路桥工程之混凝土路面纵横、缩、胀缝及其构造

一、接缝设置的原因

混凝上面层是由一定厚度的混凝土面板组成的，具有热胀冷缩的性质。由于一年四季气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。而在一昼夜户，白天气温升高，混凝土板顶面温度较底面为高，这种湿度坡差会造成面板的中部突起。夜间气温降低，混凝土板顶面温度较底面为低，会使板的周围和角隅翘起；(如图2-8-6a)。这些变形会受到面板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板自重和车轮荷载等的约束。致使板内产生过大的应力，造成板的断裂(图2-8-6b)或拱胀破坏(图2-8-6c)。由图2-8-6可见，由于翘曲而引起的裂缝，则在在裂缝发生后被分割的两块板体尚不致完全分离，还具有传递荷载的能力，倘若板体温度均匀下降引起收缩，则将使两块板拉开(图2-8-6c)，从而失去传递荷载的能力。

为了避免这些缺陷，水泥混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝．把整个路面分割成为许多板块。水泥混凝土路面的接缝可分为纵缝和横缝两大类。与路线中线平行的接缝称为纵缝，与路线垂直的接缝称为横缝。接缝设计应能：①控制收缩应力和翘曲应力所引起的裂缝出现的位置；②通过接缝提供足够的荷载传递；③防止坚硬的杂物落入接缝缝隙内。

二、纵缝及其构造

1．纵向缩缝：当一次铺筑的宽度大于4.5m时，应增设纵向缩缝。纵向缩缝可采用假缝加拉杆型，其构造如图2-8-7所示。设置拉杆，可以防止板块横向位移使缝隙扩大，拉杆应设置在板厚的1／2处；在缩缝上部设置的槽口，一般应在混凝土浇筑后，并达到一定的抗压强度(碎石混凝土为6.0~12.0MPa．砾石混凝土为9.0~12.0MPa)时，用切缝机进行切割，或在混凝土浇筑时振人木条。槽门深度要适中，过浅，则混凝土截面的强度削弱得不够，从而不能保证以后的开裂发生在接缝位置上；过深，则不规则断裂面面积过少，接缝传荷能力降低。根据经验，槽深—般为板厚的1／4—1/5，槽口宽度根据施工条件，宜尽可能窄些，通常为3~8mm。

2．纵向施工缝：由于施工条件等原因，当—次铺筑宽度小于路面宽度需分两次以上浇筑时，则应设置纵向施工缝。纵向施工缝按其构造的不同，可分为平缝和企口缝两种形式：一般采用平缝，并应在板厚中央设置拉杆，以防止接缝张开和板的上下错动。其构造如图2-8-8所示。根据国内外的实践经验，企口缝易产生破坏其原因有：①榫舌尺寸过大，降低了接缝处的强度，并可能导致榫舌破坏；②大而深的企口，在浇筑混凝土时出现漏浆，榫舌和棱角变形，拆模困难、振动大，常给企口造成早期损伤，有时甚至振坏企口，需重新修补。这些损伤以细微纹潜于阴企口，在重复荷载作用下．局部应力集中，导致裂缝发展直至破坏。此外，施工比较麻烦。

三、横缝及其构造

横缝一般分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝。1．胀缝：在胀缝处混凝土面板完全断开，因而也称之为真缝。胀缝的设置目的是为混凝土板的膨胀提供伸长的余地，从而避免产生过大的热压应力。胀缝的构造如图2-8-9所示。胀缝必须贯穿到底，缝壁垂直：缝宽为2．0~2．5cm，在板厚的中央设置传力杆。传力杆的一半以上应涂沥青或加塑料套，并加长10cm的小套子，套底和传力杆头之间留3cm的空隙(用纱头填)。其下部设接缝板(木板涂以沥青)，上部3~4m范围内灌填缝料进行封层。同结构物相接处或与其他公路交叉处的胀缝，无法设置传力杆时，可采用边缘钢筋型或厚边型：其构造如图2-8-9a)、b)所示

设置胀缝，给施工带来不便。同时，由于施工时传力杆设置不当(未能正确定位)或封缝不好等原因．使胀缝处的混凝土板常出现碎裂等病害。使用经验和观测资料表明，胀缝间距较短的路段(m以下)，在使用过程中往往会出现胀缝缝隙增大，使依靠集料嵌锁作用的接缝传荷能力大大降低；且因填缝料难于保持其效能，砂石等杂物便易于落入缝内，造成接缝区的混凝土在膨胀受阻时产生碎裂破坏，或者拱起。少设(加大胀缝间距)或不设(仅在同结构物交接处设)胀缝，一方面便利了施工，另一方面约束了板的位移．减少了接缝缝隙，使传荷能力增加，错台、碎裂和拱起等病害减少。因此，胀缝只设置在以下场合：邻近桥梁或其他固定构筑物处；与柔性路面相接处；板厚改变处；隧道口；小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。在邻近构造物处的胀缝，应根据施工温度至少设置两条。除上述位置以外的胀缝宜尽量不设或少设，其间距可根据施工温度、混凝土集料的膨胀性并结合当地经验具体确定。

