两构件装配式钢筋混凝土涵洞施工技术

周伟明

(中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽合肥230011)

两构件装配式钢筋混凝土涵洞施工技术

周伟明

(中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽合肥230011)

徐州至明光高速公路建设中采用的两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞是国内首次采用的新型涵洞结构形式。该新型涵洞由两片标准预制构件及中间现浇带组成，标准构件采用工厂化集中预制，运输至施工现场后再拼装就位，最后浇筑中间预留现浇带从而形成箱型涵洞结构。该项新技术、新工艺有利于提高工程质量、降低工程造价、缩短施工工期。结合本工程施工实例介绍该新型涵洞的施工方案及工艺流程，可为类似工程的应用及施工提供参考。

箱型涵洞 装配式 两构件 预制安装 现浇带

1 概述

传统高速公路箱型涵洞多采用现场浇筑施工，由于施工工点分散、施工水平参差不齐等原因造成工程质量控制难度大。此外，受天气、材料周转周期、混凝土龄期等影响，施工速度缓慢。为解决传统施工工艺存在的弊端，使涵洞施工向工厂化、标准化、机械化的方向发展，研制出了两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞施工技术。该项新技术将涵洞箱身分成若干标准构件集中预制生产，运输至现场后再拼装就位［1］。

徐州至明光高速公路XMLJ-07合同段全长10.867 km，共设两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞8座，总长238.6 m。涵洞单节标准预制构件长1.50 m，翼墙宽0.32 m，顶板及底板厚0.34 m，顶板及底板均设宽0.80 m现浇带。标准预制构件及现浇带均采用C40混凝土。标准预制构件拼装后形成的箱型涵洞净宽4.0 m，净高3.6 m。两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞构造见图1，其效果图见图2。

图1 两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞构造(单位:cm)

图2 两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞效果图

2 施工工艺流程

两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工分标准构件集中预制和现场拼装两部分。施工工艺流程见图3。

图3 两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞施工工艺流程

3 施工方案

3.1 构件预制施工

3.1.1 钢模板设计及制作

标准构件预制采用组合钢模板，组合钢模板由底模系统、外模系统、内模系统及行走辅助系统四部分组成。底模系统由超平架、行走轨道、底板组成;外模系统由平模、堵头、三角架及轨道轮组成;内模系统由平模、角模、三角架及轨道轮组成;行走辅助系统由固定板、衬托板、螺母、丝杆、圆锥滚子轴承、轴承盒、轴承盖、定位套、挡板、旋转盘组成。模板设计须保证足够的刚度、强度及精度，设计时以方便拼装及脱模为原则。模板在使用前要仔细清除其上的水泥浆及灰尘等杂物，涂刷脱模剂，拼缝处粘贴双面胶带，预埋件空洞处采用泡沫胶封堵。预制构件钢模板构造见图4。

图4 预制构件钢模板构造(单位:cm)

3.1.2 钢筋制作及安装

为方便钢筋制作及安装，构件的主要钢筋骨架制作在胎架上进行。胎架采用型钢及钢板制作而成，结构尺寸与构件预制模板相同。钢筋制作时，根据钢筋设计数量和间距在胎架上焊接纵横向定位筋，钢筋安装依靠定位筋完成就位，构件骨架的纵横向钢筋、箍筋及架立筋采用焊接连接。钢筋加工在加工场实行流水作业。各种钢筋按照设计尺寸下料后组装成钢筋骨架，吊运至预制区整体入模安装［2］。

3.1.3 混凝土浇筑及养护

预制构件采用C40混凝土，混凝土采用龙门吊吊装吊斗的方法依次分层浇筑，每层厚度控制为30 cm。混凝土振捣时，要注意保持与模板及预埋件的间距，防止损伤模板。混凝土浇筑完后，对预制构件进行养生。夏季混凝土采用喷淋养生，每批构件至少保证7 d的养生时间;冬季混凝土采用蒸汽养生，由锅炉房产生蒸汽通过管道输送至预制区。

3.2 构件拼装施工

3.2.1 基坑开挖及垫层施工

根据设计图纸，涵洞基础垫层采用40 cm厚砂砾+10 cm厚C20混凝土。施工前根据基础的几何尺寸放样出涵洞的中线及边线并作好标记。基坑开挖至设计标高并人工找平，经检测地基承载力满足设计要求后，回填砂砾垫层。垫层宽度比基础尺寸每边宽50 cm，砂砾垫层需整平且碾压夯实［3］。混凝土浇筑前需复核基础的几何尺寸及标高，由于装配式涵洞构件拼装对基础的平整度要求很高，因此浇筑混凝土时在基础垫层上两侧每隔3 m设置标高控制点。混凝土浇筑完后要及时养生并做好成品保护。

3.2.2 构件拼装前准备工作

1)构件拼装前，合理布置预制构件的存放点和吊车的作业空间，做好作业区的整平碾压工作。

2)在垫层上用全站仪恢复涵洞的轴线及边线，根据预制构件尺寸在轴线两侧弹出每块预制构件的内外侧边线以方便构件拼装。

3)垫层的平整度是影响构件拼装质量的关键因素，因此拼装前需检查垫层的平整度。若平整度不满足要求，需采用磨光机进行打磨，确保平整度满足规范要求。

3.2.3 构件运输

预制构件混凝土强度达到设计强度的90%时方可运输。构件采用大型平板车，在预制场内采用龙门吊装车。运输时要有捆绑及隔离缓冲措施，防止构件在运输过程中损伤。

3.2.4 构件拼装

1)根据预制构件的重量及施工现场的实际情况，构件拼装配置1台50 t履带式吊车及相关配套工具，同时配置4名工人、1名安全员及1名技术人员，以满足现场构件拼装的施工需要。

