筑混凝土， 混凝土下料高度应控制在2 m 以内， 以避免混凝土离析 。 ( 4 )混凝土应分层浇筑 ， 防撞墙部位一次浇筑高 度为2 0 0 3 0 0 11 3 1 1 1 。 墙身混凝土分层厚度为5 0 0 m m。 ( 5 )振捣棒插入间距为3 0 5 0 c m，振捣棒应快插 慢拔， 墙身、 防撞墙部位每次插入振捣的时间分别为2 0 s 和4 0 s 。 并以混凝土不再显著下沉 、 不出现 气泡 、 开始 泛浆时为准。振捣棒插入下层混凝土表面的深度应大 于 1 0 0 m m。 2 2 3 混凝土养护 混凝土拆模后须及时进行养护。养护 目的是为形 成 良好的保温 、 保湿环境 ， 加速混凝土的硬化和强度 增长 ， 并防止混凝土成型后因暴晒、 风吹、 寒冷等条件 而导致的不正常收缩、 裂缝等破损现象。 2 0 1 1 年 8 月 张粤 ： 饰面清水混凝土在太湖大道地下通道工程中的应用 7 5 3 本工程中， 待拆模后及时在墙身覆盖复合土工膜 ， 并采用墙顶的水管喷淋养护。 养护混凝土用水应洁净 ， 避免污染墙面 ，浇水次数以保证混凝土保持湿润状态 为原则。混凝土养护时间不少于1 4 d 。 2 2 4混凝 土修 补 ( 1 )气泡处理： 清理混凝土表面 ， 用与原混凝土 同 配合比的减砂石水泥浆刮补墙面 ， 待硬化后， 用细砂纸 均匀打磨 ， 用水冲洗洁净。( 2 )漏浆部位处理 ： 清理混 凝土表面松动石子 ，用刮刀取界面剂的稀释液调制成 颜色与混凝土基本相同的水泥腻子抹于需处理部位 。 待腻子终凝后用砂纸磨平 ， 刮至表面平整 ， 阳角顺直 ， 喷水养护 。( 3 )明缝处胀模 、 错台处理 ： 用铲刀铲平 ， 打磨后用水泥砂浆修复平整。( 4 )铁锈处理 ：采用海 绵条擦拭。 3 混凝 土质量病 害防治措 施 3 1 漏 浆 侧墙模板支设前 。 对墙根部模板 支设处用1 ： 2 水泥 砂浆找平 ， 确保水平平整 ； 模板严格按编号顺序进行拼 装 ， 采用定位销定位、 紧固螺栓拼装 。 并确保拼缝 密封 双面胶及底部海绵条完好且密封严密。墙体浇筑前首 先在根部浇筑5 0 m m厚与混凝土强度等级相 同的去石 水泥砂浆 ， 再浇筑混凝土 ， 严禁无接浆浇筑混凝土 。 3 2 气泡 、 孔洞 由于本工程采用的全钢大模板吸水 、 透气性差 因 此浇筑混凝土的气泡 、孔洞数量及大小主要取决于混 凝土配合比( 密实度、 水灰比) 及振捣情况 。 3 2 1配合 比设 计 采 用密实骨架堆积法进行清水 混凝土配合比设 计 ， 确保混凝土骨料堆积密实 。 有利于减少浇筑混凝土 气泡大小和数量 。 采用聚羧酸系高效减水剂 ，在确保混凝土工作性 能的前提下 ， 有效减小了水胶比。 采用双掺外加剂 ( 粉煤灰 、 矿粉 ) ， 起 到减水、 致密 和均质作用。 3 2 2振捣 混凝土应分层进行浇筑， 严禁漏振、 过振、 欠振 ， 振 捣时间过短不易捣实和排出气泡 ，过长可能造成混凝 土分层离析现象， 致使混凝土表面颜色不一致。 3 3混凝土表面颜色不一致、 无光泽 表面颜色一致 、光洁度好是清水混凝土的一个显 著特征 。故防止混凝土表面颜色不一致和无光泽就显 得较为重要， 主要防治措施如下。 ( 1 )每次所用的水泥 、 粗细骨料、 粉煤灰、 矿粉以 及外加剂的品牌 、 规格 、 性 能等均相同， 且为同一批次 进货且严格按配合比投料。 ( 2 )掺加外加 剂的混凝土搅拌时间适 当延长 ， 使 之充分搅拌均匀， 充分融合 。 ( 3 )混凝土在保证振捣密实的情况下，不宜长时 间过振以免造成混凝土分层离析 ，致使混凝土表面颜 色不一致。 ( 4 )在不影响周转材料使用的情况下应尽量晚拆 模 ， 使 构件在 模板 内充 分养 护 ， 防止 混凝 土强度 不 足而导致起砂 、 缺楞掉角 、 裂缝等现象 ， 影响观感。实 践 证明 ，本工程拆模时 间取 混凝土 浇筑后4 8 h 较为 合理 。 ( 5 )锈斑也将影响混凝土表面的光洁度，为尽量 避免锈斑 ， 采取措施主要包括 ： 在涂刷隔离剂前 ， 将模 板上的锈迹进行打磨 ； 采用油质隔离剂 ， 禁止采用水质 隔离剂 ； 在涂刷隔离剂后尽快立模 、 浇筑混凝土 ， 避免 长时间搁置致模板生锈。 ( 6 )模板隔离剂使用的关键是涂刷均匀，即刷即 用。若涂刷好隔离剂后停用时间过长 ， 隔离剂会挥发 ， 也会造成隔离剂下滑 ，导致拆模后混凝土表面色泽不 一 ，上边的发青 ， 下边 的发黑。 3 4 渗漏水 混凝土结构表面渗漏水将会严重影响饰面清水混 凝土表观质量 ，因此，本工程结构防水等级要求为一 级。