特长隧道焊接网片连续配筋混凝土路面施工技术研究

刘建伟

（山西交通科学研究院，山西 太原 030000）

1 工程概况

宝塔山特长隧道左洞长10 191.696 m，右洞长10 479.611 m。由于项目所处地形复杂，特别是宝塔山特长隧道的线形，隧道平面线形主要采用了直线，进出口段由于地形的限制，采用了半径1 200 m左右的圆曲线；宝塔山特长隧道所穿过的太岳山脉，整个地形是东高西低，隧道纵坡平遥至榆社向以上坡为主，并且隧道进口前纵坡都为爬坡，为了便于隧道排水，在隧道内采用人字坡，隧道出口段设置了约2 200 m的下坡（平遥至榆社方向）。

平遥到榆社方向为特重交通，路面结构为连续配筋水泥混凝土路面（CRCP），采用钢筋焊网搭接形式，既加快了施工进度，又提高了施工质量。

2 焊接钢筋网片CRCP

我国的水泥混凝土路面绝大部分采用普通混凝土路面，除接缝区和局部范围外面层内均不配筋。随着我国交通运输事业的发展，重型货运车辆比重不断增加，汽车的总载质量和轴重质量不断提高。普通混凝土路面的技术状况无法满足重载交通的需求，由于温度疲劳应力与荷载疲劳应力的综合作用，出现了断板、破碎、错台、表面磨光等不同程度的早期损坏。

连续配筋水泥混凝土路面可以减少温度应力和荷载应力对混凝土板的影响，减少施工缩缝，改善了路表行驶性能，保证了行车安全，延长了路面使用寿命，对养护要求很低。随着交通重载化方向的发展趋势，连续配筋水泥混凝土路面应该具有广阔的应用前景。但是连续配筋水泥混凝土路面在我国的已建里程短，且多为试验路。究其原因主要包括：①初期造价较高；②钢筋需要现场绑扎，施工进度较慢，且施工质量不易控制；③增加了混凝土振捣的难度，不利于混凝土振捣均匀，难以保证工程质量。

基于钢筋焊接网连续配筋混凝土路面技术用工厂标准化预制的钢筋网片焊接代替了传统的现场绑扎钢筋，可为优质快速地发展连续配筋混凝土路面提供技术保障，具有广阔的应用前景。主要体现在以下几方面：

（1）由于钢筋网片是在工厂严格质量控制下，由全自动、智能化生产线制造而成。网格尺寸、钢筋规格和品质都得到严格控制。避免了人工绑扎网遗漏、绑扎不坚固、绑扎错误和偷工减料的情形发生。其网片钢度大、弹性好、间距均匀准确、焊接点强度高，因而大大提高了工程质量。

（2）焊接钢筋网片的工厂化生产有效地提高了施工速度，降低了现场钢筋安装工时，省去了现场钢筋加工场地。

（3）焊接钢筋网片的制造是通过严谨的计算校核，再按设计规格准确编排，然后再通以电流使其纵横钢筋交叉点焊接到一起，整片网间隔尺寸整齐均一，其应力传递均匀，荷载可均匀传布于整个混凝土结构上，可防止裂缝的发生。另外，焊接网的受力筋和分布筋可采用较小直径，配之以较密的钢筋间距，此外纵筋和横筋成网状结构，共同起黏结锚固作用，有利于防止混凝土裂缝产生和发展。能够减少75%以上裂缝发生。

（4）钢筋网片下层与上层的混凝土可以分别进行浇筑、振捣，防止了传统连续配筋混凝土路面绑扎钢筋对混凝土振捣的不利性，避免了混凝土的不均匀性。

（5）采用焊接钢筋网片技术可以有效节约人工与工时，无钢筋废头，还可节约钢材，因此，采用该项技术可以有效降低钢筋工程造价20%左右，经济效益显著。

3 焊网CRCP施工控制

3.1 CRCP施工准备

3.1.1 CRCP板块划分

隧道内连续配筋混凝土路面施工时考虑路幅宽度与施工因素，推荐划分超车道3.75 m、行车道4 m，分幅进行施工。

3.1.2 CRCP施工方法

连续配筋混凝土路面采用三辊轴机组施工并辅以机械排振或手持式振捣棒振捣和振捣梁振平的施工方法。

3.1.3 原材料质量与检验

CRCP的原材料在采集前均应按规定进行质量检验或试验，合格后方可购买或采集。原材料主要有钢筋、水泥、粗集料、细集料、水和混凝土外掺剂等。除要求配有出厂合格证书外，还应重点检测以下项目：钢筋的抗拉强度；水泥的强度、标号和安定性试验；粗集料（碎石）的母岩强度（应为混凝土设计抗压强度的2.5倍以上）；最大碎石粒径和碎石级配；细集料的含泥量（应在3%以下）；水要求纯净、无污染及杂物。

