13 路面与隧道工程施工
参考标准 《公路路基设计规范》 JTG D30—2004 《公路水泥混凝土路面设计规范》 JTG D40—
2002 《公路沥青路面设计规范》 JTG D50—2006 《公路路基施工技术规范》 JTG F10—2006 《公路路面基层施工技术规范》 JTJ 034—
2000 《公路水泥混凝土路面施工技术规范》 JTG
F30—2003
《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》 JTJ 037.1—2000
《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40—2004
《公路隧道施工技术规范 》 JTG F60-2009
《铁路隧道施工规范 》 TB10204-2002
13.1 路面工程
一、路面结构层次
1. 结构:面层、基层、垫层
按照面层的使用品质,材料组成类型及结构强度和稳定性,将路面分为四个等级:即高级、次高级、中级、低级。
2. 路面等级
二、路面各结构层特点及作用
A. 面层的作用: B. 面层的种类:
C. 面层的构成:
承受行车荷载保证行车通畅平稳舒适
高:沥青混凝土,水泥混凝土;次:热拌沥青碎石,乳化沥青碎石,中:沥青灌入,沥青表面处置; 泥结碎石,级配碎石,半整齐石块;低:土筑
1 ~ 3 层组成
1. 面层
2. 基层
A. 基层的作用 承受面层传下的行车垂直荷载 向垫层和土基扩散荷载
B. 基层材料 沥青稳定类 无机结合料稳定类 粒石类
热拌沥青碎石乳化沥青碎石混合料沥青贯入碎石 等
碎石、砾石、砂砾片石、圆石
水泥稳定类石灰定类工业废渣稳定类
3. 垫层A. 垫层的作用 排水、隔水、防冻、 防污、扩散应力B. 垫层材料 颗粒材料、结合料稳定土
水泥混凝土路面 沥青路面
13.2 沥青路面施工
1. 确定料源及进场材料的质量检验 沥青:检查厂家的试验报告、装运数量、装运日期,并抽验;其他材料:石料、砂、矿粉等。 2. 设备选型、检查及配套 3. 下承层准备和施工放样 : 检查下承层厚度、平整度、密实度、路拱等; 4. 拌合厂选址或拌合地点确定 5. 铺筑试验路段:铺筑 12h 后检查密实度、厚度。
一、沥青混凝土路面施工
(一)施工前准备工作
(二)沥青混凝土的拌制和运输
拌和应考虑的因素: 矿料、沥青的供应应充足; 设备的生产率和完好率; 沥青混合料运输路线、运距和运输时间,以及所需混合料的种类和数量等。
↑间歇式 连续式→
拌和设备
拌和楼
运输车辆
运输注意要点
热拌沥青混合料应采用较大吨位的自卸汽车运
输,车厢应清扫干净。 运输车的运力应较拌和能力或摊铺能力有所富
余,施工过程中摊铺机前方应有运料车在等候卸料。 从贮料斗向运输车辆卸料时,应多次挪动车辆
位置; 运输车应有保温、防雨、防污染措施; 检查每车来料的温度是否达到要求。
(三)沥青混凝土的摊铺
摊铺温度控制:指标按规范控制; 摊铺厚度:设计厚度乘以松铺系数; 操作技术要点:缓慢、均匀、连续不间断地摊铺;
1- 受料斗; 2- 刮板输送器;3- 螺旋摊铺器; 4- 纵坡调节传感器; 5- 振动烫平板; 6-烫平端板; 7- 烫平端板调节手柄; 8- 铺层厚度调节器;9- 横坡调节传感器; 10- 左右闸门标高; 11- 左右闸门
(四)路面碾压
压实三步骤:初压、复压和终压 初压:使混合料初步稳定成型,使用较轻型光轮压路机; 复压:主要压实阶段,使初步密实的混合料逐步压密到要求的密实度,一般采用胶轮压路机或吨位较大的压路机; 终压:消除碾压轮迹阶段,保证表面平整,采用轻型压路机。
混合料摊铺
路面碾压
(五)接缝处理
1. 横向接缝 平接缝、斜接缝及阶梯接缝三种形式。高等级公路的表面层的横缝应采用平接缝,上面层以下各层可采用自然碾压的斜接缝,沥青层较厚是也可采用阶梯型接缝;其它等级公路的沥青路面各层均可采用斜接缝。
