箱涵施工技术及应用探析

沈辉

（云南建投第一水利水电建设有限公司，昆明 650217）

1 引言

伴随着“一带一路”倡议的持续推进，我国与周边国家在政治、经济、文化等方面的交流变得越发密切，也带动了各种基础设施项目的发展。在水利渠道工程施工中，箱涵施工技术是非常重要的内容。箱涵有着良好的受力特性，可以很好地适应多种不同的地质条件，不管是变形量还是沉降量都很小，在软弱地基中有着良好的适用性。做好箱涵施工技术的研究，对于提高工程整体质量意义重大。

2 箱涵施工技术概述

箱涵是涵洞的一种，洞身采用的是钢筋混凝土箱形管节结构，包含了一个或者多个方形断面，可以将其看作是管涵的替代品，适用于跨径不超过4 m 的情况。箱涵施工通常都是采用现浇施工的方式，在预先开挖好的沟槽内设置好底层，浇筑混凝土垫层，对加工好的钢筋进行现场绑扎，设置内模与外模，如果箱涵的体积较大，需要先对底板及侧壁的下半部分进行浇筑，然后对上部及顶板钢筋进行绑扎，架设好模板后对剩余部分进行浇筑。混凝土固结并达到设计强度后，将模板拆除，于箱涵两侧同时进行土方回填[1]。

3 工程概况

黑石罗水库枢纽及灌区渠系工程总干渠明渠工程为总长4 548 m，其中包含河头上隧洞出口至下天井隧洞进口段，桩号：1+157～1+178，该段长21 m；下天井隧洞出口至碉窝窝隧洞进口段，桩号：1+880.2～3+885.2，该段总长2 005 m；碉窝窝隧洞出口至丁家坪隧洞进口段，桩号：4+650.2～7+172.2，该段总长2 522 m。渠道为矩形断面,渠道占地多为依山陡坡荒地及耕地，少部分为果树林地。明渠衬砌断面尺寸为：宽×高=2.1 m×2.7 m，均采用30 cm 厚C25 钢筋混凝土进行支护，过水流量为Q=4.45 m3/s，渠道设计糙率n=0.015，渠道设计流速1.915 m/s。渠道采用C25 钢筋混凝土衬砌，每隔9 m 设置一道沉降缝，缝宽2 cm，沉降缝采用BW-651 型止水带止水，采用沥青砂进行填充。

4 箱涵施工技术及应用

4.1 施工准备

一是施工用水，在渠道附近有水沟处建一个30 m3的水池，用水管接引至施工工作面供拌和、钢材加工、木材加工使用，生活区用水与村民家共用自来水；二是施工用电，由各隧洞口的315 kV·A 变压器引接，由并压器低压端引接至各施工部位使用。所有施工用电线路均按“三相五线”制进行架设，电线离地净高不小于5 m，电杆采用钢管制作，安装瓷瓶等设备进行绝缘保护；三是施工道路，从周边乡村公路的靠近施工现场的位置，修挖相应的匝道，依照实际施工需要，设置多条便道通向各个工作面，对外施工道路充分利用了通向渠道的各隧洞口；四是现场布设，在施工现场设置有相应的钢筋加工车间、成品堆放区域、砂石料堆放场等，为满足混凝土浇筑需要，施工平台上划分一块场地，配置1 台JS500 混凝土搅拌机进行拌和，单个搅拌机的生产能力为25～30 m3/h；五是资源配备，明渠工程拟投入机械主要有：卡特320 挖掘机1 台，日立220 挖掘机1 台，装载机2 台，3 m3空压机4 台，强制式混凝土搅拌机1 台，搅拌拖泵一体机1 台，8 t 自卸汽车5 辆。

4.2 土石方开挖

一是土方开挖。结合施工进度计划安排，本段渠道土方采用1 台卡特320 型挖掘机剥离、开挖，4 辆东风10 t 自卸汽车运至指定渣场，使用1 台LG500 装载机平渣；二是石方开挖，明渠石方开挖采用4 台3 m3移动式空压机，4 个TY-28 手风钻钻孔，雷管及乳化炸药进行分段分层光面爆破，2 台卡特320 挖机装渣，4 辆东风10 t 自卸汽车运渣，2 台LG500 装载机平渣。