本工程防水设计思路为 ： 以结构自防水为根本 。 以 施工缝 ( 包括后浇带 ) 、 变形缝等接缝防水为重点 ， 辅以 柔性全包防水层 。具体措施主要包括以下几点。 ( 1 )通过配合比优化设计 、 加强振捣和养护管理 ， 确保混凝土的密实性 ， 减少了混凝土的开裂现象。 ( 2 )采用防水性能优良的外包防水材料 ： 侧墙 、 底 板采用P VI O 0 高分子 自粘结防水卷材 ，顶板采用了喷 涂聚脲防水 。 ( 3 )对施工缝、伸缩缝等重点部位的防水构造隐 蔽工程加强验收管理 。同时对该部位 的混凝土浇筑质 量进行重点控制。 3 5 结构 尺 寸偏差 饰面清水混凝土对结构尺寸允许偏差要求较高 ， 为达到规范要求 ， 本工程采取以下措施。 ( 1 )对清水混凝土模板进行优化设计和精加工， 保证模板体系的刚度、 强度及尺寸精度。 ( 2 )加强对模板放样测量工作 ，模板严格按编号 进行安装， 并对安装精度反复进行复核。 ( 3 )模板拆除后及时进行清理、 修复和保养， 并对其 平整度、 垂直度进行测量， 禁止使用变形过大的模板。 -7 5 4 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 第 4 2卷第 8 期 2 0 1 1 年 8月 Vo 1 4 2 No 8 Au g 2 0 1 1 高速公路连拱超浅埋隧道下穿1 0 4 国道施工技术 马艳春 ( 中铁十八局集团有限公 司上海分公司 ，2 0 0 0 7 1 ，上海 ) 摘要 ： 宁杭高速公路梯子山隧道为大跨度 、 超浅埋、 连拱隧道 ， 且工程下穿国道 ， 施工设计采用暗挖 、 三导 洞先行的施工方案 ， 即先开挖左 、 中、 右三导洞 ， 做临时支护 ， 再施工 中隔墙 ， 然后开挖 主洞 ， 主洞 开挖 也分 左右 洞 ， 并及时浇筑仰拱 以形成封 闭结构 ， 最后二次衬砌 ， 以防拱顶下沉 。实践证明 ， 工程施工方案可行 ， 为类似隧道 施工提供了经验借鉴。 关键词 ： 连拱隧道 ； 超浅埋 ； 下穿； 导洞； 台阶法 ； 国道 中图分类号 ： T U7 5 1 ； U 4 5 3 文献标识码 ： B 文章编 号： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 7 5 4 0 4 C oNS T RUCT I oN T EC HNI QUE OF 【 U LT I 甩一 ARC H S UP ER- S HAL LOW BUR I E D T UNNE L OF EX PR ES S W AY P AS S I NG T HROUGH UNDE R 1 0 4 NAT I ONAL HI GHWAY MA Ya n -c h u n ( C h i n a R a i l w a y 1 8 t h C o n s t r u c t i o n B u r e a u C o ，L t d ，2 0 0 0 7 1 ， S h a n g h ai，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h e T i z i Mo u n t a i n T u n n e l o f N a m i n g - H a n g z h o u e x p r e s s w a y i s a w i d e - s p a n ，s u p e r - s h a l l o w b u rie d a n d mu l t i p l e - a r c h t u n n e l w hi c h p a s s e s t h r o u g h u n d e r a n a t i o n al h i g h wa y T h e c o n s t r u c t i o n d e s i g n a d o p t s t h e c o n s t ruc t i o n s c h e me o f c o n c e ale d e x c a v a t i o n a n d t h r e e g u i d i n g h o l e s ，n a me l y l e f t ，mi d d l e an d rig h t g u i d i n g h o l e s are e x c a v a t e d fi r s t l y f o r t e mp o r a r y s u p p o a n d p r o t e c t i o