预制装配式钢筋混凝土通涵的应用

◎冷斌 杨智勇

预制装配式钢筋混凝土通涵是通过设计标准化、生产工厂化、运输安装专业化的模式，对钢筋混凝土通涵进行快速建造和施工，相比传统的现浇钢筋混凝土通涵施工有着明显的优势，也必将是未来发展的一种趋势。

一、传统现浇混凝土通涵施工工艺的缺点

传统的现浇钢筋混凝土通涵施工受天气气候的影响很大，下雨和雨后几天因便道的原因都不能进行施工；侧墙的钢筋网片需要竖直绑扎，在模版内施工操作空间小、难度大，绑扎效果与钢筋保护层厚度难以控制；模板的拼装质量受工人的技能素质影响因素大、容易出现错台、漏浆、跑模等现象，模板的打磨的光洁度和脱模剂的施工质量难以控制，外观质量差；混凝土的运输与浇筑受地形地貌因素影响大，施工场地小、运输距离远、运输不及时等情况会导致混凝土浇筑时出现浇筑时间长、停工等料、甚至出现施工缝等影响外观质量的现象；养护的随意性大，在夏季温度高时，不能确保混凝土时刻保持湿润的养护状态。同时开工多道通涵时需投入大量的人员机械设备，一次性投入成本大。容易出现较多的施工垃圾和废水，造成环境污染。

二、预制装配式钢筋混凝土通涵施工的的优点

实现设计施工标准化、生产工厂化，运输安装专业化，节省了施工时间，加快了工程进度；整体性能良好，质量可靠；采用标准化施工，构件越标准，生产效率越高，相应的构件成本就会下降，从而节省了项目投资。采用水平卧置浇筑施工，可以用罐车直卸，浇筑速度快，振捣比较容易到位，同时也避免了构件可视面出现类似现浇混凝土模板拉杆的穿孔，保证了混凝土的外观质量。施工现场主要为装配作业，大大减少了现浇混凝土的施工和养护，减少了施工垃圾和废水，从而更加环保。

三、预制装配式钢筋混凝土通涵施工的实际应用情况

1.工程量。

预制装配式通涵队伍采用专业分包的模式进行招标，经统计，考虑地质条件和涵洞顶填土较厚的通涵仍采用传统的现浇混凝土通涵外，全线三个标段所有的孔径超过4m 的均由预制装配式通涵队伍进行预制和安装，所预制装配式通涵数量为104 道，预制盖板数量为4168 块，预制侧墙数量为4135 块，累计预制板数量8303 块，预制C30 混凝土数量为25515m3，C30 水平支撑板和后浇带为现浇，现浇混凝土数量为17304m3。基础、八字墙及台背回填部分由各标段根据设计图纸进行施工。

2.工程难点。

因预制场预制的板片构件数量多，不单单涉及一个标段，需在施工中需严格管理，精准协调，使预制场板片构件的预制顺序能与各标段的通涵施工现场进度需求保持一致；各标段也要及时提出施工计划和需求计划，以便于预制场及时预制相应的通涵，保证工程进度不受影响；104 个预制通涵与道路的交角和涵长及填土高度各异，需做好底座与模板的设计工作，确保能够满足现场施工要求。

3.场地建设。

（1）总体。预制场的建设考虑运输距离，建于第二标段的服务区位置的项目部拌合站边上，预制场为长150m，宽60m的长方形，面积为9000m2，场内全部经局部换填、碾压平整后，用10cm 厚碎石找平；场内设置两条横向和两条纵向的宽7m 厚度为30cm 的混凝土车道，形成一片连成整体的环形车道，围绕在预制区和存放区周边，环形车道将整个预制场划分为四大区域，便于混凝土的运输和浇筑及材料的运输。场内预制区呈U 字型设置在车道两侧，总长450m，宽2.5m，占地面积为1125m2，预制存板区分三处共计4200m2，钢筋棚长28m，宽15m，占地为420m2，其中钢筋存放区180m2，钢筋加工区120m2，钢筋半成品区120m2。生活区采用双层活动板房面积约400m2。

