高速公路桥隧混凝土工程施工技术研究

李 杨

（江西省交通投资集团抚州管理中心进贤养护所临川养护站，江西抚州 344000）

引言

在高速公路桥隧结构建设期间，若忽视了混凝土施工细节，则易导致混凝土裂缝、干缩等问题，在桥隧结构中埋下质量隐患，不仅可影响高速公路桥隧结构通行体验，质量问题严重时甚至可引发安全事件，因此，必须予以足够重视。

1 高速公路工程项目桥隧相接形式

高速公路桥隧相接形式应以运营需求及环境条件为依据进行选择，当前高速公路工程项目中常用的桥隧相接形式具体见表1。

表1 高速公路常用的桥隧相接形式

2 高速公路桥隧项目施工技术要点

2.1 明确相接参数

正式施工前，运用式（1）计算得出标准荷载，公式如下：

式中：q 为标准荷载，w1、w2、w3分别为二期铺装自重、空心板自重、桥台自重，其中，w2空心板自重又可进一步运用式（2）进行计算：

式中：s 代表单个空心板的截面积；pc、l、γ 分别为空心板片数、跨径、容重。为更加准确地得出桥隧相接参数，可引入建模计算模式，借助三维建模软件构架桥隧模型，选择洞口形式后，将壁厚过渡段、洞口宽度过渡分别设定在0.6～10 m、12～15 m 范围内，洞口模型构建完毕后，可按照表2 计算参数，依托模型自带模拟仿真功能进行计算，以此直接得出各重要参数，如内部隧道受力情况、过渡段受力情况等，为桥隧混凝土施工技术的应用提供良好依据[1]。

表2 桥隧结构材料相关参数标准

2.2 控制隧道洞口

高速公路隧道洞口周边展开混凝土施工时，应注意观测围岩形变情况，防止混凝土施工作业改变围岩受力而降低其承载力，继而引发隧道裂缝问题，严重时甚至可引发围岩坍塌事故。隧道洞口混凝土施工之前，需全面清除地表杂物，后于地表处借助锚杆结构喷射混凝土，以30 cm 为环向间距，以40 cm 为横向间距，水平打入两排小导管，长度为4 m，规格为Φ42，借助小导管巩固隧道拱部结构。待喷锚支护设置完毕后开挖隧道。

2.3 做好桥台施工

桥台施工期间可能需大面积浇筑混凝土平面，用于完成桥台建设工作，为保障混凝土完整性，通常借助分块式浇筑法进行施工，在此期间需按照表3 所示分块式浇筑要点进行参数控制。于隧道洞外浇筑桥台结构时，可能会扰动周围围岩，引发围岩松脱现象，继而造成桥台坍塌、裂缝等问题，因此，在桥台混凝土施工期间，应注意控制作业速度及幅度，实时监测隧道围岩形变状态，以实测结果为依据，判断桥台施工过程中是否需增设支撑结构[2]。

表3 桥台混凝土施工技术分块式浇筑要点

3 基于实例的高速公路桥隧相接混凝土施工技术探讨

3.1 工程概况

案例工程项目以双向四车道为标准进行施工建设，路基宽度、设计速度分别为26.5 m、120 km/h，路面结构采用沥青混凝土。该高速公路项目主线共计136.152 km，在此过程中，共有桥梁80 座，全长28.672 km，中小桥、大桥、特大桥分别39 座、37 座、4座，长度分别为5 460 m、16 859 m、6 352.5 m，此外，含有394 道通涵，隧道12 座，共计20 535 m，在该项目隧道结构中，短隧道、中隧道、长隧道分别5座、5 座、2 座，三种规格的隧道单洞长分别为3 428 m、6 830 m、10 277 m，对整个高速公路工程项目的桥隧比进行测算，发现该项目桥隧比可达28.6%。

3.2 技术措施

3.2.1 强化材料控制

3.2.1.1 配合比控制

配合比是否适宜可直接影响桥隧混凝土质量，在案例工程，水泥：砂：石子：水：掺合料：外加剂的比例为1:2.74:3.59:0.52:0.327 6：0.030 6，其中掺合料为粉煤灰，用于改善和易性及干缩性，而外加剂为10%的WEA 微膨胀剂。

