沈鵬飛 平帥奇
摘 要:隨著我國地下工程的發(fā)展,特別是明挖電纜隧道工程日益普遍。為了控制明挖電纜隧道不同區(qū)段的差異沉降和防水要求,泡沫混凝土作為具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、節(jié)能、保溫、隔熱等性能而被應(yīng)用其中,本文通過工程實(shí)例,給出了泡沫混凝土的材料和施工工藝要求,以及質(zhì)量檢驗(yàn)方法。
關(guān)鍵詞:隧道 泡沫混凝土 工程應(yīng)用 施工工藝
0 引言
隨著我國地下工程的發(fā)展,尤其是明挖隧道工程日益增多,而對于作為隧道工程中必不可少的混凝土,無論是從控制隧道不同區(qū)段的差異沉降,還是從抗?jié)B防水方面來看,其都起著很大的作用[1]。泡沫混凝土是一種新型的材料,與普通混凝土相比,其質(zhì)量更輕,施工中常用泡沫混凝土的密度等級范圍為300kg/m3到1200kg/m3,其密度只相當(dāng)于普通水泥混凝土的 1/5~1/10,在隧道工程中充分應(yīng)用泡沫混凝土可以大大降低隧道內(nèi)襯的自重[2]。不僅如此,對于隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說,采用泡沫混凝土取代原來的普通混凝土,可以提高構(gòu)件的承載能力。除此之外,泡沫混凝土還具有一般無機(jī)質(zhì)材料的通性即不易燃燒、具有良好的耐火性。國內(nèi)外大量研究資料顯示,干容重在500~900 kg/m3范圍內(nèi)的泡沫混凝土,當(dāng)其抗壓強(qiáng)度為2.5~7.5 MPa 范圍內(nèi)時(shí),泡沫混凝土的耐火極限可以達(dá)到 2.7 小時(shí),抗沖擊性可以達(dá)到100 次,是一種可以大力推廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料[3]。
本文以半山電廠變220千伏線路電纜隧道項(xiàng)目工程中的明挖隧道為背景,來研究泡沫混凝土在隧道工程中的應(yīng)用,給出了泡沫混凝土材料和施工工藝要求,以及質(zhì)量檢驗(yàn)方法,為以后的施工作參考。
1泡沫混凝土的材料及技術(shù)性能要求
1.1泡沫混凝土的材料要求
(1)各原材料的質(zhì)量及指標(biāo)應(yīng)滿足《泡沫混凝土》(JGT 266-2011)[4]的要求,同時(shí)應(yīng)滿足泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度、流動度及氣泡穩(wěn)定性等對原材料的要求。
(2)發(fā)泡劑應(yīng)無明顯沉淀物,對環(huán)境無不良影響,同時(shí)發(fā)泡劑應(yīng)滿足如下要求:
①發(fā)泡劑的稀釋倍數(shù)≥40,發(fā)泡倍率≥20;
②產(chǎn)生的氣泡應(yīng)均勻、細(xì)微,氣泡密度為48~52kg/m3;
③氣泡泌水率低(標(biāo)準(zhǔn)氣泡柱1小時(shí)的泌水量<20ml),穩(wěn)定性好,且互不連通;
④標(biāo)準(zhǔn)氣泡柱1小時(shí)的沉降高度不大于6mm;
⑤經(jīng)消泡時(shí)間確定的濕容重增加率應(yīng)不超過10%。
(3)各原材料的計(jì)量精度應(yīng)滿足:水泥≤±2%,水≤±2%,發(fā)泡劑、外加劑≤±2%。
1.2泡沫混凝土的技術(shù)性能要求
泡沫混凝土容重為6.5KN/m3,28d抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa,流動度為180mm。其中流動度為衡量泡沫混凝土流動性的重要指標(biāo),為其在自重作用下坍落產(chǎn)生的最大水平直徑,檢測原理與塌落度類似。
2 工程應(yīng)用
2.1工程背景
本工程背景為半山電廠變220千伏線路電纜隧道項(xiàng)目工程,其中4#工作井至終點(diǎn)為明挖段。由于電廠圍墻區(qū)域隧道下方有疑似110KV電纜拖拉管且周邊兩個給水管和電廠終端構(gòu)架較近,導(dǎo)致隧道下方最北端兩根樁及樁位調(diào)整困難。為確保工期,設(shè)計(jì)應(yīng)要求取消原最北端兩根灌注樁,同時(shí)為控制明挖隧道不同區(qū)段的差異沉降和防水要求,4#頂管工作井至終點(diǎn)段明挖隧道上方的回填以及此區(qū)域的平煉路路基回填均采用輕質(zhì)泡沫混凝土,以減少對隧道的壓重。
