殷 雄 師學(xué)騰 駱發(fā)江 李 鵬 王 震 王 輝 商志輝 韓 輝

中建三局集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710065

昆侖大道西延段是西寧市西川新城昆侖路發(fā)展帶的交通核心軸，項(xiàng)目的建設(shè)迫在眉睫。昆侖大道西延項(xiàng)目K8＋915～K10＋815段橫穿擬建的新華聯(lián)多巴哥小鎮(zhèn)區(qū)域，城市下穿地道的平面布置基本為東西向，東起湟中縣韋家莊村，西至雙寨村，沿昆侖西路K9＋000～K10＋720 道路下方布設(shè)，地道全長(zhǎng)1 770 m，其中東側(cè)敞開(kāi)段長(zhǎng)150 m ，西側(cè)敞開(kāi)段長(zhǎng)165 m，中間暗埋段長(zhǎng)1 455 m。項(xiàng)目地下水位高，施工工期短，與已建的管廊同倉(cāng)施工，下穿結(jié)構(gòu)為超長(zhǎng)、超大混凝土，裂縫控制嚴(yán)格，施工難度大。

1 工程概況

西寧市昆侖大道西延段工程是昆侖大道的西延長(zhǎng)線，本工程位于多巴段。項(xiàng)目道路等級(jí)為城市主干路，設(shè)計(jì)速度50 km/h，三標(biāo)段起點(diǎn)樁號(hào)為K8＋700，終點(diǎn)樁號(hào)為K12＋200，紅線寬度50 m；道路全線采用雙向10車道，并設(shè)有公交專用車道、非機(jī)動(dòng)車道和人行道，下穿地道采用雙向六車道，跨度28.3 m，地道結(jié)構(gòu)由墊層、底板、側(cè)墻、中墻、頂板組成（圖1）。結(jié)構(gòu)底板厚100 cm，外墻厚100 cm，中墻厚80 cm，頂板厚100 cm，屬于大體積混凝土。

圖1 暗埋段地面道路斷面

2 施工重、難點(diǎn)

1）西寧市昆侖大道西延段城市下穿地道總長(zhǎng)為1 770 m，寬28.3 m，結(jié)構(gòu)屬于大體積混凝土，下埋超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)變形裂縫、防滲漏控制要求高。

2）工程體量大、工期緊張，建設(shè)單位將合同工期720 d壓縮至190 d，工期緊，任務(wù)重，施工組織難度大。

3）施工作業(yè)面長(zhǎng)，垂直運(yùn)輸為吊車作業(yè)，將作業(yè)面劃分為3個(gè)工區(qū)，由3家勞務(wù)隊(duì)同時(shí)作業(yè)，材料周轉(zhuǎn)、人員組織不可控。

根據(jù)以往項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)本工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)，目前針對(duì)國(guó)內(nèi)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)施工常采用的構(gòu)造措施主要有以下3種：混凝土澆筑采用后澆帶分段施工；采用預(yù)應(yīng)力措施；采用跳倉(cāng)法施工。經(jīng)過(guò)對(duì)以上施工方法進(jìn)行論證對(duì)比，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，最終選擇跳倉(cāng)法施工[1-3]。

3 跳倉(cāng)法施工原理

跳倉(cāng)法施工采用“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的原則進(jìn)行施工，利用混凝土在7～10 d期間性能尚未穩(wěn)定前將內(nèi)應(yīng)力大量釋放的特性原理，以及分段結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度與約束應(yīng)力的變化關(guān)系，即在施工前期混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度明顯地影響約束力，超過(guò)一定長(zhǎng)度后約束應(yīng)力隨長(zhǎng)度的變化趨于穩(wěn)定，因此將下穿混凝土結(jié)構(gòu)劃分成3個(gè)施工段，按“分段規(guī)劃、隔段施工、豎向分層澆筑、整體成型”的施工部署，隔段澆筑分倉(cāng)混凝土。

相鄰分倉(cāng)間隔時(shí)間為7 d，通過(guò)此方法，減少結(jié)構(gòu)混凝土施工前期因劇烈溫度應(yīng)力及風(fēng)化干燥作用而形成的結(jié)構(gòu)裂縫。

本工程下穿結(jié)構(gòu)段“跳倉(cāng)法”施工，首先采用分段跳倉(cāng)，以“放”為主適應(yīng)施工階段的溫差和收縮，其后將剩余結(jié)構(gòu)分段連成整體，以“抗”為主適應(yīng)長(zhǎng)期作用的溫差和收縮應(yīng)力。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 分倉(cāng)、跳倉(cāng)

