复杂地质条件下装配式公路箱涵施工技术研究

徐颖琦

（衢州市交通工程质量安全监督站，浙江 杭州 324000）

0 引言

涵洞作为公路建设的重要通道，具有构造简单、工程造价低等特点。装配式公路箱涵是针对公路涵洞在建设中的缺陷和不足而提出的一种新型结构体系。结合相关研究人员的研究成果，相比于传统箱涵的现场浇筑施工方式，装配式公路箱涵在工期、质量和造价等方面更加可控，具有良好的社会效益和经济效益。

1 工程概况

351国道龙游横山至开化华埠段公路工程，装配式公路箱涵施工位于丘陵前坡洪积斜地，地势起伏较小，浅部分布坡洪积含砾粉质黏土等，厚约3～5m；局部零星分布填土，厚约1～3m，下伏基岩为白垩系下统方岩组砾岩（砾石主要为灰岩）砾岩岩溶弱发育，此段受隐伏构造影响，中风化层面起伏大，工程地质差。本项目箱涵均为钢筋混凝土盖板箱涵，实际涵长为31m，箱涵截面尺寸为4m×3m规格，管节数长2m为15个，1m为1个。

2 装配式箱涵施工工艺

装配式公路箱涵预制及安装施工工艺流程如图1、图2所示。

2.1 构件的运输存放步骤

步骤1：工厂预制好箱涵构件后，在预留孔洞内穿入高强螺栓，并将开孔钢板拧紧在结构两侧立墙上，然后利用开孔板上的吊耳及顶板吊环将构件翻转至水平地面，以备装车，为防止翻转过程中构件侧墙与地面接触处破损，应在水平地面上预铺柔软材料或垫松软沙土。如图3（a）所示。

步骤2：构件翻转至水平地面后，采用平衡梁起吊系统，将构件水平吊至平板车，运送至施工现场后，采用同样的水平起吊方式，将构件卸下放置在预铺松软沙土的水平地面上，起吊之前，应将高强螺栓拧紧至设计预紧力，以保证结构受力均匀。如图3（b）所示。

步骤3：构件从平板车卸至松软水平地面后，采用起吊顶板侧开孔板和顶板吊环的方式，平稳将构件翻转至安装姿态。如图3（c）所示。

步骤4：拆除开孔板，起吊构件顶板预埋的8个吊环（每个角点并排放置2个）同一侧墙上的梁吊耳为一对，按图示连接，然后两对绳索采用平衡梁起吊系统起吊，将构件安装到位。如图3（d）所示。

2.2 安装前准备

吊装前需要复核装配式构件型号、尺寸，并检查复核通道基础中线、基础标高、基础平整度、沉降缝、通道长度和洞身宽度是否达到要求或与现场相符。门式框架吊装前，应先将混凝土垫层表面洗净、湿润，再抹5cm厚水泥砂浆及时坐浆，抹浆不要超出撑脚范围，溢浆部分及时清除干净。

2.3 构件安装

先吊装第一节段作为基准，第一节段就位时严格按照基础弹好的就位墨线就位，检查复核侧墙的位置和垂直度，符合要求后，以该节段作为基准构件，在框架侧墙的内侧挂线。侧墙中心及基座位置分别挂线，吊装其他侧墙时以挂好的两条线为基准，依次吊装，节段之间采用平口连接，连接处采用密封胶黏结。结构下部以现浇混凝土底板连接（沉降缝处断开）。沉降缝每5～10m设置一道，根据实际地质情况可通过标准节段长度灵活调节，沉降缝必须贯穿整个断面。

（1）吊装前应先试组装，依据试组装结果调整方案，满足构件定位和结构稳定，可结合钢丝绳和支撑杆辅助结构稳定。

（2）节段安装顺序为由低处向高处，最低处节段安装首先施工洞口铺砌（卡墙+铺砌+截水墙）以防止节段滑移，并做好首节段稳定性保障措施。

（3）安装过程中做好预制构件纵向、横向直补措施以防倾倒。

（4）节段座位与垫层顶面必须保持稳定，不容许出现侧墙底座与垫层接触面有脱空现象，吊装时安排专人检查。如发现有个别地方存在垫层表面平整度不满足要求的，用水泥砂浆重新抹平后再吊装侧墙就位。

2.4 底板施工

钢筋在装配式箱涵通道预制中心内加工，钢筋调直和清除污锈应符合规范要求。底板混凝土浇筑前应先进行测量放样，保证平面位置正确和顶部标高符合设计，浇筑C40混凝土。首件装配式箱型通道混凝土由拌和站集中拌和，用混凝土罐车送至施工现场，采用自卸方式，分层分段（与基础沉降缝的分段相对应）浇筑，浇筑时用振捣器振捣密实，待初凝后及时覆盖土工布养护，养护时间不得少于7d。

