大跨徑裝配式拱形混凝土涵洞施工技術應用

摘要：眾所周知，中國人口眾多，高速公路沿線遍布村莊，高速公路的建設必然會對沿線人民群眾生產、生活產生重大影響。為了盡量減少這種影響，除在與公路、河流交叉處采用橋梁工程跨越之外，還大量設置了涵洞，用于溝通原有的水系、路系，滿足高速公路沿線群眾生產、生活需要。大跨徑裝配式拱形混凝土涵洞是一種新型的結構形式，采用標準構件工廠化集中預制，現場拼裝成涵，可替代傳統的現場澆筑涵洞的工藝，有利于提高工程質量、降低造價、縮短工期。基于此，本文主要對大跨徑裝配式拱形混凝土涵洞施工技術應用進行分析探討。

關鍵詞：大跨徑；裝配式；拱形混凝土涵洞；施工技術應用

1、前言

任何一項新工藝的形成，必然要考慮其經濟、社會效益。理論上，裝配式涵洞可以做到很大跨徑，但這無疑會增加運輸、吊裝難度，對場地的要求更嚴格，無形中增加了成本，這便失去了其競爭優勢及推廣價值。經測算，構件斷面小于6m、分段質量控制在20t以內較經濟，施工難度適中，最能體現裝配式涵洞技術特點和優勢。

2、施工技術

2.1工藝原理

裝配式拱形涵洞采用鋼筋混凝土標準節段，通過工廠集中預制、養護，運至現場就位后采用彎螺栓進行環向和縱向連接，涵洞底板采用鋼筋混凝土現澆帶連接，使預制構件鉸接成整體，從而形成埋置于路堤或地下的用于通行、過水的拱形構造物。

2.2技術特點

1）質量易控，形式新穎。充分發揮集中預制、流水作業的優勢，方法簡單，使生產過程、質量易于控制，觀感有了較大的提高。

2）節約資源，保護環境。圬工體積大大降低，消耗材料少，且在現場不產生建筑垃圾、無需養護，有利于節約資源、保護環境。

3）縮短工期。裝配式涵洞從墊層施工到附屬構造物施工完畢，施工時間在20d左右，且受陰雨、季節氣候影響小，減少了對路基土石方施工的干擾，使施工整體進度加快。

2.3工藝流程

1）預制施工工藝流程

預制場建設→模板進場檢驗→鋼筋制作安裝、模板拼裝→混凝土澆筑→蒸汽養護→模板拆除→構件移運→出廠。

2）現場安裝工藝流程

混凝土墊層施工→安裝前準備→構件運輸→單側側墻安裝→頂板安裝→聯接狀態檢查→節段接縫處理→澆筑底板混凝土→臺背回填→洞口整形銜接→檢查驗收。

3、關鍵工序操作要點

3.1預制施工操作要點

3.1.1模板制作及安裝

1）模板制作采用三維空間體系，“臥式”組合模塊，對彎螺栓的槽口以及鉸接縫曲面要準確定位。2）為方便模板的使用，在模板制作時，將鉸接縫處的端模板及側墻底模與底座的連接設計成鉸鏈式連接，環縫處的側模采用整體式可水平移動式組合模板（水平移動幅度5cm），模板間采用螺栓連接，模板使用過程只對模板上蓋進行安、拆。

3.1.2鋼筋加工制作

1）構件的主要鋼筋骨架在支架上制作，支架的結構尺寸與構件預制模板相同，用3mm厚的鋼板焊接拼裝出鋼筋骨架的支架面板，用鋼筋和角鐵焊成底座，形成定型的鋼筋骨架加工模型。2）在支架面板上根據設計鋼筋數量和間距，焊接高度為2cm的縱橫向鋼筋的定位樁，縱橫筋安裝依靠定位樁完成就位，骨架縱橫筋、箍筋、架立筋之間的連接采用二氧化碳氣體保護焊點焊連接。