2．拉杆：拉杆是为了防止板块横向位移而设置在纵缝上的异形钢筋。拉杆应采用螺纹钢，设在板厚中央，并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。拉杆的尺寸和间距可按表2-8-12选用。其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为25~35cm。

值得注意的是：表2-8-12中的数据系按钢筋的屈服强度取MPa，钢筋同混凝土的容许粘结力取1．8MPa计算的，当实际中采用的数值与上述数值不同时，拉杆的长度和面积可根据下式计算：

式中：Aa——每延米纵缝长所需拉杆的截面积，cm2；B——设拉杆纵缝到相邻纵缝或自由边之间的距离，m；h——混凝土板厚，cm；fsy——钢筋的屈服强度；MPa；L0一—拉杆长度，cm；d——拉杆直径，cm；Za——钢筋同混凝土的容许粘结应力，Mpa。

3．传力秆：:传力杆的设置目的是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度，防止错台等病害的产生。传力杆主要用于横向的接缝，采用光圆钢筋。由于其在胀缝和缩缝所起的作用不同，尺寸上应有所不同，前者要大些。对设在缩缝处的传力扦，其长度的一半再加5cm，应涂以沥青或加塑料套，涂沥青端宜在相邻板中交错布置；对设在胀缝处的传力杆，尚应在涂沥青一端加一套子，内留3cm的空隙，填以纱头或泡沫塑料。套子端宜在相邻板中交错布量。传力杆尺寸及间距可按表2-8-13选用。其最外边的传力杆距接缝或自由边的距离一般为15~25cm。

与混凝土路面连接部位有沥青路面、桥梁、涵洞和通道等，相接部位与—般路段有所不同。这些部位的混凝土路面往往会发生跳车现象，严重影响行车速度和舒适性以及路面的使用寿命。其原因是多方面的，主要则是由于这些部位的差异沉降所致。防治的原则，一是减少这些部位的基础竣工后的沉降量；二是加强和提高路面整体的耐久性。

1．混凝土路面与沥青路而相接：在混凝土路面和沥青路面相接处，由于沥青路面难以顶住混凝土面板末端的水平推力，因而首先在沥青路面的一端，然后在混凝土路面的一端发生损坏。此外，出于沥青路面与混凝土路面之间的沉降不同，使得接头处变得不平整，引起跳车。因此，对高速公路和一级公路，混凝土路面与沥青路面相接时，应在沥青路面面层下埋设长度为3m的混凝土板，此板在混凝土路面相接的一端的厚度与混凝土面板相同，另一端不小于15cm，如图2-8-12所示。埋设在混凝土板与混凝土路面相接处的拉杆，应采用螺纹钢，直径一般为25cm，长70cm，间距40cm。对于其他各等级公路．由于汽车行驶速度较低，交通量不大，水泥混凝土路面与沥青路面相接，可采用混凝土预制块过渡或径相连接。

2．混凝土路面与桥梁相接：混凝土路面与桥梁相接，可根据公路等级，使用要求和当地经验选用以下或其他适当的措施。在各等级的公路上，特别是在高等级的公路上，应设置桥头搭板。搭板与混凝上路面之间采用钢筋混凝土面板过渡，其长度不小于5m。搭板与钢筋混凝土面板之间的接缝应设置传力杆。钢筋混凝土面板与混凝土面板之间应设置胀缝，如图2-8-13所示。当与桥梁为斜交时，钢筋混凝土面板的锐角部分应采用钢筋网补强，如图2-8-16所示。钢筋混凝土面板按钢筋混凝土路面的有关规定执行。搭板与钢筋混凝土面板相接处设拉杆，其尺寸、间距和混凝土路面与沥青路面相交时设置的拉杆相同。对于等级较低的公路，或作为高等级公路的过渡措施，桥头可铺筑一段混凝土预制块或沥青路面，待沉降稳定后，再铺筑混凝土路面。当桥头设有搭板时，其长度不小于5m；当桥头末设搭板时，其长度不小于8m。

3．构造物横穿公路：为了防止过路构造物如涵洞等上方的路面出现横向裂缝、错台和跳车等现象，应将构造物顶部及两侧适当范围内的混凝土面板采用钢筋网补强，或采用钢筋混凝土面板。对于箱状构造物，当项面至板底的距离d小于80cm时，其顶面及两侧各6m范围内的混凝土板采用钢筋网补强。当d小于30cm或嵌入基层时，应采用双层钢筋网补强。钢筋网分别布设在距板底和板顶1/3~1/4板厚处。钢筋采用直径为10~12mm的光面钢筋，纵筋间距

10cm，横筋间距20~30cm。如构造物顶面上的基层厚度小于10cm，基层改为混凝土找平；当d为30~80cm时，可采用单层钢筋网补强，钢筋网布设在距板顶1/3~1/4板厚处、钢筋采用直径为8~10mm的光圆钢筋，纵筋间距10~15cm，横筋间距20~30cm。

板厚处，钢筋采用直径为10~20mm的光面圆钢筋，纵筋间距10cm，横筋间距20~30cm。

4．补强钢筋：混凝土面板纵横自由边边缘下的基础，当有可能产生较大的变形时，宜在板边缘加设补强钢筋，角隅加设发针形钢筋或钢筋网。(1)板边补强：混凝土面板边缘部分的补强，一般选用2根12~16mm的螺纹钢筋，布置在板的下部，距板底为板厚的1／4，并不应小于5cm，间距一般为10cm，钢筋两端应向上弯起，如图2-8-15所示。钢筋保护层的最小厚度不应小于5cm。

