道路橋梁隧道工程施工中的難點和技術(shù)對策研究

鄭文超

(長沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000)

1 道路橋梁隧道工程施工難點分析

1.1 路基施工

道路橋梁隧道工程的施工當(dāng)中，路基施工是其中比較容易出現(xiàn)問題的部分，同時如果路基施工存在問題，也會對工程整體質(zhì)量造成很大影響。路基施工中存在的問題主要表現(xiàn)為施工結(jié)束后容易出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，其主要原因在于道路橋梁路基的夯實程度不達標(biāo)。

1.2 混凝土裂縫

道路橋梁工程施工當(dāng)中，混凝土是一種重要的施工材料，混凝土裂縫問題也是道路橋梁隧道工程的施工的常見問題，對工程的安全性具有明顯影響。造成混凝土裂縫問題的原因包含許多方面，比如混凝土配比不合理、材料質(zhì)量不達標(biāo)、操作方式不當(dāng)?shù)取Ｆ渲?，一些施工人員在進行配比操作時，沒有根據(jù)實際要求進行合理配比。另外，混凝土的后期養(yǎng)護工作對于防止裂縫的出現(xiàn)也具有重要意義，在夏季施工時需要通過有效措施減少表面水分蒸發(fā)，冬季施工需要做好保溫措施，上述養(yǎng)護手段也是混凝土施工過程的關(guān)鍵部分。

1.3 鋼筋銹蝕

鋼筋在道路橋梁隧道工程施工中的作用主要是提供支撐，在發(fā)生鋼筋銹蝕問題的情況下，會造成道路橋梁的使用年限減少。造成鋼筋銹蝕現(xiàn)象的原因包括以下幾方面，第一是保存環(huán)境不合理，比如長期暴露于戶外環(huán)境，受到雨水等自然條件影響大。第二是對鋼筋的保護措施不規(guī)范，比如沒有采取規(guī)范方式進行鋼筋涂層作業(yè)。第三是鋼筋的運輸過程中的撞擊于磕碰也會對鋼筋的表面造成損壞，使得鋼筋容易發(fā)生銹蝕。第四是鋼筋本身的材料問題。

1.4 鋪裝層脫落

道路橋梁的鋪裝層是指以瀝青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物為原料，在道路橋梁表面鋪設(shè)保護層，從而為路面及橋面提供保護作用，能夠有效減少車輛對路面、橋面的磨損，同時也具有防水和分散集中荷載的作用。如果鋪裝層出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，就會影響到上述作用的發(fā)揮。造成鋪裝層出現(xiàn)脫落現(xiàn)象的原因主要是對鋪裝層施工質(zhì)量缺乏重視，一些施工人員更為注重鋪裝層的外觀效果，對施工工序作出簡化，造成在后期使用當(dāng)中發(fā)生脫落現(xiàn)象。

1.5 防排水問題

防排水施工屬于道路橋梁隧道工程施工中的一項難點，施工過程具有較強的專業(yè)性與綜合性。在防排水施工存在問題的情況下，對于交通運輸以及人員的出行都會產(chǎn)生很大影響。目前的道路橋梁隧道工程施工當(dāng)中，主要是應(yīng)用高分子防水卷材作為防水材料，比如隧道施工需要從隧道壁環(huán)、縱、橫3個方向進行排水管鋪設(shè)，起到引流與集中排水的作用。具體施工時也應(yīng)通過合理方式加強對防排水施工的控制。

2 道路橋梁隧道工程施工技術(shù)對策

2.1 路基施工技術(shù)

