公路橋梁工程中鋼筋混凝土涵洞的施工技術(shù)分析

李昭、楊穎

（中交三公局工程總承包分公司，北京 100020）

0 引言

隨著公路橋梁施工行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展，為了滿(mǎn)足不同區(qū)域的公路橋梁施工需求，鋼筋混凝土涵洞施工技術(shù)受到人們的重點(diǎn)關(guān)注。該技術(shù)以鋼筋混凝土涵洞為基礎(chǔ)，可以有效提高公路橋梁的施工效率及施工質(zhì)量。但是，鋼筋混凝土涵洞作為一種新型施工方式，對(duì)于施工技術(shù)有著嚴(yán)格要求。本文以此為基礎(chǔ)，結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際條件，探討公路橋梁工程鋼筋混凝土涵洞的具體施工技術(shù)。

1 工程概況

焦平高速新襄段工程全長(zhǎng)約為200km，是區(qū)域內(nèi)高速路網(wǎng)之一。結(jié)合高速路網(wǎng)的設(shè)計(jì)要求，該公路橋梁工程的通行速度控制在120km/h。為了滿(mǎn)足雙向四車(chē)道通行要求，焦平高速新襄段的路寬設(shè)計(jì)為28m。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要施工單位承擔(dān)路基施工、路面施工、橋涵施工、綠化施工、房建施工、機(jī)電工程施工等施工內(nèi)容。除此之外,還需要在施工過(guò)程中建設(shè)兩個(gè)服務(wù)區(qū)。在公路橋梁施工工作開(kāi)展過(guò)程中，結(jié)合工程實(shí)際情況，需要對(duì)所屬區(qū)域的氣候條件以及地質(zhì)條件進(jìn)行充分分析。該工程處于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量相對(duì)較為充沛，光照也十分充足。在對(duì)往年氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的整體無(wú)霜期相對(duì)較長(zhǎng)。但是，由于該地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候，所以經(jīng)常出現(xiàn)旱澇、風(fēng)、雹等氣象災(zāi)害，年平均溫度在13～16℃之間，平均降水量約為650mm，夏季雨量相對(duì)較多，冬季雨量相對(duì)較為稀少。在對(duì)該區(qū)域的風(fēng)向進(jìn)行分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于該區(qū)域的地形條件影響，不同季節(jié)的風(fēng)速以及風(fēng)向有明顯差別，但該區(qū)域的風(fēng)向主要以東北風(fēng)為主。在公路橋梁工程施工開(kāi)展過(guò)程中，需要充分考量施工區(qū)域的地形條件，該施工區(qū)域?qū)儆谏矫}余脈和平原交界位置，西北部相對(duì)較高，東南部相對(duì)較為平緩。由于鋼筋混凝土涵洞施工工作開(kāi)展過(guò)程中，會(huì)涉及地下施工內(nèi)容，需考慮地下水對(duì)施工工作產(chǎn)生的主要影響。所以，在施工工作正式開(kāi)展前，需要對(duì)該工程的地下水分布情況以及分布特征進(jìn)行重點(diǎn)分析。該區(qū)域的孔隙水量相對(duì)較大，主要是由大氣水及地表水共同構(gòu)成，而且，施工區(qū)域的孔隙水具有一定的腐蝕性。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在持續(xù)性使用過(guò)程中，會(huì)受到孔隙水的腐蝕影響。結(jié)合該公路橋梁工程的實(shí)際特點(diǎn)，在施工過(guò)程中全線共有圓管涵17 座，其中孔徑φ1.0，1 座；孔徑φ1.5，16 座。

2 鋼筋混凝土涵洞施工方案

結(jié)合該工程的實(shí)際需求，在涵洞施工過(guò)程中采用圓管函施工模式（見(jiàn)圖1）。為了滿(mǎn)足圓管涵施工需求，在施工過(guò)程中需要引進(jìn)C25 混凝土、C30 混凝土、管徑1.0 圓管涵、管徑1.5 圓管函以及砂礫及鋼模板等原材料，具體施工流程如圖2 所示。