4.3 钢筋制作与安装

在对钢筋进行施工前，施工人员需要熟悉施工图纸，确定好钢筋的型号和数量，对钢筋进行抽样检测，确认其性能达标后，才能投入使用。所有经过开料成型后的钢筋，都需要做好编号，整齐码放，确保堆放场地干燥通风，做好相应的防锈处理。在对钢筋接头进行焊接时，要求先将搭接端部折向一侧，确保结合钢筋的轴线能够保持一致，确保单面焊缝的长度不小于10d（d 为钢筋直径），钢筋搭接长度不小于30d[2]。对于受力钢筋，在进行焊接或者绑扎的过程中，应该将焊接点或者绑扎点设置在内力相对较小的位置，尽量错开布置，相邻绑接头的距离不能小于1.3 倍搭接长度。

4.4 模板制作与安装

结合该工程的实际情况，模板可以采用木模或者组合钢模，如果使用的是组合钢模，在一些特殊部位需要木模提供辅助。模板和相应的配件在出厂前，需要进行质量和精度检验，同时依照相关规范的要求，对模板组装的质量进行检查，必要时进行试拼。每一个仓位在立模前，都需要设置精度和数量达标的控制点和高程点，一些结构复杂的部分更是需要对控制点进行加密。模板中所有的锚固件都必须做到预埋准确牢固，对于已经安装加固完成后的模板，需要进行校核，确保其位置准确，表面整洁，接缝严密。钢模板在拆模后必须及时清洗，将已经固结的灰浆等着杂物去除，而在混凝土浇筑前，可以使用小型风机进行吹扫，保持模板表面干净整洁，从防锈以及方便拆模的角度，应该在内表面涂刷脱模剂。如果是木模板，需要在制作完成后直接涂刷脱模剂，过流面模板外层需要贴上一层三合板，使用模板漆进行涂刷。

4.5 混凝土浇筑

1）施工工序。箱涵混凝土的浇筑采用的是分层浇筑的形式。对于2 次浇筑的接缝位置，需要做好相应的处理，在首层混凝土达到一定会强度后，将表面水泥砂浆和软弱层凿除，以水冲洗，在垂直施工缝位置涂刷水泥净浆，然后对第二层混凝土进行浇筑[3]。

2）混凝土拌制和运输。本标段工程混凝土采用搅拌拖泵一体机进行搅拌，混凝土按照相关规范要求，结合试验确定的配合比进行搅拌。拌制好的混凝土使用搅拌拖泵一体机泵送到仓面，如果混凝土从高处直接倾倒，需要将高度控制在2 m以内，避免出现离析的问题。如果倾倒的高度超过2 m，需要设置相应的辅助设施，如溜管、串筒等。出料口下方的混凝土堆积高度应该控制在1 m 以内。

3）混凝土浇筑。对于面积相对较小的仓面如底板、边墙等，可以使用通仓平铺的方式进行施工，要求每一次铺料的厚度不能超过20 cm，在基面平整度差，或者工作缝处于胁迫的仓位，混凝土浇筑需要采用从低到高的顺序，先填塘再铺料。面积较大的混凝土浇筑仓面如泄水堰坝段下部，可以采用台阶法浇筑，需要施工技术人员做好台阶层次和宽度的严格控制。

4）混凝土振捣。混凝土振捣采用CD-35 型软轴振捣器振捣，振捣时要求振捣器距模板有一定距离，并不触动钢筋及预埋件，振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡、开始泛浆为准，振捣器移动距离不超过有效半径的1.5 倍，并插入下层混凝土5～10 cm，保证上下层混凝土结合紧密，避免漏振。渠道侧边混凝土振捣时应插入毛石缝间，振捣密实，保证不漏振。

5）混凝土养护。在渠道顶间隔200 m 修筑供水池（箱），左右岸相错100 m 作为混凝土养护用水。养护采用直径为48 mm PVC 花管布置在渠道边坡通水自流养护，局部采用人工提水至养护面进行养护。花管沿同一纵剖面间隔5 cm 钻设直径为3 mm 的自流孔。需要安排专人负责养护，以2 h 为间隔洒一次水，洒水养护需要在混凝土浇筑完成后的6～18 h 进行，如果温度较低，应该以稻草、保温膜等进行覆盖，经常对混凝土表面的湿润情况进行观察，养护时间不能少于14 d。