（2）底座。预制场预制区呈U 字型共设置5 列共104 个底座，按每片预制板循环工期2 天计算，每月每个底座生产板片构件15 片，计划工期5 个月，基本能够满足预制板总数量8303 块的要求；底座钢板采用3mm 厚不锈钢板，钢板的铺设应在底座浇筑前预埋钢筋，铺设时钢板通过预留的孔洞和预埋钢筋进行焊接锚固，将预留孔满焊后打磨平整。

（3）钢筋棚。钢筋棚采用半封闭桁架式钢结构，场内设数控钢筋弯曲机1 台，数控钢筋焊机1 台，数控弯箍机1 台、钢筋切断机个1 台，二氧化碳气体保护焊机4 台。

4.施工准备。

施工所使用水泥、粗细集料及钢筋等所有原材料的质量规格符合《公路桥涵施工技术规范》的相关要求，并经自检及监理抽检合格批复；配合比采用监理试验室复核并批复的C25、C30 配合比，混凝土由标段搅拌站提供。

（1）模板。预制侧墙每块宽度为2m，预制顶板每块宽度为1m。为保证预制板片构件的表面光洁度，采用大块定型钢模板作为预制板片构件的侧模，并用40×60#方钢做加劲肋，以保证模板的刚度；底座模板采用3mm 厚不锈钢板直接固定在混凝土底座上。模板型号及数量根据设计图纸，针对不同的涵洞尺寸和填土高度，对模板进行详细的计算和设计后，统一由模板厂加工生产，使模板具有能达到板片构件公差要求的精度、强度、刚度和整体稳定性，并能满足预埋吊环的定位要求。

（2）专业班组。设钢筋、模板、混凝土、运输、安装防水五个专业班组，各班组按预定好的工作内容进行各自专业施工。

（3）其他设备。25T 及50T 汽车吊各3 台，板片构件运输车3 台，插入式振捣器及表面振捣器诺干，应急10KW 发电机1 台。

5.施工流程及施工工艺。

（1）流程。底座检验→绑扎钢筋→模板安装→混凝土浇筑→养护→成品检验→运输安装→水平支撑板及后浇带浇筑→防水施工→洞口翼墙浇筑→台背回填。

（2）底座检验。清除底模上的杂物并擦拭干净，必要时需进行打磨处理，保证表面的光洁度；对钢板接缝位置进行仔细找平，然后均匀涂刷专用脱模剂，脱模剂采用金华达EP-3专用脱模剂。

（3）绑扎钢筋。钢筋按图纸加工下料后，统一在钢筋棚内绑扎或焊接成钢筋骨架后再整体吊装至拼装好的模板内；钢筋的保护层垫块使用专用的梅花形高强度砂浆垫块，并按垫块上标识的保护层厚度示值，选择符合设计保护层厚度要求的绑扎面，要求绑扎牢固可靠，垫块不得随意滑动；板片构件底部位置的保护层垫块间距不得大于0.5m，确保每平方米垫块数量不少于4 块。预埋吊环的规格、数量、位置及固定情况需满足设计要求。

（4）模板安装。侧模、端模在底座钢板周围安装，拼装时模板缝间填塞双面胶，以防止漏浆，双面胶的边与模板内边平齐，不得深入模板或远离模板边，个别伸入模板内侧的要及时清除。单块模板与模板之间用M12 螺栓连接，两侧侧模上部采Φ12 对拉螺杆对拉加固，拼接处不得出现错台，支撑必须牢固；在安装过程中，必须设置防倾覆设施。然后均匀涂刷专用脱模剂，脱模剂应采用同一品牌，不得使用使混凝土变色的脱模剂。