n ，and t h e n t h e mi d b o a r d c o n s t ruc t i o n i s c a r r i e d o u t a n d t h e m a i n h o l e i s e x c a v a t e d E x c a v a t i o n o f t h e m a i n h o l e i s al s o d i v i d e d i n t o l e f t a n d r i ght h o l e s ， and i n v e ae d arc h i s p l a c e d t i me l y t o for m a do s e d s t r u c t u r e At l a s t ，t h e s e c o n d a r y l i n i n g i s c a r r i e d o u t t o p r e v e n t t h e arc h c r o wn f r o m s e t t l e me n t I t i s p rov e d i n p r a c t i c e t h a t t h e e n g i n e e rin g c o n s t r u c t i o n s s c h e me i s f e a s i b l e a n d p rov i d e s a b u n d a n t e x p e rie n c e s an d r e f e r e n c e s for s i mi l a r t u n n e l c o n s t ruc t i o n Ke y wo r d s ：mu l t i p l e - arc h t u n n e l ；s u p e r - s h all o w b u r i e d ；p ass throu g h ；g u i d i n g h o l e ；s t e p me t h o d ；na t i o n a l h i g h wa y 宁杭高速公路梯子山隧道工程地处江苏宜兴苏、 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 7 2 1 作者简介： 马艳春( 1 9 7 8 _ ) ， 男 ， 黑龙江青冈县入， 工程师 ， 项 目副总工程 师 e - m ail ： 8 2 0 3 4 0 8 1 q q t o m 浙两省交界处 ， 位于太湖南岸 ， 为江苏省第一座高速公 路隧道。 隧道为双向六车道整体式双跨连拱隧道 ， 净宽 3 0 。 5 m ( 1 4 0 5 + 2 4 + 1 4 0 5 ) ，全长3 3 2 m。隧道进 口段 K1 4 7 + 8 8 8 K 1 4 7 + 9 6 0 下穿现况1 0 4 国道 。隧道走 向与 4 饰面清水 混凝 土应用效果分析 通过进行精心设计、 施工 ， 本饰面清水混凝土工程 总体质量较好 ， 取得了良好的社会和经济效益。 根据观测结果 ， 本工程总体表观质量良好 ， 仅 少量 地段气泡、 孔洞数量稍多或光洁度稍差， 局部墙根出现 了烂根现象 。 但经过精心修补完全能满足规范要求。 根 据实测数据 。 表面平整度主要集 中于2 3 mm， 垂直度 主要集中于3 5 m m， 结构允许偏差合格率在9 0 以上。 由于采用了饰面清水混凝土 ， 省去了抹灰、 刮腻子 或干挂石材等装饰环节， 节省了相应人工及材料投入， 缩短了工期 ， 减少了二次装修污染 ， 节约了垃圾处理费 用。 同时 ， 采用饰面清水混凝土还可提高地下空间的利 用率 。 减少相应土方开挖量和结构体量。此外 ， 饰面清 水混凝土耐久性远好于普通混凝土， 可减少地下通道 的后期维修费用。虽然本工程采用饰面清水混凝土的 经济效益很难具体量化 ，但可以肯定的是在经济性方 面 ，与普通混凝土相 比。饰面清水混凝土存在巨大优 势。 5结语 通过精细化的设计和施工 。饰面清水混凝土在无 锡太湖大道节点改造工程中的应用获得了成功 ，取得 了较好的社会和经济效益。 清水饰面混凝土符合国家环保产业政策，体现了 环保、 节能和创建节约型社会理念， 具有良好的推广应 用前景。 因此， 本工程的成功经验对于在建和待建的相 似地下工程具有借鉴意义。 参考文献 1 J G J 1 6 9 2 0 0 9 ， 清水混凝土应用技术规程 S 2 顾勇新 清水混凝 土工程施工技术及工艺 M 北京 ： 中国建 筑工业 出版社 。 2 0 0 6