关于长大隧道水泥混凝土路面滑模摊铺施工如何提高平整度的分析研究

关于长大隧道水泥混凝土路面滑模摊铺施工如何提高平整度的分析研究

肖君

广东冠粤路桥有限公司广东广州510000

摘要：本文通过对龙怀高速LM2合同段金花隧道混凝土路面滑模摊铺施工中，分析研究影响水泥混凝土平整度的各个因素，提出了提高平整度的措施。希冀对相关的工程提供借鉴与帮助。

关键词：水泥混凝土；滑模摊铺；平整度

引言

龙怀高速LM2合同段中的金花隧道为特长隧道，其中左线K78+865~K83+595全长4730m，右线K78+880~K83+627，全长4747m；路面宽度设计8.65m，设计厚度为30cmC40水泥砼面层。隧道水泥砼面层采用滑模摊铺机一次摊铺成型，其他人行通道、车行通道及停车区加宽位置采用人工三辊轴摊铺。隧道水泥混凝土面层正常宽度摊铺时，滑模摊铺机的一侧或双侧履带可行走在边沟盖板上。

图1隧道水泥混凝土路面施工

1基层的影响

水泥混凝土滑模摊铺施工中，基层的质量和平整度不仅影响面层的厚度，更重要的是影响面层的平整度。基层的平整度差对路面的平整度有着重要的影响。若基层不平整，即使面层摊铺平整，压实后也会因虚铺厚度不同，而产生不平整。基层密实、稳定，具有足够的平整度和坚硬度，既可以减小滑模摊铺机履带行走轨迹上出现较大颠簸影响路面平整度，又可以防止基层被压坏和出现过大坑槽，影响路面平整度。

金花隧道路面基层施工采用全幅施工，洞内施工时，利用车通改道进行全幅施工，施工机械采用工艺水平较高的三辊轴+排振进行，以保证路面基层施工整体质量和平整度。路面基层施工过程中，三辊轴整平后的精平及收面工作对平整度及整体基层表面外观质量尤为重要。

滚压平整后，用3mm以上刮尺或刮板进行纵横向精平表面，精平是混凝土路面施工工艺的关键，精平时间的确定更为重要。待混凝土表面不下沉、不泌水时（一般为4h），人工用刮平器进行精平，采取高处多磨、低处补原浆的方法进行找平。于两侧边部及中间三处紧贴浆面各轻按一下，低凹处不出现压痕或印痕不显，较高处印痕较深，据此进行找补精平。每找一遍，都得用5m直尺检查，反复多次检查直至平整度满足要求为止。精平找补应用原浆，不得另拌砂浆，更禁止撒水或水泥粉，否则不但易发生泌水现象，还会因水灰比的不均匀，致使收缩不均匀，产生裂纹。

2原材料质量和配合比设计的影响

如果混合料选用的原材料质量差、配合比设计不合理、混合料搅拌不均匀、混凝土拌合物粘结性差，均不同程度的影响路面的平整度。因此，从源头上保证原材料的质量，严格控制配合比，保障混合料的质量符合要求，才能保证路面在施工完后不致因料的质量而导致平整度下降。

2.1水泥

水泥应选用旋窖生产的道路硅酸盐水泥，这种水泥抗折强度高、耐磨性能好、干缩率小、抗冻性和抗冲击性能好，可以减少混凝土路面的断板、温度裂缝和磨损，相对普通混凝土更能满足路面结构混凝土的使用性能。

选用水泥时，应检验水泥的化学成分、物理性能等路用品质，均应符合相关规范要求。并应通过混凝土配合比试验，根据其试配弯拉强度、耐久性及工作性确定可使用的水泥品种、标号和厂家。滑模摊铺混凝土宜采用散装水泥，且无论温度多高，散装水泥的出厂温度均应在55℃以内。

