寒冷地區涵洞破碎錘施工方法的探討

劉曉虹

(龍建路橋股份有限公司第七分公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

1 前 言

本方法在黑龍江省哈伊高速公路綏化至伊春段、鶴大高速公路黑北公路、黑龍江省密山至興凱湖等項目進行了實際應用，各項指標滿足要求，收到很好的經濟效益和社會效益。并以項目為依托，在生產實踐中不斷地完善、提高，總結出一整套寒冷地區涵洞從基坑開挖、混凝土澆筑、鋼筋綁扎的冬季施工工藝流程，形成企業標準。

2010年7月至2011年10月，我公司承建的黑龍江省哈依高速公路綏化至伊春段為北溫帶大陸性季風。年平均氣溫1 ℃，氣溫偏低，最低氣溫-40 ℃，無霜期110 125 d，無霜期短，冬季從11月持續到次年3月，寒冷而漫長。本路段設計橋涵構造物較多，如果按傳統的涵洞施工方法，只在夏季施工，涵洞工期將嚴重滯后，并影響整體工期，涵洞能否按期完工，成為制約總工期的關鍵節點。

通過寒冷地區涵洞冬季施工方法，利用破碎錘進行基坑開挖，搭建簡易棚，澆筑完混凝土后，及時棉被覆蓋保溫，保證涵洞主體的質量。節省機械、材料、人工，縮短施工周期，經濟效益顯著。

2 施工方法特點

(1)利用破碎錘在寒冷地區進行基坑開挖，施工速度快，修筑成本低。

(2)在機械使用中，對工程機械的要求不高，只要使用安裝在挖掘機上的破碎錘，就可以進行施工。不需要抽水，節約機械。

(3)料上，破碎錘基坑開挖不需要模板、鋼管或使用起重設備。

(4)本施工方法能夠減少物資消耗，設備主要機械設備是破碎錘，不使用大型設備，有效的減少了碳排放。

(5)可以節約電的使用量，利于環保。

(6)冬季施工，基坑開挖無粉塵，減少環境污染，社會效益顯著。

3 適用范圍

(1)主要適用于東北寒冷地區涵洞施工；

(2)西藏和新疆等高原寒冷地區涵洞施工。

4 工藝原理

涵洞在基坑開挖時經常會遇到地下水，導致基坑出現滲水和涌水，在處理濕軟地基時耗費時間長，投入人機料較多，間接導致費用增加，如遇到雨天，基坑開挖也必須停止施工，因此，我們可以利用冬季天氣寒冷的特點，讓地下水結冰形成強度，土被凍結后會形成一定強度，土被凍結后不易開挖，但凍結后的土體形成板體，強度高，承載能力大，穩定性好，破碎錘可以把板狀土體破碎成塊狀，利用破碎錘進行基坑開挖，進行涵洞施工。

5 施工工藝操作要點

5.1 施工準備

(1)平整場地，清除雜物。

(2)測量和放樣，測量基坑的準確位置，標記良好，并保護測量控制點。

5.2 破碎錘基坑開挖

(1)基坑開挖采用大開挖形式，基坑開挖前測量地面高程，如果基坑開挖較深，則開挖區域寒冷分兩層開挖，第一層挖2 m，采用破挖掘機破碎錘破碎，再配合挖掘機裝車，局部人工配合。第二層由挖掘機挖掘，裝上卡車，30 cm的地基留作人工清理。如間歇在一天之內，可在坑底覆蓋一層草袋等保溫材料，以防基底土方被凍。同時在每個基坑內使用4個爐子保溫，以防已挖完的基土凍結。如間歇時間超過一天，則應預留50 cm土層不挖，同時在每個基坑內使用4個爐子保溫，待進行下道工序時，再將基坑挖至設計標高。如果地下水位較高，則必須考慮土體的凍脹。如果處理不當，地基會被抬起，導致地基開裂、傾斜、抬升，甚至倒塌。開挖完的凍土塊應由自卸式運輸車輛把挖出凍土塊及時運走，禁止在基坑兩側或一側堆放。在開挖過程中，禁止任何人站在下面的基坑內。

(2)如果基坑開挖較淺，則開挖區域直接采用挖掘機破碎錘破碎，挖掘機裝車，局部人工配合，但基坑必須挖到凍結深度一下，以防止基礎將來發生凍脹現象，挖完土方由自卸汽車運輸，清完槽后，覆蓋一層棉被以防基坑底部受凍。

(3)基坑平整后檢查基坑的平面尺寸。

5.3 鋪設基底砂礫石墊層

基坑經監理工程師檢驗合格后，進行換填砂礫施工，原材料必須符合規范及設計要求，換填采用人工配合機械進行，機械進行大面整平，人工嚴格按照控制樁標高進行找平，壓實度必須符合設計要求。為了進行連續施工，必須精心策劃和組織一支強大的施工隊伍。

5.4 澆筑基座混凝土

(1)水合作用的速度取決于一定溫度下的溫度。溫度越高，強度增長越快，反之亦然?；炷翝沧⒑罅⒓醋龊帽Ｗo性覆蓋，在混凝土表面鋪一層塑料布再加蓋棉氈或棉被的方法進行保溫。