2.5 顶板施工

各节段接缝及沉降缝防水处理后，进行顶板12cm厚C40钢筋混凝土抗渗调平层施工。

（1）模板拼装及钢筋绑扎

①钢筋绑扎前将箱涵顶部杂物清除干净，保持顶面干净整洁。

②钢筋绑扎前将顶板模板铺装好，然后方可绑扎顶板钢筋，模板拼装要按照预先指定位置进行拼装，同时注意顶部倒角位置的密封性，避免浇筑时混凝土泄露。

③顶板钢筋在顶模上对纵、横向底层网筋位置放样，然后采用拉线控制钢筋位置。

④顶板底层钢筋完成后，沿纵横各1m铺设垫块，并同底板一样设支撑筋，用以控制上层网筋位置，支撑筋点焊时，应在模板上垫好钢板，用以保护模板不被电焊烧伤。按设计要求，顶板钢筋距顶板底部7cm，距顶部5cm。

（2）混凝土浇筑

混凝土一次性浇筑到位，浇筑时采用振捣棒进行振捣，同时严格控制混凝土顶面高程，按照设计路基横坡比例，调整混凝土调平层顶面高程。混凝土浇筑完毕，初凝后立即进行覆盖并洒水养生。

（3）模板拆除

人工拆除模板，拆除模板时间不宜过早，防止混凝土边角脱落。

（4）调平层断缝处理

调平层断缝应设置在标准节段（2m）中心位置并贯穿整个断面，如图4所示。

2.6 洞口施工

构件安装及底板浇筑施工结束后进行洞口施工。洞口施工包括洞口铺砌、截水墙、帽石、端墙。

（1）帽石施工

帽石设计为C25混凝土，帽石施工时先进行施工放样，并按照设计图进行模板加工与安装，并浇筑混凝土，养生。

（2）洞口铺砌、截水墙施工

洞口铺砌、截水墙采用M7.5浆砌片石。片石在施工前需要浇水湿润。砌筑第一层砌块时，对地基碾压整体性较好时，可直接坐浆砌筑。砌体应分层砌筑，片石高度应大致保持一致，外圈定位行应丁顺相间或两顺一丁排列。砌筑上层时，应避免对下层砌块振动影响。砌筑工作中断而恢复砌筑时，应将已砌筑的片石表面先清理和湿润。砌筑片石应确保砌墙的整体稳定性，避免出现通缝。砌筑片石的竖缝宽度不大于40mm，平缝宽度不大于30mm。

（3）端墙施工

洞口端墙为设计厚度不小于40cm的C25混凝土一字墙，见图4。

①洞口端墙施工采用钢模板进行，为避免模板上浮，模板底部采用地钉施工控制或膨胀螺丝固定。

②混凝土应分层浇筑，分层厚度不大于30cm，采用插入式振捣棒振捣。振捣棒移动间距不超过振捣棒作用半径的1.5倍，并与模板保持5～10cm的距离。振捣棒应插入下层混凝土5～10cm，振捣时做到快插慢拔，每一部位必须振捣至混凝土表面没有明显下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆为止。

③拆模后对墙身进行土工布覆盖洒水养生，养生时间不少于7d。

3 防水施工

3.1 节段接缝防水处理

跨径4m箱型通道节段接缝外侧填塞深约10cm的沥青麻絮，再注入3cm双组分聚硫密封胶，最外侧覆盖宽为25cm、厚为2.5mm的SBS改性沥青防水卷材。节段内侧仅需填塞10cm深的沥青麻絮和3cm深的双组分聚硫密封胶。如图5所示。

3.2 顶板、侧墙沉降缝防水处理

框架顶板顶面、侧墙外侧防水处理措施同阶段接缝防水处理措施相同，顶板底面、侧墙内侧仅需填充双组分聚硫密封胶。如图6所示。

3.3 底板沉降缝处理措施

底板顶面沉降缝填充15cm深双组分聚硫密封胶，底板底面填塞沥青麻絮并捣实。如图7所示。

3.4 防水施工技术要点

固定接缝处：固定接缝采用遇水膨胀止水条处理，处理界面需要保持平整、干燥，安装前清除界面浮渣尘土及杂物，用钢钉或胶水将止水条固定在已确定的安装部位，注意预留胶孔。

双组分聚硫密封胶填充接缝：去除粘贴表面的附着物、油污及灰尘，接缝表面保持完全干燥、清洁；采用挤胶枪自下而上将拌好的双组分聚硫密封胶压入缝内填实满，胶体需密实连续，无断裂脱胶、渗水现象；双组分聚硫密封胶随拌随用，并应在搅拌好之后2h内使用完；聚硫密封胶填缝完成后，加强对成品养护，24h内应避免雨水冲淋。

节段接缝、沉降缝防水施工：聚硫密封胶在固化时间7d后达到最佳强度，先将缝边多余的密封胶清除干净并保持接缝平滑，再粘贴25cm宽2.5mm厚的SBS改性沥青防水卷材，需专用胶水粘贴。

4 结语

装配式公路箱涵施工工艺，通过应用于箱涵的标准化建设，预制装配式构件有效地提高了节段缝、沉降缝施工质量和防水性能，同时具有缩短箱涵现场施工周期、节约工程造价等良好应用效果。对箱涵施工标准化起到了很好的推动作用，依据项目的工程特点，合理选择更合适的箱涵施工工艺，装配式管型通道将有广泛的应用前景。