CRCP施工时除须具有水泥混凝土拌和与原材料堆放等场地外，还应布置好钢筋制作场地。钢筋制作场应布置在距路面施工路段较近处，以便将预制加工好的钢筋网片运至工地。场地应利于排水，同时须有充足的电源保证钢筋制作所需电力。采购的钢筋必须按不同品种、牌号分别验收堆存，以免混杂。钢筋在运输、储存过程中应避免锈蚀和污染，宜存放在仓库（棚）内，露天堆置时，应垫高并加遮盖。

3.1.4 CRCP混凝土拌合物技术要求

水泥混凝土应做配合比设计试验，并检测混凝土的抗弯拉强度、抗压强度及级配要求，强度不宜超出太多，同时注意骨料类型、水泥的选择，使混凝土的线胀系数较小。

水泥混凝土需具有良好的和易性。考虑到为防止混凝土形成强度和干缩过程中的早期开裂，施工配合比中应尽量减少混凝土单位用水量，采用较小的坍落度，但因过硬的混凝土不利于捣实，因此推荐现场坍落度3～5 cm。

3.1.5 基层验收

基层施工完成，应参照《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2004）进行质量检验与验收，合格后方可进行水泥混凝土路面的施工，施工前必须将基层顶面清扫干净。

面板铺筑前，应对基层进行全面的破损检查，当基层产生破损时，应采取有效措施进行彻底修复，具体措施见《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30－2003）5.5.3条之规定。

面板铺筑前，宜至少提供足够机械连续施工10 d以上的合格基层。

3.1.6 安装模板

（1）模板应采用钢模板，模板应无损伤，有足够的强度，内侧和顶、底面均应光洁、平整、顺直，局部变形不得大于3 mm，振捣时模板横向最大挠曲应小于4 mm，高度应与混凝土路面板厚度一致，误差不超过±2 mm。

（2）每米模板应设置一处支撑固定装置，模板垂直度用垫木楔方法调整。纵横曲线路段应采用短模板，每块模板中点应安装在曲线切点上。

（3）模板安装检验合格后，与混凝土拌和物接触的表面应涂脱模剂或隔离剂；接头应黏结胶带或塑料薄膜等密封。

3.2 CRCP施工工艺

连续配筋混凝土路面的施工，可按基层验收、模板固定安装、面层铺筑、糙面加工、早期养护的顺序均衡连续地进行施工，铺出能符合竣工外形、质量和性能要求的路面。由于施工质量好坏对混凝土强度、钢筋和混凝土的黏结性及路面平整度等有很大影响，因此需进行认真的施工管理。

3.2.1 混凝土面层铺筑

连续配筋混凝土面层铺筑细分为卸料、摊铺、震捣、粗平、铺设钢筋网片、二次卸料、摊铺、震捣、粗平、精平十道工序。

（1）先按面板厚度2/3摊铺下层混凝土，为保证混凝土的密实度和均匀性，可采用机械排振振捣或者振捣棒均匀插捣，之后平板振捣梁振捣并初平。

（2）铺设焊接钢筋网，钢筋网纵筋在上，横筋在下，网片位置距混凝土板顶1/3处。

（3）焊接钢筋网宽度受运输条件限制，汽车运输不宜超过2 400 mm，因此焊接钢筋网在施工布设前预先进行搭接绑扎，根据《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》（JGJ 114－2003）第5.1.17条规定，采用平搭法搭接绑扎，具体搭接方法参照设计图纸。

（4）将钢筋网片搭接、绑扎好后铺设上1/3厚度混凝土，采用振捣梁摊铺、振捣、整平，三辊轴机组振捣、精平连续作业施工。

（5）考虑到连续配筋混凝土分层铺筑时，上层混凝土应在下层混凝土初凝前铺筑完成，因此每次施工段落宜控制在20～30 m，具体施工段落长度可根据混凝土拌合和运输能力、混凝土凝结时间作适当调整。

（6）振捣时振捣器在同一位置停留不小于20 s但也不能过振，应以拌和物停止下沉、不再冒气泡并泛出水泥浆为准。移动间距不宜大于振捣器作用半径的 1.5倍，且应尽量避免碰撞模板和钢筋。最后用振动梁和滚杆或三轴式整平机进行整平提浆，应使表面泛浆，并赶出气泡，对有不平之处，应及时进行挖填补平。混合料的摊铺、振捣时间一般不大于30 min。