(2)角隅补强：角隅补强部分的补强，可选用2根直径为12~16mm的螺纹钢，布置在板的上部，距板顶不应

小于5cm，距板边为10cm，如图2-8-16所示。板角小于90°时，亦可采用双层补强钢筋网补强，钢筋可选用直径6mm，布置在板的上下部，距板顶和板底以5~10c为宜，如图2-8-17所示。钢筋保护层的最小厚度不应小于5cm。

横向缩缝：横向缩缝是为减少混凝土的收缩应力和温度翘曲应力而设冒的。一般采用假缝形式，不设传力杆。但在特重交通的公路上，由于荷载的重复作用次数多和轴载大，使接缝的传荷能力迅速降低，出现错台现象，故宜加传力杆：在其他各级交通的公路上，邻近胀缝或自由端的缩缝，其缝隙会随着相邻胀缝或路面自由凝土面板的反复伸缩而逐渐张开，为保证这些接缝的传荷能力，在邻近胀缝或路面自由端的三条缩缝内，均宜加设传力杆。横向缩缝的构造如图2-8-10所示。

缩缝上部设置的槽口，在浇筑混凝土后．用切缝机进行切割，其宽度为3~8mm，深度为板厚的1／4~1／5，槽口内填填缝料，其目的是为了防止水分的渗入和杂质的嵌入。当设置传力杆时，传力杆长度的1／2以上要涂以沥青，以便接缝两侧的混凝土面板能自由收缩。

沥青路面裂缝的预防和处治措施

1提高路基强度和稳定性

路基是路面的基础，路基工作区又是路基承受行车荷载影响较大的深度区域，该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降，使路面产生开裂。因为，必须采取有效措施处理好影响路基工作区稳定性和强度，最大限度地减少路基完工后沉降量。路基工作区的强度主要在填筑过程中形成的，必须严格控制路基的填筑工艺，确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土；其次选用含砾、砂低液限粘土；再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。在路基、路面设计时，车辆荷载是按标准额定轴载（BZZ-）考虑的，公路路基成型后，路基工作区的深度就固定成型了。公路交付使用后，当公路上车辆超载运行时，路基工作区的深度必会随之加大。由于超载的缘故，路基工作区的实际深度超出了预设深度，这样未经处理的超出部分的路基强度、稳定性、刚度明显不足，在实际使用中，路基、路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等病害。因此，面对当前公路超载现象十分普遍的情况，建议在路基施工时，路基工作区的控制深度最好大于路基工作区的设计深度，以防患于未然。压实度是反映路基强度的重要指标，也是提高路基强度和稳定性最经济、最有效的技术措施，施工中必须严格检测控制，使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响，施工中要插杆挂线，每层松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面，凡是检测结果达不到规定值的要加压处理或推除重填。降低地下水是提高路基强度的重要措施，路面底下80cm路床是路基的关键部位，它直接承受和吸收路面的扩散应力，要有足够的强度和稳定性。如果开挖路床后发现底下渗水，不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑，土质差的地段要进行换填处理，确保基强度和稳定性。

2基层应有合理的设计厚度当基层厚度增加时，基承载力也迅速增加，试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加到25cm后，基承载力提高为原来的3倍，因此，应在投资允许的情况下，尽可能增加基层厚度。2.1修筑防裂路面：有关实践证明，面层及射裂缝受沥青面层厚度的影响比较明显。厚度超过15cm的沥青面层可以有效地防止路面拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。国外资料介绍，在贫混凝土上铺筑10cm的沥青面层后，其在反射裂缝形成前可累积通过标准轴载10×10次。如果沥青面层加厚到15cm，则可通过20×10次。如沥青面层加厚到17.5cm，则可放心使用。2.2选择防裂性能好的材料：选用好的防裂材料也是预防沥青路面产生裂缝的关键之一，在采取此种技术手段时，应注意以下几个问题：（1）选取用抗冲刷能力好、干缩、温缩系数小抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料。（2）选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标，在缺少优质的情况下，应添加一些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。（3）在稳定度满足要求的前提下，选用针入度较大的沥青作面层。经查阅有关资料，美国和英国研究表明，在沥青砼中使用较软的沥青，可以阻止低温收缩及高温疲劳两种作用机理引起的路面裂缝扩展。（4）应尽量采用密实型沥青砼面层，空隙率对面层的疲劳寿命影响很大，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时延缓了裂缝的扩展。（5）沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，则应填加一定数量的抗剥落剂或灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时，应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。（6）沥青混合料的级配也是一项重要因素，在合理选配混合料级配时，应兼顾其高温稳定性、疲劳性能和低温抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。（7）在条件允许的情况下，可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料和采用改性沥青。SMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗车辙性，使用寿命长等优点，是防裂路面设计时应选用的一项新技术。（8）用橡胶沥青或聚合物改性沥青作沥青砼表面的封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。

