隧道锚散索鞍支墩承台施工技术要点

吴扬

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550001）

1 工程概况

开州湖特大桥主桥为1 100m单跨钢桁梁悬索桥，主缆边跨分别为302m、143m，主缆中跨1 100m，垂跨比1/10，主塔塔高分别为139.0m、141.0m，主梁采用钢桁加劲梁（板桁组合结构），瓮安岸采用重力锚，开阳岸采用隧道锚。开阳岸引桥采用先简支后连续结构预应力混凝土T梁，并以隧道锚的形式在开阳岸的左右两侧岸坡处进行锚定，采用C40钢筋混凝土隧道锚散索鞍支墩及承台，具体布局详见图1。

图1 开州湖特大桥效果图

2 隧道锚散索鞍支墩承台施工技术总体方案

2.1 施工总体思路

开州湖特大桥开阳岸隧道锚散索鞍支墩承台在其下桩基浇筑完成后立即开始浇筑施工。为方便钢筋、模板等的运输，在承台左侧安设1台6015型塔吊。该支墩承台体积为40m×16m×17.5m，混凝土总量为8 840m³，钢筋多、尺寸大、施工复杂。根据大体积混凝土的施工要点，设计隧道锚散索鞍支墩承台应注意以下环节：基坑检验须由地勘单位、设计单位、建设单位以及监理单位等多部门联合审批，合格后方可对基底垫层混凝土进行浇筑施工，再陆续完成桩基开挖、浇筑、绑扎钢筋、安装模板、分层浇筑等一系列流程。施工工艺流程详见图2。

图2 施工工艺流程示意图

2.2 大体积混凝土分层浇筑方案

在隧道锚散索鞍支墩承台进行混凝土浇筑施工时，拟沿其高度方向分成五层（详见图3），由低至高各层厚度分别为4m、3.5m、3.5m、2.5m、4m。针对大体积混凝土施工采取分层分块浇筑的方式，为了确保达到一体的水平接缝效果，完成第一层混凝土浇筑之后，需要在表面喷洒一层缓凝剂。当强度达到设计要求后，将表面浮浆用高压冲水机清洗干净，用清水喷洒在混凝土表面，达到养生效果[1]。钢模板改制后组合成2.3m×2.25m和5.4m×2.25m等不同规格，并拼装部分异型模板，形成承台侧模板，厚度约为6mm。以平行推移的方法进行连续浇筑，其中第二层和第三层的浇筑量最大，混凝土总方量达到2 240m³。在现场1#拌和站和2#拌和站中，拌和量以及配置水平要符合现场生产所需，提前半个月准备浇筑混凝土的原材料，钢材原料应多出10%的储备量。

图3 开州湖特大桥隧道锚散索鞍支墩承台分层浇筑示意图（单位：mm）

2.3 大体积混凝土温控方案

隧道锚散索鞍支墩承台的规格为40m×16m×13.5m，支墩规格为38m×13m×4m。大体积混凝土浇筑施工应符合设计要求，提前敷设循环冷却水管，为控制温度做好准备，基于“内降外保”的温控原则预防大体积混凝土产生裂缝[2]。

3 隧道锚散索鞍支墩承台施工技术重点

（1）隧道锚散索鞍支墩承台均为大体积混凝土结构，且为重要受力构件，为减少大体积混凝土的温度应力，要求分层浇筑，并在每层混凝土中设置冷却管。冷却管应采用具有一定的强度、导热性能好的薄壁电焊钢管，安装时应保证管道畅通、丝扣连接可靠，并经过密水检查，防止管道漏水、阻水、堵塞。冷却管通水降温结束后，应及时压浆封闭，并将露出表面部分管道切除[3]。

（2）隧道锚散索鞍支墩承台属于大体积结构，须特别注意水化热问题。浇注前，根据温控要求制定严格的、可行的施工工艺及工序；浇筑中，采取必要措施，以减小大体积混凝土的内外温差、最高温度等；浇筑后及时、全面、精心养护，防止混凝土开裂。此外还要对预埋冷却管、水泥用量、粉煤灰产量、骨料入仓温度、添加剂用量等方面进行研究，减小水化热的影响[4]。

（3）大体积混凝土施工宜采取分层分块浇筑的办法，为了确保达到一体的水平接缝效果，完成第一层混凝土浇筑之后，需要在表面喷洒一层缓凝剂。当强度达到要求，将表面浮浆用高压冲水机清洗干净，用清水喷洒在混凝土表面，达到养生效果。

（4）隧道锚散索鞍支墩承台施工过程较为复杂，需提前预埋支墩钢筋、散索鞍受压面下钢筋、前锚室二次衬砌钢筋以及遮雨棚连接段钢筋等。同时为保证受力钢筋能够正确对位，要严格按照设计图纸布置劲性骨架。

（5）隧道锚散索鞍支墩承台施工时，要提前安装好主缆施工锚道、前锚室二衬钢筋以及遮雨棚钢筋等。在支墩施工环节应注意根据散索鞍图纸准确预埋散索鞍底板及定位螺栓，注意支墩顶前锚室内外栏杆、前锚室内附属设施等钢筋预埋件的预埋。索鞍预埋螺栓、底座与分布钢筋或底座下钢筋网钢筋互相干扰时，可适当移动分布钢筋或调整分布钢筋、钢筋网钢筋间距。