2. 纵向接缝 接缝处铺新料前应涂洒少量沥青,且在已铺层上重叠 5 ~ 10cm,并清除已铺层上的混合料,碾压时先在已压实路面上行走碾压新铺层 15cm左右,然后压实新铺部分。若摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝,将已铺部分留下 10 ~ 20cm宽暂不碾压,作为后续部分的基准面,然后跨缝碾压以消除缝迹。
13.3 水泥混凝土路面施工
①选择混凝土拌和场地 运送混合料的运距最短、接近水源和电源、堆放砂石材料和搭建水泥库房。
②材料准备和质量检验 依进度计划,在施工前分别备好工程所需的水泥、砂、石料、外加剂和钢筋等材料并做好以上材料的质量检验。
③基层检验与整修基层质量检验:基层强度、压实度、平整度、宽度、纵向高程和横向坡度。
一、路面施工前准备工作
测量放样:根据设计图纸放出路的中心线、路边线、伸缩缝等处、曲线起讫点和纵坡转折点等中心桩。
④混合料配合比检验与调整 进行配合比设计及检验,选用水泥用量最省、强度符合要求的最佳配合比。
⑤机械准备 施工前必须做好各种机械的检修工作,在保证主导机械发挥最大效率的前提下,选用的配套机械应尽可能的少。
二、小型机具施工工艺1)安装模板2)钢筋布设① 传力杆②拉杆③边缘钢筋及角隅钢筋3)混凝土的拌制与运输4)混凝土的摊铺和振实5)筑做接缝① 胀缝②横向缩缝③纵缝6)表面整修与防滑措施7)混凝土养生① 湿治养生②塑料薄膜养生8)拆模9)填缝
立模
定位测量放样 钢模板厚度及长度 安装模板要求
传力杆设置
胀缝传力杆的架设(钢筋支架法)1—先浇筑的混凝土; 2—传力杆; 3—金属套筒; 4—钢筋; 5—支架; 6—压缝板条; 7—嵌缝板; 8—胀缝模板
横向施工缝传力杆架设
传力杆钢筋架安装固定
拉杆、胀缝板、传力杆、套帽设置精度应符合规范要求。
混凝土的拌合和运送注意要点
1. 拌和料质量检验2. 混凝土拌和楼总供应量计算3. 运送车辆的辆数匹配4. 运输:一般情况下,坍落度大于 50㎜时,用搅拌运输车运输,运输时间不超过 1.5h ;坍落度小于 25㎜时,用自卸汽车运输,运输时间不超过 1h。
混凝土的摊铺和振实
接缝的设置
①胀缝:适用于不能连续浇筑混凝土的情况,胀缝中应加传力杆,施工时一半穿过端部挡板,固定于外侧定位模板中。
②缩缝:压缝法和切缝法两种。 压缝法:混凝土振平后,利用振动梁将 T形振动压缝到准确地
按接缝位置振出一条槽,然后将铁制或木制嵌缝条放入,并用原浆修平槽边,待混凝土初凝前泌水后取出嵌条,形成缝槽。
切缝法:在混凝土硬化后的混凝土(设计强度等级的 25% ~ 30% )中,用锯缝机锯割出要求深度的槽口。
③施工缝:适用于不能连续浇筑混凝土的情况,一般设置在胀缝或缩缝处。 施工缝应用平头缝或企口缝的构造形式。
横向缩缝及施工缝构造
纵向缩缝及施工缝构造
三辊轴机组
三、滑模式摊铺机施工工序
1)测量放样,悬挂基准线2)混凝土的搅拌和运输3)混合料的卸料、布料4)混凝土的摊铺4)接缝施工① 胀缝②缩缝6)表面整修与防滑措施7)养生① 湿治养生②塑料薄膜养生8)填缝
滑模式摊铺机摊铺过程示意图1- 螺旋桨摊铺机; 2- 刮平器; 3- 振动器; 4- 刮平板;5-搓动式振动板; 6- 光面带; 7- 混凝土面层
侧向卸料机纵向卸料机
四、特殊气候条件下的施工注意事项( 1)冬季施工施工温度不满足规范要求时,应采取下述措施:① 采用高强度等级快凝水泥,或掺入早强剂,或增加水泥用量。② 加热水或集料。较常用的方法是仅将水加热。③ 混凝土修整完毕后,应覆盖蓄热保温材料,必要时还应加盖养生暖棚。( 2)夏季施工① 混凝土拌和物在运输中要加以遮盖,及时运至工地;② 各道工序应衔接紧凑,尽量缩短施工时间;③ 在已铺好的路面上,搭设遮光挡风设备。
( 3)雨季施工① 经常与当地气象台联系,了解近期的天气预报,抓紧在不下雨时间施工,一般有雨不施工;② 预先搭建一定数量的工作雨篷,保护刚铺筑的混凝土路面,也可利用它继续铺筑,一般在下雨时,应铺筑完正在浇筑的一块板,并停工做施工缝。
13.4 隧道工程施工