2.3设置应力吸收层：设置应力吸收层也是预防沥青路面裂缝的重要措施之一，在应用该技术时，也应该注意以下几个问题：（1）基层与面层之间可铺橡胶沥青中间层，预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层，使粘度沥青砼层等，这些中间层可以均匀吸收路基反射上来的应力。（2）采用应吸收薄膜，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度因子。吸收薄膜的弹性模量越低，防裂效果越好，因此，在选用应力薄膜时，应选用低模量、高韧性、大变形率的材料。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹性模量都较低，变形率较大，不存在低温脆裂问题，效果更佳。（3）采用土工格栅来为沥青路面结构加筋，能在一定程度上控制路面车辙，反射裂缝和疲劳裂缝的产生。（4）铺设橡胶沥青吸收膜。橡胶沥青吸收膜是用疲橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后，施于面层中间形成的一薄膜，试验结果表明，此应力吸收层在面层中间具有非常好的应力吸取效果。3半刚性基层新的预开裂技术在半刚性基层上锯缝，即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5cm，内填沥青砂或沥青乳液。切割填充沥青砂或沥青乳液后快速封闭，然后以正常方式碾压该层，其目的就是预先制造更直、更多规则间距的裂缝（通常间距为2~3cm），这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小，从而避免裂缝边缘的快速恶化减缓裂缝贯穿沥青层。

治理开裂的沥青路面

一是一经发现裂缝后应立即修补以免水通过缝渗透到基层,造成基层破坏而影响面层。对于较小的很像裂缝和纵向裂缝,缝宽在6mm以内,宜将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹去尘土后,可用灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理;缝宽大于6mm的,将裂缝内杂质处理干净后,用沥青砂或细粒式沥青混凝土填充、捣实,并用烙铁封口,撒砂,扫匀;也可以采用乳化沥青混合料填封。 　　二是轻微龟裂可采用刷油法处治,或进行小面层喷油封面,防止渗水扩大裂缝;大面积龟裂、网裂采用加封层或沥青表面处理。严重龟裂、网裂应对基层进行补强。 　　三是碾压中出现微裂缝,可在终碾前,用轮胎碾进行复压,消除裂缝。 　　四是因土基、路面基层的病害或强度不足引起的破损,应处理路基或基层,然后在修复路面。

沥青减薄技术探讨中国的沥青面层，它最早的4+5+6cm，后来是4+6+8cm，沥青面层从造价上讲要提高一些，建设费用要提高，但是从保证路面使用品质来讲，可能厚一点的面层，从今后的减少养护等费用来讲，可能还是划算的。不能笼统地讲沥青路面厚度的问题，广深高速公路路面32cm，用了十多年，就做了一次维修，仅表面上冼刨了，车辙基本没有，冼刨以后重新铺40mm的SMA。与国家比较薄的路对比，修2、3年就大、中修，肯定值得借鉴。不一定搞30几cm，但是沥青的厚度，从经济技术几个方面综合来考虑，应该可以找到一个比较合适的厚度。现在采用4+5+6cm或4+6+8cm的面层厚度，应该说根据不足。

提到沥青减薄，有些叫超薄面层，最早在法国，做了1.5cm，一般2.5－5cm叫薄沥青面层，它不是整个路面结构，只是上面的一层，就是磨耗层，所以大部分是用来养护、维修的，当然现在存在一个问题，就是沥青路面结构，磨耗层要多少mm才合适？现在是4cm。当然这个磨耗层要维修，是不是可以罩面？现在养护用1、2cm的稀浆封层还有同步碎石。

目前主要是水泥路面的维修问题，水泥路面上的沥青罩面层，我们国家现在做的大多是10－12cm，主要是保证沥青层的稳定问题，不至于发生推挤、剪切。印尼开发了一种超柔性沥青superflex，这是严重综合改性沥青。

印尼国家路面是2－4cm，最长的用了8年9年。在雅加达市中心到港口的一条高速公路上，交通量在20万辆/天，也有超载车辆，但是没有我们国家这么严重，重载车辆为20%－30%，路面使用情况良好。

如果水泥路面上沥青路面能做到3cm、4cm，用8、9年，就非常好了。现在很多的水泥路面，包括早期修的一般道路和高速公路、水泥路面上，跑了几年以后，磨的比较光，这些都存在需要罩面的问题。另外是隧道，隧道用水泥路面，修得比较光滑，容易发生交通事故，他们现在想这个问题怎么解决。沥青做厚了，净空有问题，能够做薄一点的话，既能够解决抗滑问题，又不影响车辆通行。再一个是桥面，很多的水泥桥面，桥的重量问题。5、6cm沥青层不敢做，重量可能有问题。所以沥青层减薄比较适合于桥面、隧道、一般的水泥路面罩面等方面。