（6）混凝土浇筑的间歇期越短则各层混凝土的龄期差越小，对结构越有利，因此，在大体积混凝土的浇筑施工中，应加强施工的组织管理，使其间歇期尽可能缩短。

4 隧道锚散索鞍支墩承台施工技术难点

4.1 混凝土生产

隧道锚散索鞍支墩承台混凝土应严格控制水泥用量，采用P042.5水泥，根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07—01—2006）及设计图纸要求，为了改善混凝土的大体积稳定性和抗裂性能，宜使用硅酸盐水泥，具有低水热化、高铝酸二钙特征。在混凝土中含有碱的总量应控制在3kg/m³之内。以中砂作为细集料，细度模数超过2.3以上，亚甲蓝指标不超过1.4。粗集料采取连续级配，约以5～31.5mm粒径为宜，其质地均匀坚固，颗粒形状良好，吸水率低，空隙率小，含泥量宜不大于1%；当采用非泵送施工时，粗集料的粒径可适当增大；应选用非碱活性的粗集料。掺合料采用优质粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，并优先选用聚羧酸外加剂，采用超长缓凝型的外加剂，其质量应符合我国现行标准的规定[5]。混凝土拌和物到浇筑工作面的坍落度不宜低于160mm。水胶比不宜大于0.55。砂率为38%～42%。由于集中输送混凝土，设计配合比要考虑水泥水化热速度快的特征，避免绝热温度过高。

4.2 大体积混凝土浇筑

浇筑隧道锚散索鞍支墩承台混凝土前，应对冷却水管进行通水试验，防止接头滑脱和漏水[6]。混凝土入模坍落度按设计的规定值进行控制，控制偏差为±20mm。由于支墩承台混凝土浇筑高度较大，为防止混凝土浇筑时发生离析，采用溜槽形式，先泵送混凝土进入溜槽，经溜槽缓冲后进入承台底部。振捣作业应使用70型及以上插入式振捣棒，现场确保有8个振捣棒同时用于浇筑承台混凝土。当混凝土表面看不到上升的气泡后方可完成振捣；混凝土选择C40标号，浇筑到承台顶的位置，要注意对混凝土标高的把控；完成浇筑之后将输送管清洗干净，再对支墩承台顶层的混凝土进行找平。

4.3 大体积混凝土温控措施

由于受到水泥水化热、外界气候、外部约束条件和混凝土收缩变形的影响，在隧道锚散索鞍支墩承台大体积混凝土施工过程中易产生温度裂缝。因此其温度控制应按照“内降外保”的原则，注意控制温度，避免混凝土内部与表面温差较大而形成温度应力，同时还要注意混凝土的降温速率不宜过快，以防出现冷激造成开裂。

温度监控目标的参考值：混凝土内表温差控制不大于25℃；混凝土降温速率控制宜不大于2℃/d；进、出水口温差保持在10℃以内；混凝土内部最高温升不大于75℃；养护水温度与混凝土表面温差控制应不大于15℃[7]。

隧道锚散索鞍支墩承台需合理分层，在垫层上刷脱模剂，模板采用内拉而不用外撑，尽量减少外界对承台整体的约束。采用高效缓凝减水剂，削减温升峰值，考虑采用最新且性能最为稳定的聚羧酸外加剂。在浇筑过程中采取两次振捣、浇至顶面时采用两次抹面的工艺，以提高混凝土的密实度和抗裂性。布设冷却水管和温度传感器，冷却水管层距为1m，每层进出水管均为在混凝土内预埋水管，进、出水口温差应不大于10℃；温度传感器埋设于两层冷却水管之间。详见图4、图5。每年应选择3月～5月浇筑混凝土，有助于把控原材料的温度。根据施工要求，混凝土的入模温度应不低于5℃，且不宜高于28℃。混凝土终凝前，对混凝土表面覆盖塑料薄膜、油脂麻袋、干草等，以提高混凝土表面温度。在钢模板外侧可包裹塑料布进行保温。待温度稳定后，再采取蓄水养生。在水温降至30℃左右时直接采用循环水进行养生保温。

图4 开州湖特大桥隧道锚散索鞍支墩承台冷却水管布置示意图（单位：mm）

图5 开州湖特大桥隧道锚散索鞍支墩承台测温点布置示意图（单位：mm）

5 结语

综上所述，在开州湖特大桥隧道锚散索鞍支墩承台施工中，通过事前做好施工技术方案、事中施工严格管理、事后落实养护与监测，尤其是针对隧道锚散索鞍支墩承台大体积混凝土的生产、浇筑及温控等重点与难点积极采取有效应对措施，从而保证工程质量。另外，对于施工测量、钢筋制安、模板制安、桩头处理、施工缝处理、预埋控制等各项细节也不得忽视。只有做好隧道锚散索鞍支墩承台的施工技术全过程管控，才能确保工程质量。