2.2粉煤灰

粉煤灰中含有大量的球状颗粒，在水泥混凝土搅拌捣实过程中，发挥润滑作用，适当掺加优质粉煤灰到混凝土中，可以减少单位体积的用水量，增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的孔隙，包裹并润滑了骨料颗粒，从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性，摊铺出高度平整及光滑平顺的外表。粉煤灰的骨料颗粒可以减少浆体与骨料间的界面摩擦，在骨料的接触点起滚珠轴承效果，从而改善了混凝土拌和物的和易性，有效的提高混凝土的抗滑性。粉煤灰与水泥中的氢氧化钙发生水化反应结成结晶的水化凝胶，可以提高混凝土的强度和致密性、耐磨性，同时，粉煤灰具有缓凝性，并降低混凝土水化热的释放，减少混凝土表面的收缩。

2.3混凝土配合比设计

滑模摊铺水泥混凝土路面的配合比设计应当满足弯拉强度、工作性、耐久性和经济性四项基本要求。其中，保证滑模施工的最佳工作性及其稳定性和可滑性是其独特工艺要求。混凝土的配合比决定着混凝土的性能，直接关系到抹面质量。所以配合比设计中要注重混凝土的振动粘度和坍落度。

本合同段金花隧道通过试验段验证了用于指导后续采用运输车施工滑模摊铺水泥混凝土路面的生产配合比为（用量Kg/m³）：16～26.5mm：9.5～19mm碎石：4.75～9.5mm碎石：砂：水泥：外加剂=425：667：121：712：386：6.948。施工当日，在拌和站和施工现场，分别对混合料进行了坍落度的检测，现场检测3次，坍落度分别为：35mm、45mm、50mm，均满足设计坍落度30～50mm的要求。后场检测坍落度3次，分别为：55mm、52mm、60mm。

图2水泥混凝土坍落度

合理的集料级配、砂率和水灰比，保证了混凝土达到最佳的密实效果，使混凝土经过振捣后在挤压成型模板和横向搓动整平梁的工作下，路面表面平整而表面浆厚度均匀无明显变化。

3滑模摊铺机的选择及施工工艺的影响

滑模摊铺机是金花隧道滑模摊铺水泥路面施工的主要机械设备，其本身的性能及操作水平对摊铺的平整度影响很大。摊铺结构参数不稳定、行走装置打滑、摊铺速度不均匀、机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。

因此滑模摊铺机及其施工工艺对平整度的影响，主要体现在滑模摊铺机结构参数的选择、滑模摊铺机基准线的控制、滑模摊铺机的摊铺速度以及摊铺机的使用操作等方面。严格选择合适的良好性能的滑模摊铺机施工机具和操作工人娴熟规范的操作技术水平，能更好的保障施工工期以及路面施工质量，从本质上保障路面的平整度水平。

本合同段金花隧道通过试验段验证配置HZS-300水泥拌和站1台、维特根SP1600滑模摊铺机一台、WA380铲车1台、ZL-50铲车1台、挖掘机1台、运输车10辆、水车2辆、切缝机2台、发电机2台，其他小型设备1套。现场作业有序，各施工机械充分发挥其使用性能。

3.1滑模摊铺机的选择及参数设定

本合同段金花隧道采用的是维特根SP1600滑模摊铺机，摊铺宽度为7.4m，摊铺在滑模摊铺施工过程中，滑模摊铺机的作业速度控制在1.0m/min；振动频率控制在9000r/min。

施工前对摊铺机进行全面性能检查，这事满足严格平整度要求的首要条件。首先滑模摊铺机配备必需的施工配件，不能缺少或配件功能性不良；其次对所有部件进行正确施工位置的初步参数设定，这是滑模摊铺技术中最关键的技术环节之一。在开始摊铺的5m内，必须对所摊铺出的路面标高、边缘厚度、中线、横坡度等技术参数进行复核测量。机手应根据测量结算及时缓慢地在滑模摊铺机进行中反向旋转滑模摊铺机上水平传感器立柱手柄，校准挤压地板摊铺路面的高程和横坡，及时调整拉杆打入深度及压力和抹平板的压力及边缘位置。一旦正常摊铺，必须将参数固定，严禁非操作人员更改和扰动。摊铺过程中要随时用拉线法检测板厚、中线偏位、宽度和标高，及时将结果反馈以适当调整摊铺机，严禁停机调整。

