预制装配式箱涵施工技术研究

摘  要：涵洞作为公路工程的重要组成部分，主要就是不妨碍交通的前提下排除地表积水，保证交通安全、通畅。而传统混凝土箱涵大多为现场浇筑施工，存在的问题较多，如施工周期长、跑模、漏浆、蜂窝麻面等，受天气影响很大，质量难以控制，后期维修难度大，并且传统高速公路混凝土箱涵常采用现浇施工工艺，虽然施工简便、造价低廉，但受混凝土龄期、材料运转周期、外界环境等因素影响，施工质量难以保证，后期维护难度大。目前，许多发达国家的公路工程已大量采用预制装配式混凝土箱涵，我国预制装配式混凝土箱涵应用还较少，相关结构体系还不够健全。依托于山东泰安至枣庄段高速公路装配式箱涵工程，详细介绍了预制装配式箱涵构件预制及施工工艺流程，并针对相关施工技术问题提出解决方案，为相关技术人员提供技术参考。

关键词：预制  装配式  箱涵  施工工艺

中图分类号：U449                            文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）05（c）-0009-03

Study on Construction Technology of Prefabricated Box Culvert

AN Quan

（China Railway 4th Bureau Group Road and Bridge Engineering Co. Ltd.， Changchun， Jilin Province， 130052  China）

Abstract：As an important part of highway engineering， culvert is mainly to remove surface ponding without hindering traffic and ensure traffic safety and smoothness. Most of the traditional concrete box culverts are cast-in-situ construction， and there are many problems， such as long construction cycle， formwork running， slurry leakage， honeycomb and pitted surface， which are greatly affected by the weather， difficult to control the quality and difficult to maintain in the later stage. In addition， the traditional expressway concrete box culvert often adopts the cast-in-situ construction technology. Although the construction is simple and the cost is low， it is affected by the concrete age Due to the influence of material operation cycle， external environment and other factors， the construction quality is difficult to guarantee and the later maintenance is difficult. At present， prefabricated concrete box culverts have been widely used in Highway Engineering in many developed countries. Prefabricated concrete box culverts are rarely used in China， and the relevant structural system is not perfect. Entrusted to the prefabricated box culvert project of Tai'an to Zaozhuang Expressway in Shandong， this paper introduces the prefabrication and construction process of prefabricated box culvert components in detail， and puts forward solutions to relevant construction technical problems， which can provide technical reference for relevant technicians.

Key Words： Prefabrication; Fabricated; Box culvert; Construction technology

涵洞作為公路工程的重要组成部分，主要就是在不妨碍交通的前提下排除地表积水，保证交通安全、通畅。而传统混凝土箱涵大多为现场浇筑施工，存在的问题较多，如施工周期长、跑模、漏浆、蜂窝麻面等，受天气影响很大，质量难以控制，后期维修难度大。为了使涵洞施工向标准化、精细化、规范化、工厂化的方向发展，可以将构件在预制厂内生产完成，然后通过相应的运输方式运到现场，采用可靠的安装方式和安装机械将构件组装起来。与传统混凝土浇筑施工相比，具有工程进度快、质量高，以及重大经济推广价值和社会效益等优点。本文以京台高速装配式箱涵工程为例，对装配式箱涵构件预制及施工工艺进行研究，并针对相关施工技术难点提出解决方案，推动预制装配式涵洞的应用。

1  工程概况

拟扩建京台高速公路泰安至枣庄（鲁苏界）段，北起泰安的岱岳区，南至枣庄市（鲁苏界）。拟扩建公路位于山东省中南部地区，北部地形变化多样，其大地构造单元属华北地台、山东台背斜鲁中南台隆的一部分，线路所经地区寒暑分明，一月平均气温在0℃以下，七八月平均气温在26℃以上，年降水600mm左右，历年平均风速3.5m/s，全年平均日照数为2600h，最大凍土层深度为0.5m。本标段（TZSG-3）施工范围里程为K534+100～K544+380，共10.28km。

本项目共计承担预制拼装箱涵7座，共计142节349.5延长米，装配式箱型包含两种结构形式，孔数×跨径分别为1-6×3.5、1-4×4、1-4×3.5、1-4×33、1-4×2.7、1-4×2.5。跨径为2、3、4m的箱涵整体预制，跨径为6m的箱涵分为上下两部分分开预制，箱涵内预埋灌浆套筒，现场进行上下部的连接。本文以两构件组合结构为例，探讨装配式混凝土箱涵构件的施工技术。