一、明挖法工序: 降低地下水位→基坑支护(打桩)→土方开挖→埋设支承防护与开挖→地下结构施工及防水工程→回填,拔桩恢复路面。
基坑支护技术:重力式挡土支护、直立式和设支撑基坑支护等技。
支撑基坑支护
支撑施工程序:基坑开挖→支撑位置放样→焊接支撑托架→支撑拼装→支撑吊装→支撑施加预应力→检查验收。
φ 609钢管支撑
支撑活络头
细石混凝土
钢楔
连续墙
型钢围檩
E20 1500槽钢支架@
与桩体钢筋焊接
H型钢托架构造
二、盖挖法盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法
1.盖挖顺作法 地下管线及地面附着物迁改→施工围挡及场内外交通组织疏解方案→围护结构施工→盖挖系统施工→基坑降水→主体土方开挖,按照“分段分层、由上而下、及时支撑”的原则组织施工→主体结构施工→顶板回填及道路恢复→盖挖系统拆除→盖挖部分回填及道路恢复。
盖挖顺作法施工工序
2.盖挖逆作法
先在地表面向下做基坑的围护结构和中间桩柱→开挖表层土体至主体结构顶板地面标高→待回填土后将道路复原,恢复交通→在顶板覆盖下自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。
盖挖逆作法施工工序
3.盖挖半逆作法
盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。
注意区分以上三种方法的异同
盖挖半逆作法施工工序
三、新奥法 开挖→一次支护→二次支护 开挖工序:钻孔、装药、爆破、通风、出渣等;
第一次支护:一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土等;
二次支护作业:永久性的支护(或补喷射混凝土,或模筑混凝土),起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用。
全断面开挖1-全断面开挖; 2-锚喷支护; 3-浇筑衬砌
台阶开挖1-上半部开挖; 2- 拱部锚喷支护; 3- 拱部衬砌; 4- 下半部中央部开挖; 5-边墙部开挖; 6-边墙锚喷支护及衬砌
四、浅埋暗挖法 施工原则:“管超前、严注浆、短开挖、
强支护、快封闭、勤量测” 施工方法:小导管超前预注浆、管棚超前支护、开挖面深孔注浆等。
小导管超前预注浆
施工工序:主要包括导管制作、钻孔、安放导管、注浆、效果检验等。
施工工艺流程如下图。
工艺流程图
地质调查、现场试验
效果检查
制定施工方案进行施工 施工准备
设备准备
管材加工
材料准备
喷混凝土封闭掌子面 机具准备
拱部放样布孔
凿岩机或煤电钻成孔并清
孔
插入小导管
注浆
隧道开挖
砂浆准备
小导管超前预注浆施工要求
准备工作:选定注浆用料的名称、规格、材质、技术标准;选定注浆设备;拟定实验方案等。
制作钢花管,如图。 小导管安装:测量放样,在设计孔位上钻孔,孔径较设计导管管径大 20 mm以上;成孔后,将小导管按设计要求插入孔中。
注浆:一般是先内圈后外圈(在双排孔时),从拱顶顺序往下注,先注无水孔,后注有水孔;先注小水孔,后注大水孔。
Ф8mm加劲箍 小钢管普通焊
>30cm 15~20cm
注浆小导管结构图
五、盾构法 适用范围:一般适合在松软含水地层,
或地下线路等设施埋深达到 10m或更深情况;
盾构机结构:前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾;
施工开挖方式:敞开式、半敞开式和土压平衡模式等;如图
土压平衡盾构机示意图
刀盘
前盾 中盾
螺旋输送机
盾尾
拼装机及导轨
(a) 土压平衡模式 ( b)半敞开式 (c) 敞开式
施工工艺
1.打垂直井并加固;2.盾构机安装到井底,并装配相应的千斤顶;
3.盾构机沿线路方向土层开挖。注意推进过程中的操纵与纠偏;
4. 混凝土衬砌或预制管片拼装的圆形衬砌,及背后注浆;
5. 隧道成型。
盾构法施工过程示意
同步注浆示意图
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