道路橋梁工程的路基施工當(dāng)中，施工技術(shù)的難點部分在于沉降段路基的施工。在施工過程中需要根據(jù)道路橋梁路基沉降問題的程度選擇合理的處理方式，才能夠更好保證路基的施工質(zhì)量。其中，在路基沉降的程度較小的情況下，需要采取合適的填補措施，完成對路基的有效處理。對于連續(xù)沉降問題，應(yīng)采取灌漿的處理方式，并對路基進行壓實處理。對于軟基的處理方法可以選擇石灰填塞壓實法、強夯土軟土地基處理法以及墊層法。路基的施工過程中需要注意以下幾方面技術(shù)要點：第一，對公路路基頂面表層進行整修時，要根據(jù)質(zhì)量缺陷的具體情況采用合理的方案與工藝。補填土層的壓實厚度應(yīng)在100 mm以上，壓實后需要保持表面平整，不可出現(xiàn)松散和起皮現(xiàn)象。第二，對于性質(zhì)不同的填料，需要采取水平分層、分段填筑和分層壓實的方法。同一水平層路基全寬應(yīng)采用同一種填料，不可混合填筑，每種填料的填筑層壓實后連續(xù)厚度要保持在500 mm以上。填筑路床頂最后一層時壓實后厚度要在100 mm以上。第三，高速公路及一級公路路床頂面以下大于1.50 m深度的下路堤土質(zhì)路基壓實度不應(yīng)小于93%；二級公路不應(yīng)小于92%；三、四級公路不應(yīng)小于90%。第四，在路基的壓實步驟中需要加強對含水量的控制。對于不同的土質(zhì)，最佳含水量與最大干密度具有顯著差別，施工過程中需要針對不同土質(zhì)進行分析試驗，得出各個施工段中各類土的最佳含水量和最大干容量。通常情況下要將含水量控制在最佳含水量的±2%左右。

2.2 混凝土施工技術(shù)

道路橋梁隧道工程施工過程中，需要對混凝土裂縫采取有效的技術(shù)措施加以控制，其中以下技術(shù)措施能夠?qū)炷亮芽p起到較好的預(yù)防效果。第一是需要對混凝土原材料的采購質(zhì)量作出管控，及時發(fā)現(xiàn)不符合相關(guān)應(yīng)用規(guī)范的材料。第二是要做好混凝土材料的配比工作，根據(jù)混凝土構(gòu)件的所在位置以及對強度的要求選擇合理的配比方式，其中對水灰比的控制是一項關(guān)鍵內(nèi)容，一項實驗對于混凝土水灰比與強度之間的關(guān)系進行了研究。該實驗選用了重慶天助水泥集團有限公司生產(chǎn)的P·O42.5級普通硅酸鹽水泥，粗集料、細(xì)集料分別選用石灰?guī)r碎石與河砂、機制砂，外加劑選用聚羧酸高性能減水劑，摻量占水泥質(zhì)量0.8%。以橋梁用混凝土為例，其強度通常為C50與C60。水灰比設(shè)定分別為0.32、0.35、0.38、0.41。根據(jù)實驗結(jié)果，水灰比對混凝土抗壓強度的影響如圖1所示?？梢钥闯鲭S著水灰比增加，混凝土抗壓強度具有下降趨勢。

圖1 混凝土立方體抗壓強度隨水灰比變化關(guān)系

第三是需要合理控制混凝土的澆筑過程，對澆筑時間作出正確調(diào)整，同時還要進行合理振搗。第四是在養(yǎng)護階段，需要對混凝土的內(nèi)外溫差進行有效控制。

2.3 鋼筋銹蝕問題的控制

對于道路橋梁隧道工程鋼筋的施工，重點內(nèi)容在于對鋼筋銹蝕現(xiàn)象的防控。鋼筋銹蝕問題對于鋼筋的力學(xué)性能具有很大的不利影響，從而影響到橋梁隧道工程的安全性。一項研究表明，在對24根不同銹蝕程度的鋼筋進行拉伸試驗時，未銹蝕鋼筋屈服點、屈服階段顯著，說明鋼筋延性良好；低銹蝕程度下，鋼筋極限變形隨之下降；高銹蝕程度時，屈服臺階消失，說明鋼筋承載力、變形能力下降明顯。比如對于未銹蝕鋼筋U-1，屈服荷載為134.8 KN，極限荷載180.3 KN，極限變形37.67 mm。對于平均銹蝕率17.58%的鋼筋C-29，上述數(shù)據(jù)分別為98.8 KN、140.5 KN以及18.09 mm，分別下降26.7%、22.1%、52.0%。