2.2明挖隧道上方泡沫混凝土回填的施工工藝要求
(1)上部泡沫混凝土填筑前,應(yīng)按國標(biāo)圖集10J301《地下建筑防水構(gòu)造》[5]的要求對隧道頂板外表面的防水涂料進(jìn)行隔離保護(hù),隔離層采用聚乙烯薄膜(PE),保護(hù)層采用50mm厚的C20細(xì)石混凝土。
(2)根據(jù)下部隧道的變形縫位置,應(yīng)在泡沫混凝土層內(nèi)相應(yīng)設(shè)置變形縫,變形縫材料可采用20~30mm厚聚乙烯泡沫板或10~20mm厚木板。
(3)泡沫混凝土采用現(xiàn)澆,同時(shí)為滿足道路承載要求,應(yīng)分別在距離泡沫混凝土層底面和頂面20cm以內(nèi)位置各設(shè)置兩層鋼絲網(wǎng),鋼絲網(wǎng)規(guī)格為φ3.2-@100mm*100mm;相鄰兩塊鋼絲網(wǎng)搭接時(shí),鋼絲間的重疊寬度應(yīng)大于20cm。
(4)泡沫混凝土施工宜采用配管泵送方式。澆筑時(shí),澆筑管出口應(yīng)與澆筑面保持水平。泡沫混凝土施工應(yīng)分層分塊澆筑。單層澆筑厚度按0.3m~0.8m控制,上層混凝土應(yīng)待下澆筑層終凝后方可進(jìn)行;單塊澆筑面積根據(jù)設(shè)備能力、澆筑厚度確定,保證單塊內(nèi)的澆筑均在混凝土初凝前完成。明挖隧道上方在泡沫混凝土范圍內(nèi)的市政管線,應(yīng)在澆筑前埋設(shè),各類檢查井應(yīng)避開泡沫混凝土處理段范圍。
2.3施工過程中注意事項(xiàng)及質(zhì)量檢驗(yàn)
(1) 整個澆筑過程中,應(yīng)減少對泡沫混凝土拌合物的擾動,并密切注意拌合物的品質(zhì)變化,嚴(yán)禁采用噴射方式進(jìn)行填筑。澆筑完畢后,應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料薄膜或土工布,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3d。
(2)遇到大雨或持續(xù)雨天時(shí)應(yīng)停止?jié)仓ξ唇K凝的氣泡混凝土采取遮雨措施。澆筑上填層之前,應(yīng)清除已填筑層頂面的積水,并對雨水沖刷消泡的松散表層進(jìn)行鏟除。
(3)泡沫混凝土澆筑好后7天內(nèi)不允許任何機(jī)械直接在上面行走,路面施工必須在頂層泡沫混凝土養(yǎng)護(hù)7天以后進(jìn)行。
(4)明挖隧道上方在泡沫混凝土范圍內(nèi)的市政管線,應(yīng)在澆筑前埋設(shè),各類檢查井應(yīng)避開泡沫混凝土處理段范圍。
(5)泡沫混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按《泡沫混凝土》(JGT 266-2011)的要求執(zhí)行,并要求飽和容重的平均值不大于設(shè)計(jì)值,最大值不大于設(shè)計(jì)值的1.1倍,抗壓強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)值的0.8倍。另外,其施工質(zhì)量應(yīng)滿足《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F10)的規(guī)定。
3 結(jié)語
經(jīng)施工后,隧道明挖不同區(qū)段的差異沉降控制和防水效果較之普通混凝土有了顯著提高。我國正在推廣生態(tài)節(jié)能和資源利用的建筑材料,輕質(zhì)泡沫混凝土的應(yīng)用前景十分看好,但應(yīng)用在隧道工程時(shí),泡沫混凝土不能簡單地視為普通商品混凝土,應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,設(shè)計(jì)、制定泡沫混凝土技術(shù)要求及技術(shù)措施。泡沫混凝土的施工性能,要特別引起參建各方的重視,只有良好的施工性能,才能保證工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1] 張勇,賈逸. 明挖城市道路隧道工程中高性能混凝土的應(yīng)用技術(shù)[J]. 地鐵與隧道防水,2014, (9):30-34.
[2] 李福疇. 泡沫混凝土的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 廣東化工,2010, 37(5):291-292.