以設(shè)計(jì)圖紙中每30 m設(shè)置一道伸縮縫為依據(jù)，按照30、50 m（特殊附屬結(jié)構(gòu)處）長(zhǎng)度將下穿地道結(jié)構(gòu)由東向西分為54個(gè)小倉(cāng)塊，分別以①、②標(biāo)注。施工時(shí)先隔一跳一施工①倉(cāng)塊，后期分塊施工②倉(cāng)塊，將下穿地道連為整體。每個(gè)小倉(cāng)塊按墊層→底板→豎向墻體→頂板施工順序完成后7 d進(jìn)行鄰倉(cāng)施工（圖2）。

圖2 跳倉(cāng)施工

分塊跳倉(cāng)法施工技術(shù)通過(guò)隔段分倉(cāng)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)，合理釋放超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部早期溫度應(yīng)力，減少下穿超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫差形成的裂縫，分段結(jié)構(gòu)混凝土封倉(cāng)間隔時(shí)間為15 d，最終達(dá)到前期混凝土靠分倉(cāng)釋放溫度應(yīng)力，后期主要靠混凝土的抗拉能力適應(yīng)溫度應(yīng)力的效果。

下穿地道分塊跳倉(cāng)步驟為：

將本工程分為3個(gè)工區(qū)（一工區(qū)為 K10＋270～ K10＋750；二工區(qū)為K9＋640～K10＋270；三工區(qū)為K8＋980～K9＋640），由3家勞務(wù)隊(duì)同時(shí)進(jìn)行跳倉(cāng)施工，首先施工標(biāo)號(hào)為①的倉(cāng)塊，對(duì)墊層、底板、墻體以及頂板逐步施工。當(dāng)標(biāo)號(hào)為①的倉(cāng)塊施工完畢15 d后，再施工標(biāo)號(hào)為②的倉(cāng)塊，對(duì)墊層、底板、墻體以及頂板逐步施工。

4.2 嚴(yán)格控制預(yù)拌混凝土質(zhì)量

4.2.1 對(duì)預(yù)拌混凝土水泥的要求

要求預(yù)拌混凝土供貨商使用的水泥采用同一廠家，且附有出廠合格證、檢驗(yàn)報(bào)告和復(fù)試報(bào)告。嚴(yán)格控制水泥質(zhì)量，嚴(yán)禁使用不合格和過(guò)期水泥。城市下穿地道主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，最大水灰比0.45，最小水泥用量宜為320 kg/m3（當(dāng)混凝土中摻入礦物摻合料時(shí)，水泥用量改為膠凝材料用量，水灰比應(yīng)為水膠比），最大堿含量3.0 kg/m3，最大氯離子含量0.06%。

4.2.2 對(duì)砂石的要求

1）質(zhì)地均勻堅(jiān)固，粒形和級(jí)配良好，空隙率小。粗骨料的壓碎指標(biāo)為9%，吸水率宜為1%。

2）粗細(xì)骨料中的含泥量分別為0.6%和0.8%，粗細(xì)骨料中的水溶性氯離子含量均不超過(guò)骨料質(zhì)量的0.2%，硫酸鹽和硫化物中的離子含量均不超過(guò)骨料質(zhì)量的0.5%。

3）粗細(xì)骨料不宜采用抗?jié)B性較差的巖質(zhì)，粗集料的最大粒徑為25 mm，且不得超過(guò)保護(hù)層厚度的2/3。

4.2.3 對(duì)預(yù)拌混凝土工作性能指標(biāo)的要求

為防止?jié)仓炷吝^(guò)程中產(chǎn)生離析，保證混凝土有足夠的黏聚性、穩(wěn)定性和可泵性，現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)的混凝土泌水速度宜慢，適當(dāng)加快澆筑速度。

4.2.4 對(duì)預(yù)拌混凝土初凝時(shí)間的要求

為防止混凝土澆筑過(guò)程中產(chǎn)生冷縫，應(yīng)提前統(tǒng)計(jì)分析施工時(shí)的氣候、溫度等要求，預(yù)拌混凝土在下穿主體結(jié)構(gòu)施工期間的初凝時(shí)間為4 h左右。同時(shí)為保證模板的周轉(zhuǎn)，終凝時(shí)間控制在8 h左右。

4.2.5 對(duì)配合比的要求

1）現(xiàn)場(chǎng)泵送高度為15 m，入泵時(shí)混凝土坍落度值為130～180 mm，坍落度允許偏差為30 mm。

2）泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻合料的總量之比宜為0.60，砂率宜為35%～45%，水泥和礦物摻合料的總量宜為320 kg/m3，摻粉煤灰的泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)，必須經(jīng)過(guò)試配確定。

3）為確保本工程的順利進(jìn)行，施工前施工單位與監(jiān)理單位應(yīng)專項(xiàng)研討，制訂詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，認(rèn)真做好混凝土的級(jí)配試驗(yàn)，嚴(yán)格控制混凝土的收縮，采用收縮小、水化熱低的水泥，減少水泥用量，在混凝土中加入適當(dāng)?shù)耐饧觿┑仁┕ぜ夹g(shù)措施，確?；炷恋臐仓|(zhì)量，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土養(yǎng)護(hù)措施。