為了加強對鋼筋銹蝕問題的控制，需要采用有效的防銹技術(shù)手段。其中可以對鋼筋進行涂層。目前應(yīng)用比較廣泛的涂層技術(shù)包括鋅基鍍層與環(huán)氧樹脂涂層，鋅基鍍層主要通過鈍化膜以及陰極保護作用發(fā)揮防銹效果。還可以采用Zn-5%Al合金鍍層，進一步提升防銹能力。環(huán)氧樹脂涂層主要由底漆、面漆兩部分組成，需要根據(jù)防銹級別調(diào)整面漆層數(shù)，涂層厚度通常為0.4～1 mm，與預(yù)應(yīng)力鋼筋具有較好的粘結(jié)性能。進行對鋼筋的涂層之前，對鋼筋事先進行全面的清潔，而后依據(jù)相關(guān)操作規(guī)范進行鋼筋的涂層。在涂層工作結(jié)束后，還應(yīng)采取合理方法減少對涂層的損壞，在鋼筋的存放與運輸過程中，需要確保輕拿輕放，并做好防潮工作，從而減少鋼筋的銹蝕問題。除此之外還可以應(yīng)用高強度不銹鋼鋼筋，例如Cr-Ni-奧氏體不銹鋼，高強度Cr-Ni-Mo不銹鋼材料等。

2.4 鋪裝層的施工

鋪裝層的施工主要包括路面、橋面防水施工以及瀝青路面施工。上述兩個步驟的施工過程中，主要包括以下技術(shù)要點：對于防水材料的施工，需要根據(jù)橋面鋪裝面層材料、防水等級以及自然條件，采取不同的構(gòu)造形式，比如港珠澳大橋隧道工程的外包防水設(shè)計采用了噴涂聚脲防水涂料，具有附著力強、高強度、高彈性、無接縫等優(yōu)勢，能夠有效提升工程結(jié)構(gòu)的耐久性。噴涂聚脲防水涂料的范圍為所有+5.5 m標(biāo)高以下的結(jié)構(gòu)(不包括+5.5 m板頂面)迎水面，包括外側(cè)墻表面、+4 m標(biāo)高板頂面等。

防水層的施工需要在城市橋梁工程基層混凝土強度達到設(shè)計強度的80%以上才可進行。進行防水卷材鋪設(shè)時需要最先進行節(jié)點、轉(zhuǎn)角、排水口等部位的局部處理，而后進行大面積鋪設(shè)。在使用聚氨酯涂料時，基層混凝土的含水率應(yīng)低于4%，使用聚合物改性瀝青涂料、聚合物水泥涂料時，基層混凝土含水率應(yīng)低于10%。對于瀝青路面施工，應(yīng)保證普通瀝青混合料的貯存時間在72 h以內(nèi)，改性瀝青混合料的貯存時間在24 h以內(nèi)；熱拌瀝青混合料路面需要在自然冷卻完成、混合料表面溫度低于50 ℃以后才能夠開放交通。

2.5 防排水施工技術(shù)

在進行道路橋梁隧道工程施工時，防排水施工應(yīng)根據(jù)工程的具體特點采用合適的設(shè)計與施工方法。對于隧道工程來說，防排水施工發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如在某地區(qū)雙向六車道分離式隧道的施工當(dāng)中，隧道左線長5 910 m，右線長6 010 m，隧道最大埋深為808 m，隧道斷面寬17.21 m，高11.31 m。該隧道的防排水施工主要采用了鉆孔排水降壓、隧底加固堵水、隧道暗洞全斷面全包防排水等技術(shù)措施。通過上述措施的運用，有效解決了防排水施工的技術(shù)難點。

3 結(jié) 論

在道路橋梁隧道的施工過程中，存在較多的技術(shù)難點與問題，對于施工質(zhì)量具有較大影響。對此應(yīng)根據(jù)工程實際情況，選用合理的解決對策，從而提高工程質(zhì)量。