3.1.3混凝土澆筑及養護

1）預制件采用C40抗滲混凝土，混凝土由兩側最低端開始澆筑，澆筑第1塊模板位置時打開第2塊模板，由第2塊模板位置下料。第1塊模板位置澆筑完成后將第2塊模板安放好，繼續由上部下料，依次按30cm厚度、順方向進行分層澆筑。振搗時注意振搗棒距離模板高度應不小于5cm，不要損傷模板。2）預留彎螺栓孔直徑為35mm，采用抽拔管造孔。

3.1.4成品構件的堆放與養生

1）構件拆模后立即進行編號，由龍門吊運至構件存放區分類放置，頂板全部平躺疊放，單件質量在10t以下的構件摞5層，單件質量在10t以上的構件摞3層；側墻直立排列放置。2）成品構件堆放在存放區后采用噴淋養生，每批構件保證7d的養生時間。

3.2構件安裝

1）現場配備4～6名安裝工人，安全員、技術員各1名，即可滿足現場安裝及施工質量、安全控制需要。管節安裝順序為由高處向低處逐節段進行，先安裝一側側墻，之后安裝另一側側墻及頂板，最后采用彎螺栓連接。2）構件裝運時應避免構件由于變形過大而引起損傷，組裝時避免磕碰。構件安裝就位時用鐵撬棍引導其向定位樁緊靠，依靠定位樁徐徐下落完成就位。3）單側側墻拼裝結束，經檢查合格后采用縱向彎螺栓連接固定，然后從高處洞口第1個標準節開始，安裝另一側的側墻。當另一側第1塊側墻構件安裝完成后，隨即安裝對應截面的頂板，這時用圓木（或鋼型材）頂部支撐在另一側側墻頂凹槽下約20cm處，圓木（或鋼型材）底部通過千斤頂支撐在對面已連接固定的側墻底部，調整千斤頂使另一側側墻頂部向外側傾斜3cm左右后靜止，由吊車將頂板緩慢移至預定位置，待頂板與已連接固定的側墻凹槽結合后，松開千斤頂使另一側側墻恢復原位，下落頂板使其與另一側側墻的凹槽咬合，安裝并擰緊環向彎螺栓。

3.2.5安裝縫的現場處理

1）環縫及縱縫采用瀝青麻絮填塞縫隙，內側采用M10砂漿勾凹縫，外側勾平縫。2）涵洞外側縱縫和環縫表面采用30cm寬SBS改性瀝青防水卷材沿縫隙粘貼，卷材接頭搭接長度≥30cm。

3.2.6底板混凝土澆筑

1）底板橫向鋼筋采用搭接焊連接，焊接質量應滿足JTG/TF50-2011《公路橋涵施工技術規范》要求。2）澆筑前需對側墻底板結合面進行打毛處理，并沖洗干凈。混凝土泵送入模，由低處向高處進行澆筑，澆筑過程中需采取覆蓋或擦拭等措施防止其對側墻造成污染。

3.3臺背回填

結構周邊回填應在底板混凝土強度達到設計強度的90%后進行，填土后對稱分層壓實，壓實厚度不大于20cm，壓實度不小于96%。側面1m范圍內的土體安排工人用振動夯夯實，避免使用壓路機以免擠壓側壁。結構撐腳區采用砂或碎石回填，并用振動夯夯實。涵洞頂面填土高度小于0.5m時，嚴禁重型設備通過并禁止堆放重物。

4、結語

大孔徑裝配式拱涵結構受力合理、可大量節約材料、施工速度快，可替代傳統的現場澆筑涵洞工藝。

參考文獻：

[1]吳先鋒.大跨徑裝配式拱形混凝土涵洞施工技術應用[J].市政技術，2012，（1）：43-46.

[2]王耀明，陳為成，吳剛.裝配式涵洞的有限元分析[J].工程與建設，2007，（1）：28-30.