桥梁主体工程施工要求

Ⅰ.钻孔灌注桩

根据地质情况，本合同段钻孔桩采用CZ30型冲击钻管锥分次成孔法钻进成孔，施工方法如下：测量定位

采用全站仪坐标法对钻孔桩桩位放样，埋好护筒后在护筒四周标记。

Ⅱ.钻孔前准备（1）平整场地，围堰筑岛：旱地岛面高于地面10～20cm，水中筑岛岛面标高应高于施工水位1.0～1.5m，筑岛顶面面积应满足钻机和吊机行走需要。

（2）埋设护筒：护筒用6～10mm钢板卷制，护筒直径较钻孔直径大20～25cm，长度视地质条件不同而异，一般采用开挖埋设法，开挖直径应比护筒外径大80～cm，吊装就位后，对中检查，平面中心位移不大于50cm，保持垂直，用粘土沿四周对称分层填压夯实，护筒的埋深旱地不少于1m，护筒顶面应高于岛面0.2～0.5m，并高于施工水位或地下水位1.5～2.0m，水中墩、护筒底应进入河床底不少于0.5m。（3）粘土选备：钻孔前贮备足够数量的粘土，以满足造浆需要，粘土以造浆能力强，粘度大为好。（4）钻机就位：钻机就位对钻孔质量和能否顺利钻进关系重大，就位时应保证管锥中心对准桩位中心，并将钻机支垫牢固。Ⅲ．钻进（1）泥浆配制：分次成孔工艺有自身造浆的功能，不需要在孔外先制备泥浆，可直接往孔内加粘土，通过管锥的冲压作用，自身造浆。施工中，每工班至少测定两次泥浆性能。（2）开孔：为保证钻孔能顺利进行，须对护筒底孔壁进行处理，开孔时，不要急于进尺，在护筒底1m范围内，多填粘土，用直径50cm实心钻头反复冲挤以加固护筒底孔壁，护筒底孔壁加固好后，即可进行小管锥钻进。（3）小管锥钻进：护筒底孔壁加固处理完成后，即用小管锥（锥径0.46m）钻进，管锥边钻进边出碴，钻进时可一次钻至孔底，也可分段成孔。（4）扩孔：当小管锥完成小孔钻进后，用与钻孔直径相匹配的管锥，逐级更换管锥，进行扩孔，直至设计孔径，扩孔时应按小管锥的钻进方式一次到底或分段钻进。（5）冲程选定：孔壁稳定、钻进正常时，一般选用0.6～1.0m，易塌孔地层或有塌孔迹象时选用0.35～0.6m。

（6）保持水头高度：由于分次成孔每次钻孔扩孔时都要将上次钻扩时护好的孔壁破坏，所以必须随时注意保护水头高度。水头高度应高于施工水位或地下水位1.5～1.8m，并不低于护筒上口10～20cm，掏碴时及时补水，通过透水性强的地层或有塌孔迹象时，可加大水头高度。（7）粘土投入量：在需要泥浆护壁的地层，钻进时应经常向孔内投放粘土，以保证泥浆的质量。砂土、卵石土层直径为0.75～1.25m的孔，每延长米成孔投入粘土0.5～1.0m3；直径为1.5～2.0m的孔，每延米成孔投入粘土1.0～1.2m3。Ⅳ．清孔

成孔后，用管锥将钻碴基本掏净，然后按离子悬浮法进行清孔处理，即清孔前24h，按1（木屑）：0.3（烧碱）：1（水泥）：30（粘土）适量水的比例配成膏状混合物，配制数量1m成孔体积，清孔时将膏状混合物，分三次抛入孔底，并用管锥冲砸5～10min，使膏状混合物均匀地溶于孔底泥浆中，用管锥掏渣，当捣至泥浆比重为1.03～1.06时，清孔终了。

Ⅴ．吊装钢筋笼

钢筋笼由钢筋班负责分段制作，用钻架或吊车安装，钢筋笼接长用2台电焊机焊接，逐段连接逐段下放。钢筋笼定位后，及时浇注混凝土，以防止坍孔。

Ⅵ．灌注水下混凝土

采用导管法进行水下混凝土的灌注，导管直径为mm，壁厚8mm，一般节长2.0m，另外配置1节长4m，2节长1m的导管，以方便调节导管长度。导管接头处有胶圈密封防水，水下砼现场拌合，钻架起吊入仓。

灌注首批混凝土其数量须经过计算，使其有一定的冲击能量，把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼，其深度不少于1m。当混凝土装满漏斗后，剪断隔水栓上的铁丝，混凝土即随隔水栓一起下入到孔底，排开泥浆。在整个浇注过程中，导管在混凝土中埋深2～6m，利用导管内混凝土的超压力使砼的浇注面逐渐上升，直至高于设计标高1m。

Ⅶ、墩台施工

（1）钢筋：由钢筋加工厂统一加工，运至现场绑扎成型。检查合格后，进行下一道工序。（2）砼工程：1）模板：为保证工程质量，采用厂制定型钢模作为施工模板。接缝处夹海绵，以防漏浆，并保证平整度。2）支架：一般桥墩墩帽采用钢脚手架作支架。3）模板立好后，采用经纬仪调整横纵方向，并使用缆风绳加固，保证施工时无扰动。4）砼采用拌和站统一拌制，砼输送车送至现场，吊机与吊斗配合，用漏斗及串筒入模。①在砼拌过程中，应注意拌合速度与砼浇筑速度的配合，注意随时检查校正砼的坍落度，严格控制水灰比、配合比。②砼倾落高度超过2m时,设置串筒使其下落。③砼浇筑间隙时间不超过规定要求。④砼应按一定厚度、分层浇筑，每层厚度应小于30cm。⑤砼的振捣设专人负责，严格按规定操作：振捣时应避免碰撞模板、钢筋及其他预埋件，不漏振、不重振，每次振捣时，振捣器应插入下层砼5--10cm，振捣至砼停止下沉，无显著气泡上升，表面呈现平坦，泛浆即可。以确保砼密度，外表光洁、平整、无蜂窝、麻面。