(2)嚴格按照實驗室設計和監理工程師批準的混凝土施工配合比為混凝土的一半，混凝土攪拌均勻，根據施工圖紙和技術規范澆筑管基，澆筑兩次底座，先澆筑管底以下部分，注意保留管壁厚度和管接頭座漿液厚度，澆筑管底以上部分時等管接頭放置，澆筑管底時嚴格按設計規范設置伸縮縫。

5.5 混凝土圓管涵的預制

混凝土管涵節段按要求在廠內預制。管段不宜過長，管徑不宜過大。

5.6 預制混凝土圓管涵節運輸

預制混凝土圓管涵最好在下雪前運到指定地點，我們很難預測出天氣的變化，要是雪下得特別厚，就不利于圓管涵的運輸。

5.7 混凝土圓管涵拼裝及接縫處理

在暖棚中可以進行圓管涵的安裝和接縫處理，安裝前在澆搗完成的混凝土管基上放好軸線位置，并用墨線彈好，用滑動的定滑輪組吊裝混凝土管節，安裝時從下游開始，使接頭面向上游，每節涵管緊貼于基座上，保證新舊混凝土的結合，使管節受力均勻；所用管節均按正確的軸線鋪設，鋪設時保持管內清潔無贓物，安裝完成后澆筑剩余的混凝土。

5.8 回填土

經檢驗圓管涵和接縫符合設計要求，應及時進行回填，填土嚴格按照設計及規范要求施工，切實注意填土質量，填料采用砂礫或監理認可的填料分層填筑，凍土塊堅硬不易壓實，解凍融化后易導致塌陷，故回填盡量采用不寒冷。

6 質量控制措施

(1)在施工前，組織技術人員認真檢查設計文件和圖紙，并根據寒冷地區工程的要求和特點，編制寒冷地區涵洞冬季混凝土施工方案，以保證工程質量達到要求。

(2)開工前做好各部位，工序的技術交底工作，對特殊和重點部位真正做到心中有數，確保冬季施工操作的準確性和規范性，施工隊長向各工種工人進行分類技術交底，使各工種工人明確職責和技術要求，把好質量關。

(3)配合人力資源和機械設備，滿足工程建設的需要，組織測量人員進行測量和放樣。

(4)對批準的冬期施工方案、方法、工藝及技術參數、指標進行嚴密監控，加強監控手段，使工程各部位、各工序達到合格標準。

(5)嚴把過程檢驗和試驗關。

(6)保證施工中的資料完整齊全。

7 安全措施

(1)應按照中華人民共和國現行標準《公路工程建設安全技術規程》和《公路工程安全評價指南》的要求。

(2)安全保障體系

認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，加強教育，嚴格管理，把施工全過程控制好，建立以項目經理為主體的安全保障體系，加強安全管理，實現安全施工，堅持安全生產管理的原則。

(3)安全保障措施

①施工車輛通過狹窄道路、交叉口和轉彎處時，注意行人和車輛。重型卡車前后兩車之間的距離必須大于5 m，下坡時兩車之間的距離不得小于10 m。嚴格禁止帶人上車。建設道路應當有專人負責養護。

②駕駛者只會收到指揮官發出的所需訊號。當機器在斜坡上工作時，保持必要的安全距離，使輪胎(軌道)壓在堅實的地面上。

(4)挖掘機作業

挖掘機作業時前方軌道應制動，車身方向應與掘進工作面延伸方向一致，作業不應過深，鏟斗不應過猛；嚴禁從物料搬運車駕駛室頂部跨越吊桶。向運料車輛卸土時，應降低鏟斗高度，防止偏載或砸壞車廂。

(5)破碎錘作業

駕駛室前要裝上碎片防護罩裝置，防止作業時飛來的碎塊造成傷害；在作業期間，所有現場人員包括挖掘機司機都必須戴上耳塞及口罩；因為相對挖掘作業而言，破碎錘作業時，人員很容易被飛迸出的碎塊擊中；使用錘子時，錘子的操作應符合錘子制造商的安全操作規程；拆卸彎背進行保養維修時，應確保工作狀態穩定，并放下工作裝置。

(6)自卸汽車作業

嚴格禁止在出租車外操作，也嚴禁用車廂載人當載荷高度超過車廂鋼軌板時，應運行平穩，不能進行加速，也不能緊急制動；卸料和提升鏟斗時，檢查上面是否有電線，以防刮擦。在危險地區排放物料，應當有專人指揮。

(7)嚴禁酒后駕駛。施工人員酒后嚴禁進入作業現場。

(8)設專職安全員，非施工人員嚴禁進入工地。

8 環保措施

(1)認真貫徹執行國家相關環境保護的法律法規。

(2)挖基坑產生的土石方及其他生產垃圾要及時運走或堆放到指定位置。

(3)特別是在人口密集、噪聲作業強烈的地區，要嚴格控制作業時間，采取相應措施，將噪聲降到最低。

(4)節約施工材料、能源，減少浪費。