（5）混凝土浇筑。在模板、钢筋经报验并验收合格后，即可进行混凝土浇筑，预制侧墙和预制盖板采用水平卧置浇筑施工，其可视面朝下，与底板钢模接触，可保证其可视面的光洁度。混凝土浇筑采用混凝土搅拌罐车连续浇筑，一次成型，混凝土搅拌罐车可沿着车道直接将混凝土直卸入模板中。因是水平浇筑，侧模板相对现浇时的模板要矮，振捣比较方便也容易振捣到位，有利于板片构件的外观控制；对于异形板、倒角或盖板牛腿位置需加强振捣，避免因振捣不到位而出现空洞或蜂窝麻面等外观缺陷。浇筑混凝土时应按规定制作一定组数的标准抗压强度试件，为吊装运输和28 天强度提供依据。

（6）养护。混凝土的养生根据板片构件养生时间，分别在底座和板片构件存放区均设置固定式自动喷淋设施。混凝土在浇筑完完成收浆后尽快予以覆盖土工布，由在布设在板片构件的顶面带小孔的橡胶养生水管和喷淋晒水配合养生。在板片构件吊运至存放区后，由自动旋转喷淋设施进行喷淋养护，保证板片构件在保湿状态下不间断养护不少于7 天。

（7）拆模及成品检验。非承重的侧模在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆模，一般应在混凝土强度达到2.5MPa 时方可拆除侧模，承重模板在混凝土达设计强度的75%时方可拆模。不得暴力拆模，以防损伤板片构件，出现缺边掉角现象。拆模后应及时将模板按编号顺序吊移至模板存放区，进并行清理、维修，涂刷脱模剂等工作，以供下次使用。板片构件从底座在移运到存板区前需对成品板片构件按事先编排好的顺序进行编号，并及时进行尺寸及外观检验，出具检验报告；28 天强度到期后及时进行抗压强度试验，出具28 天抗压强度报告并报监理单位签认。预制板片存放采用枕木结合塑胶隔离层进行码放，按照最高四层进行码放。

（8）基础施工。基础施工应与板片构件预制工作同时开展，因基础为标段自行进行现浇施工，故需将设计图纸和技术交底提前和标段对接沟通。基础的开挖及施工工作应按照计划好的节点工期进行，如有变动需双方及时沟通，使预制进度和基础施工进度能保持相应的节奏。基础根据填土高度和地基承载力可分为整体式基础和分离式基础，基础埋置深度和基础配筋应符合《预制装配式钢筋混凝土涵洞》（DB43/757-2013）的相关要求。基础的施工和传统的施工流程基本一致，特别要注意的两点是：在装模要注意控制沉降缝位置的准确性，在分节现浇时要注意基础表面侧墙位置的平整度，这两点控制不严，将会对后续拼装带来很大的麻烦。沉降缝位置的不准确会造成板片构件的沉降缝与基础的沉降缝错位；基础表面的平整度不高，会出现板片构件局部偏压，拼接错台等现象。

（9）运输安装。构件板片在运输前，技术人员应复核所要拼装的涵洞构件型号、尺寸及已施工完毕的基础的标高、平整度、沉降缝、涵洞长度和宽度等指标是否达到要求。构件在运输过程中要采取防止构件移动或倾覆的绑扎固定措施，防止碰撞损伤。吊装前，吊装负责人应仔细检查吊装的有关安全措施和吊车的工作可靠性。吊装时，构件的边角部位和钢丝绳接触处的混凝土要采用垫衬加以保护，防止碰坏、勒伤构件表面；吊装顺序为先吊装一侧的两块侧墙作为基准板，挂线后再依次吊装其他侧墙，另一侧采用同样的方式进行吊装施工。侧墙的安装应垂直、平顺，墙身之间的平整度用直尺检测平整度，通过吊车吊装并予以人工辅助的方式用铁片、木塞等进行垫平微调，直至符合要求为止。侧墙安装完毕后，再安装顶板，顶板吊装时从一头开始按顺序进行安装，注意调整两顶板之间伸缩缝的宽度，使每一片侧墙刚好安放两块顶板。吊装是整个施工作业的重点，要求侧墙垂直、平顺、底座板垫平且稳定，顶板平整、坐稳，沉降缝的位置要能与基础的沉降缝一一对应。