2  施工工艺及方法

2.1 预制涵洞施工工艺流程图

预制涵洞施工工艺流程图如图1所示。

2.2 混凝土浇筑

混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土运输车运至工地后，采用厂内龙门吊料斗浇筑的方法，并保证混凝土入模前不得发生离析现象。浇筑前应准确控制混凝土的坍落度在160～200mm之间，混凝土入模温度在10～32℃之间。混凝土采用水平分段、斜向分层浇筑厚度不超过30cm，由涵洞的两端向中间推进对称浇筑。混凝土振捣采用以机械振捣为主，人工振捣为辅相互结合的方法。插入式振捣器不得碰撞模板钢筋、振捣时不得损伤预应力管道。振捣时以振捣区混凝土停止下沉，表面呈现平坦、泛浆，不冒气泡为准。混凝土浇筑过程中安排专人分片负责对混凝土振捣质量进行检查，以防漏灌及漏振，发现问题及时解决。

混凝土浇筑完毕应及时用木抹对表面收浆抹平，采用铁抹子进行二次收浆。当混凝土强度达到设计强度的75%时，可以进行移动和堆放。预制涵节堆放时不得将顶面底面倒置和放倒。

2.3 涵节吊装运输

涵节吊装运输前，应先进行预制涵节混凝土强度回弹试验，混凝土强度满足设计要求时方可进行涵节吊装运输。

由于现场最重涵节孔径为4m×4m，节长2.5m，经计算一节涵节重约50t，预制厂内使用90t龙门吊进行吊装外运，运输车辆采用120t低底盘专用拖板车，涵节起吊开始时，应缓慢加力，待涵节离地后，再以正常速度调至运输车上，并应在下方加垫方木，涵节落下后，应用钢丝绳牵拉固定，接触摩擦处应加补橡胶垫保护，防止运输过程中涵节受到损坏。分节预制的涵节，底节在预制场进行竖向翻转（底朝下）装车运输，上节连接部位采用下垫工字钢且接触面铺设橡胶块进行运输。

2.4 涵节安装

当涵节运输到施工现场时，现场采用100t吊车进行吊装，在底基层上用全站仪测量仪器进行放样，弹出预制箱涵内外侧共4条控制轴线、各节段拼接线以及现浇节段线，以便于构件的定位，采用顶推安装，先在箱涵基础上按照涵节宽度在两侧墙底板底部放置多个滑轮，然后将涵节卸至滑轮上，用两条吊带分别沿涵身方向距底板约0.5m的位置整体捆绑，采用在八字墙位置埋设的卷扬机进行牵引，牵引过程中采用50t液压千斤顶进行方形校正。当涵节推到设计位置时，使用液压千斤顶从两侧同时起顶，待涵节顶起后取出滑轮。

3  存在技术问题及应对措施

（1）存在涵节接缝间不顺直的原因有：箱涵基础垫层底板标高存在误差，致使涵节安装不平整;底板强度不足，部分地段开裂、下沉;涵节自重大，微调完容易下沉变形。

应对措施：精确控制装配式箱涵基础垫层标高以及平整度，确保涵节安装平整;底板基础施做过程中碎石垫层采用小型压路机进行碾压密实，确保承载力合格;涵节顶进微调过程中采用钢板进行支垫，确保底面支撑坚实、牢固，保证调整完的涵节不下沉变形，底部空隙及时采用注浆机进行注浆，填充密实。

（2）存在涵节保护层合格率低的原因：钢筋骨架涵节存在误差，不能满足钢筋安装要求;钢筋骨架偏位，致使涵节内外保护层不均匀，偏差过大;垫块尺寸存在误差。

应对措施：钢筋骨架采用定位胎具进行焊接，严格控制钢筋净尺寸;采用定位胎具进行钢筋绑扎，设置定位钢筋防止骨架偏移;垫块采用专门供应商定制的混凝土专用垫块，标号不低于主体混凝土标号，由于各构件保护层厚度要求不一致，在定制前，对垫块供应商进行交底，明确各构件需要的垫块尺寸及需求数量。

4  结语

本文依托于京台高速公路泰安至枣庄（鲁苏界）段改扩建工程项目，系统分析了预制装配式构件预制及施工工艺流程，针对相关技术问题提出了解决措施。在预制构件拼装的过程中，要严格把控施工要求，才能保证施工质量。

（1）预制装配式施工减少了环境污染、提高了施工质量，符合国家公路标准化、工厂化、规范化的发展道路，值得推广和应用。

（2）通过精确控制箱涵基础垫层标高以及平整度，碾压密实地板基础，钢板进行支垫的方法，解决了由于箱涵基础垫层底板标高存在误差，涵节安装不平整，底板强度不足，部分地段开裂下沉，涵节自重大，导致的涵节接缝不顺直问题。

（3）通过采用定位胎具进行焊接钢筋骨架、绑扎钢筋，供应商专门定制的混凝土垫块的方法，解决了由于钢筋骨架涵节、垫块尺寸存在误差，导致的涵节保护层合格率低的问题。

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