3.2.1.2 引用新型材料

案例工程引入了钢纤维混凝土材料，其单丝抗拉强度至少需600 MPa，并将钢纤维掺量控制在0.6%～1.0%范围内。表4 为案例桥隧工程项目钢纤维混凝土参数。

表4 案例桥隧工程项目钢纤维混凝土参数

3.2.2 处理裂缝病害

第一，预埋冷却水管。

案例桥隧项目中，冷却水管道为镀锌钢管，规格Φ32 mm，以1 m 为间距进行布置，横向设置两层冷却水管，冷却水管两层间隔50 cm。侧墙混凝土冷却水管竖向方向设置3 层，以40 cm 为横向间距，而顶板混凝土冷却水管横向方向设置3 层，以45 cm 为间距控制上下间距。混凝土结构内应设置测温管，用于监控混凝土温度参数，待冷却水管全面覆盖后通水，此时按照40 ℃为限值控制出水口水温，即水温必须低于40 ℃，同时，要求出水温度与进水温度之间的差值低于10 ℃。在通水期间，需依据混凝土温度情况控制水量，若混凝土内外温差超出20 ℃，则需更换循环用水，或加大水量，待内外温差低于5 ℃后停止混凝土冷却。

第二，引入修补材料。

（1） 采用压力注入技术，对宽度低于0.5 m 的裂缝进行修复。

（2） 借助喷涂技术，可直接修复2.5 mm 的裂缝。

（3） 若裂缝宽度低于3 mm，裂缝较小，则可运用伸缩缝技术进行处理。

（4） 若发现裂缝问题严重，现已发展为宽度为1.0～2.0 cm 槽，则需借助扩径器进行处理。

第三，脱空灌浆技术。

（1） 定孔。

若发现混凝土面板存在垂直裂缝，可按照1.2 m间隔设置灌浆孔。

（2） 钻孔。

对灌浆钻孔位置进行标注，并运用51 mm 钻头进行施工。

（3） 制浆。

控制水泥与水的比例，用于保障水泥浆裂缝修补效果，同时降低化学收缩率、干燥收缩率。

（4） 压浆。

将水泥浆灌入注浆管内，并将注浆管插入孔洞中，待密封与固定结束后，启动水分泵进行压浆[3-4]。

（5） 封孔。

待固井施工完毕并钻芯后封闭接合孔，待10～20 min 后，去除芯子，静置6 h 后，运行CEB-M 进行孔洞连接。

（6） 裂缝封闭。

待注浆10 h 后借助CEB-3 封闭裂缝。案例桥隧工程在隧道端应用该技术加固结构，其技术结构图见图1。

图1 脱空灌浆技术结构

3.3 模板安装与拆除

桥隧混凝土结构浇筑之前需安装模型，于模板表面涂抹脱模剂，完成混凝土模板安装后校验平面位置及高程，尽可能缩小误差[5]。完成浇筑振捣后需以混凝土强度为依据控制拆模时间，待混凝土结构达到8.0 MPa 后方可拆模，此外，其问题条件可在一定程度上影响拆模时间，昼夜平均气温与最早拆模时间的对应关系见表5。

表5 桥隧混凝土结构最早拆模时间

3.4 分层浇筑施工

案例工程项目引入分层浇筑方式。浇筑期间应注意控制混凝土入模温度，要求其低于28 ℃，为达到该入模温度标准，应注意控制拌合水温度，并依据施工现场温度情况冷却骨料，或浇水加冰处理石子。案例桥隧混凝土施工项目分层连续浇筑，以1.25 倍的振捣半径为依据确定分层厚度，同时该分层厚度需低于30 cm，由边至中间进行浇筑。

3.5 养护及保温

在案例项目中，采用洒水处理、麻袋覆盖的方式进行保温与保湿，将麻袋外挂于侧模位置，同时做好测温工作，以此为依据开展养护措施。借助保温材料将日降温速度控制在2 ℃/d 范围内，并将内外温差限制在25 ℃以内。完成浇筑后，需于1 h 节点测量第一次混凝土温度，后以2 h 为间隔测量1 次，连续测温5 d 后，将测温间隔调节为4 h，直至混凝土温度稳定。在保障混凝土结构质量基础上，需做好排水施工，设置排水沟，为避免其堵塞，增设橡胶止水带结构（见图2），图2 内标号1～3 分别为混凝土结构、止水带、填缝材料。

图2 橡胶止水带结构（单位：mm）

4 结论

综上所述，在高速公路桥隧工程项目中，必须重视混凝土施工作业，并注意把控桥隧相接参数，做好隧道洞口施工及桥台施工。结合案例高速公路项目来看，应从多个方面把控好施工技术要点，以此全方位保障高速公路桥隧混凝土工程施工质量。