前言
一座位于黃土與不同石質(zhì)相間、多變的地質(zhì)地段的隧道,為順利排除洞內(nèi)水,將路面基層設(shè)計成排水結(jié)構(gòu),確保路面排水基層工程質(zhì)量,是保證工后運營安全的重要因素之一。
隧道襯砌采用彈性防排水設(shè)計,在初期支護與二襯之間設(shè)防水板、土工布及環(huán)向、縱向軟式透水管;路面基層采用15cm水泥穩(wěn)定開級配碎石作為透水層,使隧道內(nèi)滲透水通過豎向滲流進入水泥穩(wěn)定級配碎石基層,進而滲流進入縱向碎石層,再進入縱向混凝土排水管排出。
水泥混凝土面層排水基層 (水泥穩(wěn)定開級配碎石)
仰拱填充C10片石混凝土凝土管和覆蓋潔凈1-2cm碎石層組成排水溝仰拱C25混凝土
隧道排水系統(tǒng)示意圖1水泥穩(wěn)定開級配碎石透水基層的技術(shù)原理及特點水泥穩(wěn)定開級配碎石采用不含或少含4.75mm以下粒徑的級配碎石,摻入一定比率的水泥組合而成。選用合理組分配比,提高透水基層承載力,并滿足排水功能。其施工方法、工藝流程、機械設(shè)備等方面與一般路面基層相同。路面透水基層應(yīng)具有承載能力強、排水效果好、適應(yīng)性廣的特點,在隧道工程中有很好的推廣價值。
1.1水泥穩(wěn)定開級配碎石透水基層的優(yōu)點
(1)未經(jīng)水泥處治的碎石集料,在施工攤鋪時易出現(xiàn)離析,在碾壓時不易壓實,尚且在施工機械作用下易出現(xiàn)推移變形;
。2)穩(wěn)定連續(xù)級配碎石,比較密實,經(jīng)水泥處治后滲透系數(shù)K<300m/d,不能滿足排水設(shè)計規(guī)范;
。3)水泥穩(wěn)定開級配碎石即能滿足排水要求,又能滿足強度要求。
1.2水泥穩(wěn)定開級配碎石的排水和強度
(1)水泥穩(wěn)定開級配碎石的滲透系數(shù)控制在1000m/d~6000m/d之間,排水效果要滿足排水設(shè)計要求;
。2)摻入一定比例水泥使集料混合均勻并在機械壓實下,達到密實,無側(cè)限強度要滿足強度和承載能力要求。
2、水泥穩(wěn)定開級配碎石配合比
設(shè)計水泥穩(wěn)定開級配碎石與大孔碎石混凝土的基本區(qū)別在于組分配合比和成型試件不同。大孔碎石混凝土配合比以混凝土強度要求進行配合比設(shè)計,成型試件采用150×150×150mm試模,取28天強度作強度驗證標準。而水泥穩(wěn)定開級配碎石配合比以設(shè)計強度為依據(jù),同時達到排水要求,采用Ф150×150mm試模,成型試件取7天無側(cè)限抗壓強度和透水性試驗作驗證標準。
如何選擇碎石級配,摻入多少水泥,才能滿足基層承載、排水雙重功能要求,至關(guān)重要。
2.1材料的選擇
。1)水泥:應(yīng)優(yōu)選普通硅酸鹽水泥P.O32.5,初凝時間大于3h,終凝時間小于6h,其它指標符合國家現(xiàn)行水泥標準;
。2)碎石:應(yīng)選用潔凈、堅硬的碎石,壓碎值不應(yīng)大于30%,最大粒徑為20cm,且不得超過層厚的2/3, 4.75mm以下粒徑含量不應(yīng)大于10%,集料級配應(yīng)滿足透水性要求(滲透系數(shù)不得小于300m/d)
。3)水:飲用水或經(jīng)檢驗合格的其它水源2.2組分配合比的選擇進行組分配合比設(shè)計時,應(yīng)考慮下列影響因素:根據(jù)設(shè)計透水系數(shù)(k=1200m/d),選擇相應(yīng)的級配碎石,碎石的技術(shù)指標應(yīng)符合現(xiàn)行國標。
水泥、碎石按設(shè)計試配比例摻配后,按無機結(jié)合料穩(wěn)定土擊實方法分別進行重型擊型,求出ρ干max及最佳含水量W值。
根據(jù)規(guī)范對基層壓實度的要求(98%),確定試件的干容重ρ干=ρmax×0.98.已知最佳含水量W,求出濕容重。已知試模體積得,計算試件質(zhì)量。制取試件9或13個試件為一組。以7天無側(cè)限抗壓強度作為評選最優(yōu)配合比指標。
(5)計算材料配合比及每m3混合料的水泥用量,已知:W值,n值; 計算水泥:碎石:水組合比例,再根據(jù)ρ干max計算每方用量。
3、水泥穩(wěn)定開級配碎石質(zhì)量控制
3.1試驗路段情況隧道路面基層厚15cm,水泥穩(wěn)定碎石透水層透水系數(shù)要求≥300m/d,碎石最大粒徑小于25mm,設(shè)計強度為4Mpa.