（7）砼路面的铺筑遵照《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30－2003）的要求，施工时前后各道工序紧密衔接，严格控制水灰比和振捣方式，保持表面粗糙，不得产生明显浮浆。

具体施工过程，见图1～图8。

图1 下2/3混凝土布料

图2 排式振捣器振捣下2/3混凝土

图3 钢筋网片安放、搭接

图4 上1/3混凝土布料

图5 排式振捣器振捣上1/3混凝土

图6 三辊轴初平混凝土

图7 检查摊铺高度

图8 三辊轴精平路面

3.2.2 糙面加工

（1）在整平后的混凝土表面，采用人工纵向拉毛的方式进行糙面处理。人工拉毛采用固定支架拖挂2～3层叠合麻布、帆布或棉布，洒水湿润后，软拖制作微观抗滑构造。布片接触路面的拖行长度以1.0～1.5 m为宜。

（2）为了保证行车安全，硬化混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面即粗构造。可以采用等间距纵向硬刻槽工艺，矩形槽，槽宽3 mm、深度4 mm、槽间距20～25 mm，一次刻槽最小宽度不小于600 mm，每次刻槽间距不小于100 mm。

3.2.3 早期养护

混凝土路面铺筑完毕后应及时进行养护，使混凝土中拌合料有良好的水化、水解强度发育条件以及防止收缩裂缝的产生，养护时间一般以混凝土强度达到设计强度的80%为宜，不少于14 d。混凝土在养护期间禁止一切车辆通行。

水泥混凝土路面养生宜采用覆盖塑料薄膜或喷洒养护剂的方法进行养生，确保混凝土处于保湿养生状态。

3.3 CRCP接缝设置

（1）CRCP路面设有纵向施工缝、横向施工缝和胀缝。

（2）CRCP纵缝、施工缝采用普通平缝。横向施工缝处钢筋网片须增设纵向补强钢筋，具体设置方法参照设计图纸。每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，横向施工缝采用平缝，横向施工缝应尽量设置在胀缝处。施工时应尽量延长连续作业路段，减少施工缝，但每次连续施工段落长度不得小于400 m。

（3）施工缝采用切缝机至上而下平整切割 3 cm，其余部分进行凿毛处理。

（4）纵向施工缝上1/2处涂刷两遍热沥青，热沥青用量为1.0 kg/m2。两车道间设置横向拉杆，拉杆采用Φ16螺纹钢筋，拉杆长度80 cm，间距50 cm，拉杆在混凝土浇筑时人工插入。

（5）连续配筋混凝土路面除施工缝和必要的端部处理以外，路面内尽量避免设置任何形式的缩缝和胀缝，从而形成完整的面板结构，提高整体质量，改善行车舒适性。

对于隧道内连续配筋混凝土路面，日温差很小，另外，夏季施工时温度较高，隧道内温度也处于年温度的高位，加之新浇筑混凝土水化温升的影响，混凝土本身基准温度较高，甚至高于隧道内年最高温度，因此连续配筋混凝土路面端部膨胀位移量很小，甚至不会发生膨胀，所以不需要设置过多的胀缝。

因此，建议在隧道两个端头各连续设置3道胀缝。传力杆的一端，套以端头预留有空隙的橡胶管等，采用传力杆支架沿道路中心线平行方向布设。传力杆支架用Φ12钢筋制作，将之与横向支撑筋焊接，防止施工中变形。传力杆长 70 cm，采用Φ35光面钢筋。

3.4 CRCP端部处理

（1）复合式路段与普通沥青混凝土面层相接时，其间应设置3 m长的过渡段。过渡段的路面采用两种路面呈阶梯状叠合布置，其下采用素混凝土过渡板，厚度为200 mm。过渡板与连续配筋面层相接处设置直径25 mm螺纹钢筋、长700 mm、间距400 mm的拉杆，具体设计参见图纸。

（2）连续配筋混凝土板的起点、终点位置的板端，连续设置3道胀缝（加设传力杆），胀缝间距为5 m，板块为钢筋混凝土板块。

4 结束语

通过对平榆高速公路宝塔山特长隧道连续配筋混凝土路面试验路的设计和施工情况的介绍，从混凝土坍落度、钢筋放置、纵向钢筋搭接、分层布料、三辊轴摊铺、施工缝处理、端部处理与养生等方面总结了高速公路焊接网片连续配筋混凝土路面的施工工艺和注意事项。经过试验路修筑实践的总结平榆高速公路宝塔山特长隧道连续配筋混凝土路面的大面积施工均取得了令人满意的质量和效果，目前使用性能良好，为焊接网片连续配筋混凝土路面在我国高速公路中的推广应用提供了一定的理论和实践基础。

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