2)构件拼装时，从涵洞基础一侧向另一侧依次进行，左右两块预制构件对称拼装。

3)构件吊运时应避免因变形而引起破损，拼装时避免磕碰。拼装时用铁撬引导向纵横向控制线靠近，对准控制线后缓慢下落就位。

4)构件拼装时若垫层基础或预制构件底板不平整，则采用高强度等级水泥砂浆调平，确保涵洞拼装线形满足设计要求。

5)构件拼装完后需对结构状态进行检查，若出现脱空、错台等现象应及时采取措施进行调整。预制构件拼装现场见图5。

图5 预制构件拼装现场

3.2.5 现浇带施工

预制构件拼装完并验收合格后即可进行顶板及底板中间现浇带的施工，中间现浇带采用C40混凝土。首先根据图纸要求，先用钢筋将左右对称两块预制构件预留钢筋进行焊接连接，焊缝长度需满足规范要求。顶板中间现浇带采用吊模法施工，混凝土浇筑前需对顶板及底板结合面拉毛处理，浇筑时由低处向高处进行，浇筑完后及时对混凝土进行养生。

3.2.6 构件节段接缝施工

构件节段拼缝分填塞接缝、内侧接缝及外侧接缝三部分组成。各部分节段接缝施工工艺如下:

1)填塞接缝。用沥青麻絮填塞接缝，要求填塞密实、饱满。

2)内侧接缝。填塞缝后先用钢丝刷、抹布将缝内、缝边清除干净，拉毛处理，洒水湿润接缝，待晾干后再填塞M10水泥砂浆。填塞后约30 min，用泡沫板将接缝处砂浆搓刮凹陷10 mm左右，并进行修平处理。填塞后约2.5 h，再用泡沫板将接缝处砂浆进行搓刮。最后用铁抹子收净光，用铝合金尺检查平整度，用喷雾器洒水养生。

3)外侧接缝。施工前用钢丝刷、抹布将缝内、缝边清除干净，拉毛处理。用M10水泥砂浆将接缝填满抹平，待砂浆具有一定强度时洒水养生。砂浆养生7 d后，沿接缝先涂一层25 cm宽911聚氨酯防水涂料，再粘贴20 cm宽的SBS改性沥青防水卷材止水带。

3.2.7 台背回填

1)涵洞属于地下结构物，土对其既有支撑作用，也起着外荷载的作用。台背回填土及涵顶覆土直接影响涵洞的受力、线形变化及稳定性，因此，做好涵洞台背回填尤为重要［4］。

2)当顶板及底板现浇带混凝土强度达到90%时，方可进行台背回填。回填采用5%石灰改善土分层填筑，压实度达到96%以上。施工前，在涵洞翼墙上用油漆标出回填层次，每层松铺厚度≤15 cm。涵洞两侧填土需对称填筑，分层碾压夯实，两侧3 m范围内填土采用压路机碾压。

3)涵洞顶面填土高度≤50 cm时，严禁重型设备通过涵洞顶部且严禁堆放重物。

4 预制构件施工质量检验

1)结构预制构件必须经过质量检验，合格后方可进入拼装现场。现场需对预制构件型号、质量及数量等进行确认、验收。

2)在结构拼装后、台背回填过程中及施工完毕后，应对结构位置、截面形状等进行检验。应检验三个以上不同位置［5］。

3)构件预制、拼装允许偏差见表1。检验结果超出表中标准时应查明原因并采取应对措施。

表1 构件预制、拼装允许偏差

5 构件拼装安全控制措施

1)构件拼装前应修整运输便道，消除坑洞及高坡，防止车辆行驶时产生较大晃动。对道路转弯半径较小处增加便道宽度，以满足车辆运输要求。

2)构件运输前全面检查运输车辆、吊车、吊绳及吊具，确保设备、器具的完好。吊装作业由专人指挥，经常检查、维护门吊的限位、限载装置及配电系统，确保设备的完好性。

3)保证拼装现场车辆停放及吊车就位处的地面密实、平坦，地面需采用18～21 t压路机碾压，压实度不小于90%。构件吊装时，吊车作业半径内不得有作业人员。

4)吊车安装驾驶员必须持证上岗，且需选择驾龄较长、操作水平较高的操作人员。遇6级以上大风或雨雪天气，须停止构件拼装作业。

6 结语

目前徐明高速公路XMLJ-07合同段全线8座两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞已全部施工完成。实践证明，两构件装配式钢筋混凝土箱型涵洞施工速度快，工程质量容易控制，节约施工周转材料及工程造价，能克服传统现浇涵洞的一些弊端。这种涵洞形式通过在徐明高速公路中的应用，技术日臻成熟，经济、社会效益明显。两构件装配或钢筋混凝土箱型涵洞在该工程中的成功应用为其在更大范围内的推广应用起到良好的样板作用。

［1］吴先锋.大跨径装配式拱形混凝土涵洞施工技术应用［J］.市政技术，2012(1):43-46.

［2］邹正明.新型预制装配式涵洞施工标准化技术研究［J］.交通标准化，2013(13):12-15.

［3］徐良，陈自福.装配式钢筋混凝土管型通道安装技术研究［J］.山西建筑，2012(3):113-115.

［4］陈发根，崔林钊，姚春江.装配式钢筋混凝土管型通道关键施工技术研究［J］.交通企业管理，2011(12):55-57.

［5］李景丰.新型四构件装配式管型通道的设计与施工［J］.黑龙江交通科技，2013(2):95-96.

(责任审编李付军)

U449.82

B

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.02.10

1003-1995(2015)02-0036-04

2014-05-12;

2014-07-15

周伟明(1985—)，男，湖南衡南人，工程师。