5）模板拆除后，使用塑料薄膜捆扎浇水养护，保持砼表面湿润状态，洒水养护时间按规范要求进行。混凝土面板堆石坝面板施工

摘要：水布垭混凝土面板堆石坝为目前世界最高的面板堆石坝，最大坝高m，上游采用挤压边墙固坡技术。面板分三期施工，本文详细介绍了一期面板混凝土的施工技术、施工工艺、质量管理和安全管理措施，对二、三期面板混凝土施工具有指导意义。

　　1.工程概况

　　清江水布垭混凝土面板堆石坝位于湖北省巴东县水布垭境内，上距恩施市km，下距隔河岩水利枢纽92km.坝顶高程.0m，最大坝高m，大坝上游坝坡1：1.4，下游平均坝坡1：1.4.混凝土面板总面积13.84万㎡，总方量8.14万m3。面板共有55条块，分16m和8m宽两种，最大坡长.16m。面板厚度从上至下逐渐变厚，顶厚30cm，底部最大厚度cm。面板分三期浇筑，一期浇筑高程为.0m至.0m。一期面板面积为3.15万㎡，混凝土方量为2.8万m3，钢筋制安吨，共有19块，其中16m宽18块，8m宽1块，单块最长.77m。面板总体平面布置见下图1。

　　 　　2.施工平面布置

　　一期混凝土面板是在坝体填筑到高程m后开始施工，其施工平台布置在m高程，平台宽40m，长m。

　　2.1施工道路：混凝土的水平运输主要利用左岸7#公路及7#公路下段从拌和系统运至坝前高程m平台，同时在高程m平台上布置12m宽的交通通道以满足混凝土卸料、钢筋台车运输、吊装滑模、卷扬机就位及坝面现场铜止水加工等需要。 　　为了解决面板坡面上下交通需要，分别在横0+、0+、0+m桩号处各设置一套钢楼梯，总长度为m。 　　2.2施工用水：　沿坝前辅设一趟Φmm的供水管与左岸趾板主供水管相连，每隔16m设三通和闸阀，以满足面板施工用水和养护用水。 　　2.3施工用电：　在高程m平台左侧岸坡附近布置一台KVA变压器，沿坝前铺设一趟3×型电缆，每50m设一空气开关，以满足钢筋和模板加工、止水铜片压制、卷扬机运行、混凝土浇筑及现场照明等施工用电。变压器周围用安全围栏进行防护。

　　2.4综合加工厂：　综合加工厂宽25m，沿坝轴线m布置，用于钢筋和现场临时模板的加工和堆放。分为原材料堆放区、加工区和成品区。其转运以人工为主，机械为辅。

　　3.砼的配合比设计

　　面板混凝土的设计技术指标见表1，根据设计要求，面板混凝土施工配合比见表2。

面板混凝土的设计技术指标见表1，根据设计要求，面板混凝土施工配合比见表2。

　　表1水布垭一期面板混凝土设计技术指标

强度等级　

级配　

抗渗等级　

抗冻等级　

极限拉伸值（×10-6）　

自生体积变形（×10-6）（90d）　

W/（C+F）　

粉煤灰掺量（%）　

坍落度（cm）　

保证率（%）　

C30　

二　

W12　

F　

≥　

≥20　

≤0.38　

20　

3～7　

≥95　

　　表2水布垭一期面板混凝土施工配合比（表见附件）

　　4.施工机械

　　4.1拌和系统：　以左岸大岩淌HZS90强制拌和机为主，三友坪3ZJ3-1.5自落式拌和楼为辅。拌和机进料为皮带机运输，生产能力75～m3/h，自动监控。强制式拌和机净拌制时间不小于75s，自落式拌和机净拌制时间不小于是s.聚丙烯腈纤维人工掺加。混凝土的运输距离为3～5km。 　　4.2混凝土运输机具：　混凝土运输以8吨自卸汽车为主，6m3搅拌汽车为辅。从拌和楼经左岸上坝公路运至坝面各面板块受料斗再由溜槽入仓。新拌制混凝土从拌和楼运至仓面的时间约需5～10分钟。 　　4.3滑模机具：　面板混凝土施工采用无轨滑模。滑模结构尺寸为17.66×1.5m，由底部钢面板（=8mm）、上部型钢桁架（25和I25）及抹面平台三部分组成，总重量6.74t，滑模前部设振捣平台，宽约1.0m；后部设二级抹面平台，细部结构见图1.由于面板设计宽度分别为16m和8m，因此将滑模设计成三节，其中5.0m长两节，7.66m长一节，现场用高强螺栓拼接。滑模用2台10吨的卷扬机牵引。 　　5.面板混凝土施工工艺 　　5.1挤压边墙凿断处理：为了尽量减少混凝土挤压边墙对面板混凝土的约束，在沿面板垂直缝方向将挤压边墙凿断，其凿断深度不小于30cm，缝底宽度不小于6cm，缝口宽度不小于10cm，用ⅡAA料填缝并人工分层锤实。 　　5.2垂直缝砂浆垫层施工：首先在混凝土挤压边墙坡面上将面板垂直缝的位置及砂浆垫层的范围准确放出，人工用铁钎在其范围内凿槽，凿槽深度满足砂浆垫层的厚度。然后人工铺设M20的砂浆垫层，其平整度要求在2m长的范围内控制在5mm以内，利于止水铜片及侧模的安设。 　　5.3周边缝沥青砂浆块施工：　将周边缝处趾板止水片的保护设施拆除，露头拉筋用砂轮机磨平。人工用铁钎、铁撬按设计边线、深度和坡度凿槽，并修整成型；埋设沥青砂垫块，垫块之间的缝隙用热沥青灌实，其平整度控制在10m范围内起伏度不超过20mm.沥青砂浆块在综合加工厂预制，其配比为：沥青：砂为1：10（重量比），沥青针入度50～60.