图4隧道混凝土路面施工

3.3基准线的设置

滑模摊铺机依靠基准线来准确定位平面位置和高程，基准线是滑模摊铺施工的“生命线”，其设置的好坏将直接决定了其路面的标高、横坡、板厚、板宽、弯道等的好坏，同时直接影响到了路面的平整度。因此基准线的设置对提高混凝土路面的平整度十分重要。

在本标段金花隧道滑模摊铺水泥路面施工中，选用单向坡双线式设置法。测量人员每10m放出基准线控制点，隧道内基准线应设置在不阻碍滑模行进的位置，则履带行走基准面最外侧与水沟墙连接位置的横向切缝位置。在控制点处设立导线桩架设导线，采用水准仪测设导线标高，导线架设高度离路面50cm。导线桩采用电冲击钻打孔。导线设置后，严禁扰动、碰撞，施工中设专人看护，如有碰撞变动，应立即重新测量设定。施工导线应提前设置好，宜在当天摊铺前，对导线进行复测，导线精度要达到保证摊铺出的面板的标高、横坡、板厚、板宽、半径等项目的技术指标符合规范要求。

4施工过程中的控制要点

结合金花隧道施工过程中出现的问题，为避免施工中平整度指标不必要的影响因素，在以下几个方面进行加强。

4.1混凝土混合料的拌合

混凝土拌和前检查砂、石料的含水量，根据含水量提供每天的生产配合比。拌和楼机手根据试验室提供的生产配合比准确配料，每盘料总纯拌和时间控制在85s，拌和好的混合料应均匀一致，无干料、生料，无离析。可根据不同条件下的配合比试验数据，微调复合型减水剂的掺量，来保持摊铺现场的坍落度始终适宜于铺筑，且波动最小。拌和时将各种试验检验合格的原材料严格按照试验室提供的施工配合比进行搅拌，要求新拌砼的工作性好，施工开始后每100m3砼都应抽测坍落度、温度及容重，按规定制作试件。

4.2混凝土混合料的运输

运输车辆装料前应将车厢清理干净并洒水湿润但不得有积水，装料时应挪动车位防止混凝土发生离析。运输车辆必须在装料之前对车厢进行清理并喷洒适当水湿润车厢板，便于卸料；运输过程减少漏浆，减少因颠簸和振动过大而产生离析；装好混凝土应及时运到施工现场，途中不得随意停置。运到现场的车辆由专人指挥卸料，卸料应均匀。隧道内考虑到空间限制条件，选择较小型的PC200挖掘机布料。车厢内有余料时应在现场及时清除。

4.3拌合楼和运输车辆的要求

为满足滑模摊铺机连续不间断的匀速施工，需要拌合楼容量满足摊铺要求且应配备足够的运输车辆，总运力应比总拌合能力略有富余，以确保混凝土在规定时间到场。混凝土拌合物从搅拌机出料到铺筑完成的时间不能超过规范规定。

在金花隧道的施工中采用滑模摊铺、运输车进行生产作业，每车运输14m³，运输至施工点所需时间为15min，施工时配置10辆运输车，配置HZS-300拌和站，2台装载机，后场拌和站将产量定为120m³/h时，后场拌合楼容量能够满足摊铺要求，前场2台装载车及10辆运输车辆能够满足滑模摊铺机的上料速度，可实现连续作业。在实际施工中对比发现，连续施工路段不仅能获得较好的平整度，也能因达到最快的施工速度而获得最佳的施工效益。

4.4其他

施工过程中的施工组织管理，同样也对路面平整度的提高有着不可忽视的影响。施工过程中，配置足够数量的技术人员及辅助人员，各技术人员相互配合、密切合作，使得施工过程顺畅，各项数据收集准确。为整个施工路段提高平整度水平得到组织管理上的保障。

5总结

通过工程实践，通过对影响金花隧道滑模摊铺水泥混凝土路面平整度因素的分析研究后，混凝土平整度与路基平整度、原材料的质量及配合比设计、主要的施工机具的选择以及施工过程的控制等等因素有关。因此，良好的路基、优质的原材料及合理的配合比设计、完好的机械设备、认真规范的操作水平以及严格的组织管理，对提高路面平整度至关重要。

参考文献：

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