4.6 施工缝面处理

在基岩上对第一层混凝土进行浇筑前，对杂物、泥土、反坡岩石等进行清理，冲洗干净后，将仓内积水排除，确保基岩面洁净湿润。如发现地下水外渗，需做好引排工作。处理完成并得到监理人员的认可后，可先均匀覆盖一层水泥砂浆，厚度在3～5 cm，然后进行混凝土的浇筑，砂浆铺设必须匹配混凝土的入仓强度[4]。第二层混凝土浇筑之前，需要对接触位置进行凿毛处理并冲洗干净，铺设一层厚度同样为3～5 cm 的水泥砂浆。

4.7 土方回填

土方回填需要根据实际情况选择施工方法，2.5 m 以下采用人工分层铺料、分层夯实的方法施工。填筑应从低处开始，填筑厚度一般为20～25 cm。并根据施工详图规定的干密度、干重度及压实度等要求进行现场夯实试验，以确定合理的夯实参数，并经监理工程师确认后方可进行施工；2.5 m 以上采用装载机摊平、压实，填筑厚度为30～50 cm。

4.8 安全管理

开工前项目部组织有关人员编制实施性安全施工组织设计，对土石方施工、混凝土拌和系统、钢结构制作安装、灌浆施工、设备安装、机械运输等作业项目编制和实施专项安全措施设计，确保施工安全。设置安全文明生产措施专项资金。实行逐级安全技术交底制，并做好记录。加强施工现场安全教育。

5 箱涵施工质量控制措施

5.1 土方开挖质量控制

在进行土方开挖施工时，需要在边缘区域，预留出1 m 左右的区域，使用挖机对中间部分的土方进行开挖，然后配合施工技术人员专门做好边坡开挖。永久边坡的开挖需要预留出200 mm 左右的余量，以人工进行修整，保证边坡的坡度和平整度。如果是容易产生风化和崩解的土层，在开挖后无法及时回填，需要结合土质和气候条件，预留出至少50 cm 的保护层，等到渠道衬砌施工前，对保护层进行开挖修整，以满足设计方案的要求。在进行土方开挖的过程中，如果出现了开裂或者滑动的情况，必须立即停止施工，告知监理工程师，做好观察和记录。等到情况稳定后，制订出相应的批复方案并上报，通过审批后，依照方案对边坡进行处理。

5.2 混凝土施工质量控制

一是材料质量控制。在施工中使用的各种材料都需要由指定厂家供应，严格依照相关规范的要求进行抽样检测，确认合格后才能使用。在施工现场对水泥、外加剂等材料进行存放时，应该保证存放区域干燥通风，对于已经失效的材料需要及时清出施工现场，避免出现误用的情况。

二是拌和质量控制。拌和系统中的称量装置需要每月进行至少一次校核，将水泥和外加剂的称量误差控制在1%以内，砂石称量误差不能超过2%。拌和站工作人员必须严格依照相关要求，对混凝土原材料的投料情况进行统计分析，发现异常及时告知负责人进行处理。

三是施工质量控制。混凝土入仓后必须及时进行平仓振捣，加快覆盖的速度，避免出现堆积的问题，如果在仓内发现了粗骨料堆积，应该将其均匀分散到砂浆较多的区域[5]。混凝土拆模后需要做好表面养护工作，养护时间不能少于14 d，如果是在干燥炎热的天气，养护时间应该延长到28 d 以上，保持混凝土表面湿润。冬季养护需要落实后混凝土表面保温措施。

6 结语

综上所述，伴随着技术水平的提高，箱涵施工技术得到了迅猛发展，在工程建设中的应用越发广泛。结合黑石罗水库枢纽及灌区渠系工程的实际情况分析，在运用箱涵施工技术的过程中，需要做好土石方开挖、钢筋制作安装、模板制作安装以及混凝土施工，加强施工质量控制，将箱涵施工技术的作用充分发挥出来，保证工程的施工效果。