　　5.4混凝土挤压边墙坡面整修：　垂直缝砂浆垫层施工完毕后，以其为基准对混凝土挤压边墙面进行超欠整修处理，其偏差按+5cm～－8cm控制。以保证为面板提供一个平整的支承面。 　　5.5喷涂乳化沥青施工：　挤压边墙坡面整修完毕并经监理工程师验收后，沥青喷射机由上至下开始喷涂乳化沥青。首先在坡面上喷射一遍乳化沥青，待干后再喷射第二遍乳化沥青，并用小车在其后人工抛洒砂子，随后用滚轮碾碾压一遍，然后喷射第三遍乳化沥青，在其面上再洒一层砂子，用滚轮碾再碾压一遍。乳化沥青为沥青含量约为60%的溶剂稀释乳液。 　　5.6钢筋制安：　每块面板钢筋按设计图纸在现场分别加工。接头采用剥肋滚压直螺纹套筒连接。为保证钢筋接头满足规范要求，将钢筋两端头用专用车丝机加工成螺纹型，并用专用硬质塑料套保护。加工完成的钢筋按要求套丝检查、记录、编号挂牌堆存。 　　安装钢筋时首先在坡面布置架立筋，架立筋用Φ25mm螺纹钢，间排距2.2×2.4m，打入挤压边墙40cm，按总量的50%布置，其余用板凳筋作架立筋支撑钢筋。并在架立筋上标出钢筋绑扎的设计位置。然后将坝面上加工合格的钢筋按编号顺序用钢筋台车水平运至施工仓位，20T吊车将运至的钢筋吊于坡面施工台车上，用5T卷扬机牵引钢筋台车将其运至安装工作面，人工现场组装，每次输送2～3吨钢筋。 　　5.7止水制安：　采用自制四级铜止水片成型机在坝面施工平台现场压制成型，顺坡面下送至周边缝接头处。长度依每块面板的情况确定，尽量减少接头，最长连续压制成形m.垂直缝拐角处L型异型接头采用厂家定做，现场人工安装。铜止水连接采用双面搭接焊，搭接长度不少于20mm。 　　5.8侧模制作安装及就位：　侧模为钢木组合结构，主要由18轻型槽钢配木模板组成。轻型槽钢标准长6m，部分为3m。底部渐变段为6cm厚木模板，每副模板长3m，细部结构见图3.周边缝模板现场整修加工。

　　侧模安装在垂直缝底止水安装完成后进行，面板侧模安装自下往上，在仓面两侧布设坡面小车，用5吨卷扬机牵引运输侧模材料。侧模外侧采用三角支撑架固定，三角支撑架用Φ20mm长50cm钢钎固定于挤压边墙垫层护面上。内侧采用钢筋作支撑。 　　当侧模初步安装完成后，用连接螺栓调整垂直度，以保证侧模之间的接缝平整严密，无错台现象。 　　5.9溜槽铺设：　溜槽采用梯形，每节长2.0米，端部设连接挂勾。滑模下滑时，在钢筋网上铺设并分段固定。溜槽上部采用柔性材料作盖板，底部铺上塑料布或绒毛毡使其与钢筋网隔开，溜槽内每隔20～30m设置塑料软挡板，以防止骨料分离和缓冲混凝土下滑冲力。面板分缝宽16m时对称布置二道溜槽，8m宽时中间布置一道溜槽。 　　5.10混凝土浇筑：　混凝土用自卸汽车运输至坝面后卸入受料斗内，由受料斗顺坡面溜槽输送入仓，仓内人工摆动溜槽，按30～50cm分层布料，仓面中部采用φmm的振捣器振捣，靠近侧模和止水片的部位，采用φ70mm软管振捣器振捣。振捣由专人负责。在振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下，以防止模板上浮，并不得触及滑模、钢筋、止水片，振捣间距不大于40cm，深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。脱模后人工进行两次收面。 　　为了保证混凝土的浇筑质量和施工速度，受料斗及溜槽在卸料前要用砂浆进行润滑，以保证混凝土输送的顺畅。仓面混凝土坍落度控制在3～5cm，出机口坍落度按浇筑部位的不同分别控制在5～7cm和7～10cm，初凝时间为10～12h之间。周边三角区采用扣模法施工。 　　5.11混凝土养护：　混凝土出模经人工收面后，在混凝土表面覆盖粘有塑料膜的绒毛毡保温被，并用从坝面供水管引出的支管进行洒水养护，达到保温和保湿的效果。单块面板浇筑完毕后，在顶部布置一趟钻孔的花管进行不间断流水保湿养护。

