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泡沫混凝土在地鐵修建中的應(yīng)用
一、路基處理
地鐵線路經(jīng)過軟基路段或者巖溶地區(qū)，為提高基底摩擦系數(shù)和地基承載力，確?；邮┕ぐ踩邦A(yù)防鐵路運(yùn)營期間基底塌陷造成的危險，軌道交通設(shè)計中對部分工程進(jìn)行換填，傳統(tǒng)換填方案采用水平分層填筑、逐層碾壓夯實、逐層檢驗的方法進(jìn)行施工。傳統(tǒng)工藝不僅施工速度慢，而且由于受到地下水等侵蝕易對填充材料的密實度產(chǎn)生影響，從而影響鐵路行駛安全。 采用泡沫混凝土對路基進(jìn)行換填，不管是在前期建設(shè)階段還是后期維護(hù)階段，因為其輕質(zhì)高強(qiáng)、填筑自密實、沉降量小、施工速度快等特點，都決定了這個材料的高性價比。
地鐵路線經(jīng)常會跨越巖溶區(qū)或采空區(qū)，在這些區(qū)段修建路基，尤其是高路基，必須采取措施避免巖溶區(qū)出現(xiàn)塌陷，這些措施包括注漿、強(qiáng)夯等。但由于巖溶區(qū)、采空區(qū)地下空洞分布極不規(guī)則，且地質(zhì)復(fù)雜，常規(guī)功法的處理要么代價高昂，要么無法處理徹底，及時采用橋梁跨越這些區(qū)段也由于地下巖溶區(qū)、采空區(qū)分布的復(fù)雜性，樁基施工依舊存在巨大風(fēng)險。而采用泡沫混凝土路基，由于荷載可減到常規(guī)路基的1/3左右，對巖溶區(qū)和采空區(qū)承載力的要求也可大幅降低，其相應(yīng)的處理措施可大大簡化或不做處理，且技術(shù)質(zhì)量更有保障，與常規(guī)路基填筑比較，優(yōu)勢非常明顯。
二、地鐵車站基坑回填
由于地鐵基坑工程的復(fù)雜性和歷史性，同事隨著高層建筑和地下空間的發(fā)展，建筑密布、管線復(fù)雜、場地狹窄等都對地鐵車站基坑回填問題提出了更高的技術(shù)和施工要求。傳統(tǒng)回填工藝容易造成回填土質(zhì)不良、回填不密實、邊坡塌方、塌方成彈簧土等問題，嚴(yán)重影響地鐵行駛安全和使用壽命。由于泡沫混凝土具有輕質(zhì)高強(qiáng)、自密實等優(yōu)良特性，可以有效解決回填不密實，邊坡塌方等問題，同時可以有效減少沉降及地下水侵蝕填充材料形成的空洞。
三、車站頂板回填
車站頂板防水層驗收合格后，可進(jìn)行回填，一般回填高度在1250px內(nèi)使用人工回填和人工壓實，用土回填荷載較重，同時人工壓實度不夠，基于對車站頂板的保護(hù)，在滿足地鐵箱體結(jié)構(gòu)頂板壓彎裂縫寬度及頂板抗壓強(qiáng)度要求的情況下，需對車站頂板進(jìn)行輕型材料換填處理。
四、隧道豎井及橫通道回填
在長隧道施工時,為了縮短工期,要設(shè)置豎井或斜井以增加工作面，隧道施工期間利用橫洞提前進(jìn)入隧道內(nèi)增加隧道施工作業(yè)面，隧道貫通后,豎井或橫通道都沒有用了.可以根據(jù)設(shè)計,或是作為通風(fēng)通道,或是封死。豎井回填工作分為4階段進(jìn)行。第一階段是在進(jìn)行下部橫通道回填時,用低強(qiáng)度泡沫混凝土對豎井進(jìn)行回填;第二階段是在上部最后一節(jié)樁基破除完畢后,用低強(qiáng)度泡沫混凝土對最后一個橫通道和盾構(gòu)隧道上部4m范圍內(nèi)的豎井進(jìn)行回填;第三階段是對盾構(gòu)隧道頂部4m以上,路面以下2. 5m范圍內(nèi)進(jìn)行高強(qiáng)度泡沫混凝土回填。
五、隧道預(yù)留變形層填充
隧道在二次襯砌施工后仍會產(chǎn)生較大的蠕變變形，單純依靠提高二次襯砌的厚度，并不能完全控制住圍巖的蠕變變形，而且襯砌結(jié)構(gòu)很容易由于變形壓力過大而發(fā)生破壞。由于泡沫混凝土具有較高壓縮性和良好延性，由于纖維材料對骨料的連接作用，使泡沫混凝土在發(fā)生較大的變形之后，不發(fā)生整體破壞，因此可以作為隧道初期支護(hù)與二次襯砌之間預(yù)留變形層填充材料，緩解二次襯砌承擔(dān)的蠕變變形壓力，減小襯砌的變形，改善其受力，采用厚度較小的二次襯砌即可滿足隧道長期運(yùn)營的要求。
寒冷地區(qū)隧道保溫
目前寒冷地區(qū)的隧道保溫措施主要有供熱法、防寒門法、敷設(shè)保溫材料法。供熱法需要向隧道內(nèi)加熱浪費(fèi)資源，不符合節(jié)能大趨勢；防寒門法不適合運(yùn)量大、通過頻繁的隧道；現(xiàn)在常用的是敷設(shè)保溫材料法，保溫材料一般敷設(shè)在襯砌層外面。泡沫混凝土本身就是一種現(xiàn)澆的保溫隔熱材料，當(dāng)作為襯砌空間的澆筑材料時，其良好的彈性模量不但可以保護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)，而且由于其保溫隔熱性還可以節(jié)省外層敷設(shè)的保溫材料，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。一種材料，兩種作用也體現(xiàn)了材料的高超性價比。
六、隧道塌方腔處理
由于塌方腔壁比較脆弱，需要現(xiàn)在腔壁上做噴混凝土掛網(wǎng)封閉。在塌腔內(nèi)、臨時環(huán)向鋼支撐外做100厚C25噴混凝土護(hù)拱。之后為了確保塌方隧道結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定，需要在塌腔內(nèi)采用輕質(zhì)材料填注密實。
由于泡沫混凝土輕質(zhì)高強(qiáng)，硬化前流動性好，硬化后整體性強(qiáng)，所以是最佳的隧道塌腔填注材料。