4.2.6 對(duì)結(jié)構(gòu)防水與耐久性的技術(shù)要求

1）所有的地道結(jié)構(gòu)防水混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)＜4×10-8cm2/s，電通量＜1 000 C，氣體滲透系數(shù)不高于4×10-17cm2/s。

2）混凝土抗碳化能力：按自然狀態(tài)碳化速率，100 a使用年限計(jì)算，混凝土碳化深度應(yīng)小于結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層厚度50 mm。

3）地道防水采用結(jié)構(gòu)自防水和外防水相結(jié)合。C40防水混凝土抗?jié)B等級(jí)P8，混凝土60 d干燥收縮率不大于0.015%。

4）結(jié)構(gòu)混凝土采用低水化熱水泥，并要求鋁酸三鈣含量＜8%。

5）控制入模溫度：熱天低于日平均氣溫且≤28 ℃，并在混凝土初凝前采取降溫措施，混凝土表面溫度與大氣溫度差值宜控制在15 K。

6）大體積混凝土避免采用高水化熱水泥，混凝土必須采用雙摻技術(shù)，地道頂、底板、側(cè)墻均應(yīng)采用高性能補(bǔ)償收縮防水混凝土。

4.3 嚴(yán)格控制施工縫

混凝土施工縫宜采用鋼邊橡膠止水帶與外貼式橡膠止水帶，混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)注意橡膠止水帶成品保護(hù)，防止施工時(shí)造成橡膠止水帶移位、損壞，特別注意將止水帶周邊的混凝土振搗密實(shí)。外貼式橡膠止水帶施工時(shí)應(yīng)注意清除上面附著的垃圾，并防止其發(fā)生起拱現(xiàn)象。

若采用分段連續(xù)施工，混凝土內(nèi)部實(shí)際最高升溫值為45.6 K。考慮本工程下穿結(jié)構(gòu)施工在夏季，混凝土澆筑入模溫度為19 ℃，環(huán)境溫度取17 ℃，則混凝土內(nèi)部最高溫度為64.6 ℃，混凝土內(nèi)外溫差47.6 K＞25 K。根據(jù)《塊體基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程》的要求，混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差宜小于25 K，因此施工時(shí)應(yīng)采取溫控措施。

經(jīng)綜合論證，下穿地道采用跳倉(cāng)法施工，以控制早期、中期裂縫[4]。

4.4 嚴(yán)格監(jiān)測(cè)基坑邊坡變形

本工程開(kāi)挖范圍大，周圍環(huán)境復(fù)雜。基坑為明開(kāi)挖施工，開(kāi)挖深度約11 m，局部15.50 m，基坑長(zhǎng)度1 445 m。北側(cè)管廊施工基本完畢，地道結(jié)構(gòu)距離管廊最小距離為1.65 m。故施工過(guò)程中對(duì)北側(cè)管廊可能會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)管廊的沉降變形監(jiān)測(cè)是重點(diǎn)之一。基坑監(jiān)測(cè)由建設(shè)單位委托具有相關(guān)資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行，我項(xiàng)目部也安排專人進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成監(jiān)測(cè)記錄。

1）對(duì)邊坡高度大于6 m的臨時(shí)邊坡實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，每間隔20 m設(shè)一組觀測(cè)樁（圖3）。

圖3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面布置示意

2）應(yīng)在施工邊坡時(shí)埋設(shè)坡頂觀測(cè)樁，并詳細(xì)記錄日期、坐標(biāo)及高程，開(kāi)挖深度每2 m觀測(cè)一次，基坑防護(hù)完成即開(kāi)始觀測(cè)。

3）觀測(cè)樁測(cè)量應(yīng)用全站儀進(jìn)行，測(cè)量結(jié)果應(yīng)有專人記錄，滿足規(guī)范要求，最終結(jié)果存檔備查。

4）分段邊坡開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行沉降變形觀測(cè)，確定無(wú)超出預(yù)警變化值后，再進(jìn)行下一坡面開(kāi)挖。

5）用平面控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)作為監(jiān)控測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。施工中應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)，并將其作為測(cè)量資料永久保存。

6）觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施，確保施工安全。

5 結(jié)語(yǔ)

復(fù)雜環(huán)境下城市下穿地道短工期跳倉(cāng)法施工技術(shù)，解決了下穿地道體量大、工期緊的難題，能有效控制結(jié)構(gòu)裂縫，符合綠色施工及環(huán)保要求，為下穿地道、管廊等市政公用工程超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)跳倉(cāng)施工提供借鑒和參考。本工程跳倉(cāng)施工取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。