　　5.12雨季施工措施：　在遇大雨时立即停止浇筑，并将仓面遮盖好，同时做好仓面的排水工作。雨后及时排除仓内积水，若混凝土没有初凝可先对仓内混凝土加铺同标号砂浆振捣后继续浇筑，否则则按施工缝处理。 　　降雨量较小时，对运输混凝土的自卸汽车覆盖防雨雨布，对仓内两侧铜止水处用棉纱布进行拦堵流水，在水平方向将喷涂的乳化沥青凿断以利于流水渗入挤压边墙垫层内，在保证仓面混凝土在无冲刷的情况下继续浇筑混凝土。 　　6.面板混凝土施工管理 　　6.1进度安排：一期混凝土面板采用2套滑模施工，浇筑时间安排在5年1月6日至5年3月27日，历时三个月，平均月浇筑强度9m3，最大月浇筑强度m3。 　　施工准备从4年10月中旬开始，主要进行施工场地的布置和坡面整修、预制沥青砂浆块、垂直缝垫层施工、周边缝铜止水修整等工作，于11月底结束。

　　钢筋绑扎在坡面乳化沥青喷涂完毕后进行，按仓位施工计划安排同时展开三个面施工作业，单个作业面每天绑扎钢筋至少18吨，以满足二套滑模同时浇筑。 　　面板混凝土采用滑模跳仓浇筑，滑升速度为1.0～1.8m/h，首先从L1块开始依次向两边跳仓浇筑，当Ⅰ序块浇筑10天后，再进行Ⅱ序块的浇筑。 　　为了加快施工进度，除合理安排施工程序和优化劳动力组合外，还采用经济手段对关健工期节点进行控制，为混凝土面板的按期完成提供了保障。 　　6.2质量管理：　按照ISO质量保证体系的标准，健立健全面板混凝土施工质量保证体系，严格执行“三检制”，对施工过程中的各个环节进行控制，做到上道工序未验收签证不允许进入下道工序施工。 　　（1）加强原材料的质量控制。对于用于面板上的原材料严格按设计要求的品种和型号进行选用，并经试验检验合格报监理工程师批准后使用。 　　（2）采用聚丙烯腈纤维混凝土。在满足设计要求各项技术指标的条件下，对水灰比和外加剂进一步优化。 　　（3）降低挤压边墙垫层对面板混凝土的约束。按规范要求对挤压边墙坡面进行整理，使坡面上无突变错台；在面板垂直缝处将挤压边墙垫层凿断；在挤压边墙坡面上喷涂3mm厚乳化沥青隔离层；将一部分架立筋改为板凳筋，并在混凝土浇筑过程中将插入垫层内的架立筋割除，以消除对面板混凝土的约束。（4）加强对混凝土浇筑过程的质量控制。每块面板必须经监理工程师验收并签发开仓证后才能浇筑混凝土。在浇筑过程中对周边缝止水处混凝土采用人工铺料、φ70mm软管振捣器振捣，以保证止水处混凝土的密实；在滑模提升时，每次提升距离不得大于50cm；人工摆动溜槽布料距离滑模上口不得大于2.0m且每层布料厚度控制在30～50cm，并分层振捣密实；混凝土振捣由专人负责；在整个混凝土浇筑过程中有专职质检人员跟班进行质量监控。 　　（5）认真落实面板混凝土的保湿、保温措施。为了防止面板表面发生温度裂缝，除在滑模支架上挂一套活动暖棚，对刚出模的混凝土进行保温养护外，还选用表面贴有塑料膜的绒笔毡保温被在混凝土出暖棚前进行覆盖保温。保湿采取不间断喷水，在混凝土浇筑过程中用从坝顶供水管引下的支管进行保湿养护，后期用坝顶固定的花管滴渗保湿养护。保湿、保温工作定专人负责检查和维护。

　　6.3安全管理：　（1）编制施工安全管理方案，对面板施工过程中的危险源进行辩识，并制定相应的防范措施。（2）对参与面板施工的施工管理和操作人员有针对性进行安全培训。以提高其安全意识和安全防护能力。（3）加强对现场的安全防护设施和起重机械的检查。如安全栏杆、安全绳、安全带、卷扬机、钢丝绳、地锚、滑模吊耳、卡环等，以保证其处于安全的工作状态。　（4）严格安全奖惩制度，杜绝习惯性违章的发生。

　　7.结语

　　在水布垭面板堆石坝施工过程中，由于采取了上游混凝土挤压边墙技术，使坝体填筑速度得以加快，同时也使坡面的平整度得到较好控制。如何减少挤压边墙对面板混凝土的约束，这是建设各方十分







































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