（10）水平支撑及后浇带浇筑。在安装完侧墙和顶板后及时分段进行水平支撑板及后浇带的钢筋绑扎和混凝土浇筑，沉降缝的位置和基础一致，浇筑时用振捣器振捣密实，待初凝后及时覆盖土工布进行保湿养生。

（11）防水施工.防水施工应符合设计要求，并应在结构物验收合格后方可进行施工。沉降缝每隔6m 设置一道，贯穿整个涵洞断面，其宽度为20mm，缝内用沥青麻絮填充后，外侧接缝处使用宽度为200mm 的SBS 改性沥青防水卷材贴面；内侧接缝处为了整洁美观，先在沉降缝两侧贴美纹胶带，然后再填塞沥青麻絮，最后用聚合物防水水泥浆胶封堵、抹平，最后撕去美纹胶带，内侧防水接缝处理完成。除沉降缝外的其他缝为施工缝，宽度为10mm，施工缝内侧先用干麻填实再用聚合物防水水泥浆胶封堵、抹平，外侧接缝用干麻填充后用200mm 宽SBS 改性沥青防水卷材贴面。顶板施工缝采用先填塞干麻，然后灌注热沥青，最后再用200mm 宽SBS 改性沥青防水卷材贴面。待沉降缝及施工缝防水施工完毕后对整个涵洞的外墙及顶面全部涂刷防水涂料。涵洞顶板应在防水施工完毕后，覆盖一层10-20cm 的M7.5 砂浆，以防止填土过程中破坏涵洞顶板上的防水层。

（12）八字墙施工。八字墙的基础及翼墙采用C20 混凝土分层现浇，考虑墙身的不规则性，翼墙模板采用小型钢模拼装模板，应特别注意模板的拼装打磨质量和脱模剂的涂刷情况。混凝土采用拌合站集中拌和，用混凝土罐车运送至工地现场，然后用汽车吊装料斗进行浇筑；因墙身的不规则，需加强倒角位置的振捣，以免出现空洞等情况。在拆模后应及时晒水保湿养护，模板的对拉螺杆留下的孔洞应及时封堵。

（13）台背回填。在通涵构造物主体及八字墙施工完毕，完成了沉降缝及防水施工后即可进行台背回填。台背回填配置专用成套的压实设备和小型压实机具，回填材料试验合格并经监理工程师批准。根据墙身高度，每侧在两端和中间各粘贴定制的标有层次及厚度的标尺，防止填土厚度超厚或漏检，也便于施工质检及监理人员掌握被检层次和各项技术指标。值得注意的是离墙身30～50cm 范围内要用小型压实机具进行压实或夯实，不能用大型压路机直接碾压，防止钢轮撞击破坏墙身和已安装好的防水卷材。

6.实际应用情况总结。

装配式预制通涵经过几个月实际施工检验，通过标段在便道开通、基础开挖、及基础现浇方面的积极沟通配合，装配式通涵的预制和安装基本能按预期计划实施，基本在基础具备安装条件后，完成一个装配式预制通涵的安装、水平支撑及后浇带的浇筑及防水施工的时间为三至四天，极大的加快了施工进度，减少了人力物力的投入；已施工完毕的装配式预制通涵在外观上光洁平整，接缝、沉降缝顺直平顺、填缝无空鼓、开裂、漏水现象。

四、结语

随着公路建设的发展，装配式预制通涵施工已成为一种发展趋势，其实现了设计标准化、生产工厂化、运输安装专业化的模式，有效的减少了因便道、地形、气候等不利因素对通涵施工的影响，提高了施工效率和施工整体质量，加快了施工进度，减少施工成本，减少了现场施工垃圾及废水的产生，相较于于现浇通涵拥有比较大的优势。