、胖饕┕C械及施工方法:YZ18JC壓路機和750L強制拌和機、6臺1m3運輸車,氣夯一臺,人工攤平。
、剖┕すに嚕篩Z18JC壓路機靜壓一遍,微振四遍,最后靜壓一遍,要求碾壓后無輪跡。
3.2水泥穩(wěn)定開級配碎石透水基層的質(zhì)量控制
3.2.1施工準備工作質(zhì)量控制
、旁牧霞皺C械準備嚴格按試驗室設(shè)計配比進行施工,現(xiàn)場控制好砂﹑碎石及水泥等原材料應(yīng)符合規(guī)范要求。采用強制式混凝土拌和機,拌和能力不能低于750L.
、剖┕し艠蛹皹烁呖刂圃跍蚀_測量出基準線后,在兩側(cè)的電纜溝上用墨線標出基層頂面標高及水泥混凝土路面標高線,做為施工人員高程和松鋪系數(shù)控制依據(jù)。
⑶清掃雜物,安裝排水管道在鋪筑混合料前一定要清除原地面雜物、用清水把浮濁物清洗干凈,將污水排出洞外,防止污水浸入中心排水溝。中心排水溝必須按設(shè)計把打好排水孔的預(yù)制混凝土圓管安裝就位,管上用潔凈的1-2cm的碎石覆蓋。
3.2.2施工質(zhì)量控制水泥實際用量應(yīng)高于設(shè)計用量的0.5~1.0%左右,含水量應(yīng)大于最佳含水量1~2%.為防止混合料離析,漏斗口應(yīng)加串筒。
運輸車輛將拌和好的混合料運到現(xiàn)場后,根據(jù)松鋪厚度標線進行攤鋪、整平,用三米直尺橫向刮平,多推少補,掛線調(diào)整橫坡。攤鋪路段長度采用時間控制,一般控制在2h以內(nèi),根據(jù)拌和與運輸能力,該項工程鋪筑長度約15m左右。攤鋪好一段碾壓一段,碾壓按著從兩側(cè)向中間的順序,兩輪相錯1/3,用18T壓路機穩(wěn)壓1-2遍,再微振3~4遍;在一段施工壓實后,將橫向施工縫切成平直縫,以便與后序路段施工銜接。
施工過程中選有代表性的點,采用灌砂法檢測壓實度,滿足規(guī)范要求后停止碾壓。碾壓終止檢測的壓實度見表4.施工時要記錄碾壓遍數(shù)、松鋪系數(shù)﹑碾壓時間等,以便總結(jié)、提高。
3.2.3工后質(zhì)量檢測⑴透水性對比試驗在透水試驗條件不具備的情況下,參考瀝青路面滲水試驗實測滲透系數(shù)K,配合比相同,集料的級配不同對滲水系數(shù)及強度影響較大,特別是4.75mm一下含量最為突出。
⑵選100m作試驗路段,按試驗室式配選擇最佳配合比,混合料經(jīng)攪拌、運輸、攤鋪整平、碾壓后,用三米直尺檢測平整度指標,符合設(shè)計要求。
、窃谕杆鶎釉囼灺范毋@取4個Ф10×10cm圓柱體芯樣,芯樣完整性好,強度滿足設(shè)計要求。
4、結(jié)論
試驗路段證明,水泥穩(wěn)定開級配碎石透水層,采用常規(guī)試驗檢測方法,施工機械設(shè)備投入不多,可降低工程造價,各項指標滿足基層強度及透水性要求。在高速公路的隧道基層及其他有排水要求的基層中值得推廣應(yīng)用。
參考文獻:
1、《公路排水設(shè)計規(guī)范》JTJ018-97
2、《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000