圖1 圓管涵縱剖面圖（單位：mm）

圖2 圓管涵施工工藝流程圖

第一，在圓管涵施工實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中，測(cè)量放樣是最為主要的基礎(chǔ)施工內(nèi)容之一，全站儀在測(cè)量放樣中的使用較為廣泛。工作人員需要確定圓管涵施工的中心位置以及縱橫軸線。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，開(kāi)挖寬度要比圓管涵基礎(chǔ)寬3m，每側(cè)各留1.5m 施工寬度，基坑邊坡按照坡度1∶1.5 進(jìn)行開(kāi)挖。第二，在實(shí)際開(kāi)展基坑挖掘工作過(guò)程中，只依靠機(jī)械設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足圓管涵基底挖掘需求，工作人員需要將傳統(tǒng)人工方式與機(jī)器挖掘方式相互融合，并且在機(jī)械挖掘過(guò)程中預(yù)留30cm 空間進(jìn)行人工輔助操作。第三，在基坑處理過(guò)程中，工作人員需要使用4%水泥對(duì)基坑底部進(jìn)行換填處理，使基坑底部的承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)收完畢之后，工作人員需要使用50cm 的砂礫層，施作砂礫墊層，且墊層順路線方向每側(cè)比結(jié)構(gòu)寬30cm。第四，在管基施工過(guò)程中，工作人員需要使用C30 混凝土澆筑混凝土管基，其順路線方向每側(cè)比圓管涵寬50cm。第五，在管件安裝過(guò)程中，工作人員需采用成品預(yù)制管節(jié)，按標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)2m 進(jìn)行鋪設(shè)。結(jié)合混凝土涵洞長(zhǎng)度，工作人員可以采用非標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)進(jìn)行調(diào)整。但是，調(diào)整的管節(jié)長(zhǎng)度需大于0.5m。第六，在沉降縫、防水層處理過(guò)程中，工作人員需要沿順路線方向每5m 左右設(shè)置一道沉降縫，且沉降縫均勻垂直于縱深軸線。第七，在對(duì)一字墻及八字墻進(jìn)行施工過(guò)程中，工作人員需使用C25 混凝土進(jìn)行澆筑，且確保混凝土澆筑厚度為30cm。第八，在臺(tái)背回填過(guò)程中，工作人員需要檢查圓管涵安裝及接縫，并且確保混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上才能進(jìn)行回填。在回填過(guò)程中，工作人員需要使用5%的水泥進(jìn)行回填，且壓實(shí)度要高于96%，每層回填壓實(shí)高度需控制在15cm 以?xún)?nèi)，待每層壓實(shí)回填后再進(jìn)行下一層回填。

3 公路橋梁工程中鋼筋混凝土涵洞的施工技術(shù)

3.1 管節(jié)構(gòu)造技術(shù)

首先，在鋼筋混凝土管節(jié)構(gòu)造施工過(guò)程中，工作人員需要選取鋼外模與鋼內(nèi)模共同制成管節(jié)構(gòu)造模具，且鋼內(nèi)模需要裝有震動(dòng)器。在此基礎(chǔ)之上，工作人員需分別選擇兩個(gè)5mm 厚的半圓筒鋼板共同形成外模，并確保內(nèi)模下口徑略大于上口徑，便于后期順利脫模。基于管節(jié)制造標(biāo)準(zhǔn)，工作人員需要啟動(dòng)振動(dòng)器振動(dòng)10s 以上，以確保模板與底面間緊密連接，防止后期出現(xiàn)漏漿問(wèn)題[1]。在管節(jié)澆筑過(guò)程中完成第一層混凝土灌注之后，工作人員需要將其鏟平并進(jìn)行振動(dòng)處理，確保混凝土不會(huì)繼續(xù)冒漿才可以停止振動(dòng)，繼而開(kāi)展后續(xù)混凝土灌漿工作。

其次，工作人員在鋼筋混凝土管節(jié)構(gòu)造過(guò)程中要合理應(yīng)用拓新技術(shù)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)完成調(diào)速，將鋼模板調(diào)至離心制管機(jī)輪處，且確保管機(jī)輪達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速。在此基礎(chǔ)上，工作人員需要啟動(dòng)注料機(jī)，利用皮帶傳送基礎(chǔ)原材料，之后逐步降低電氣旋轉(zhuǎn)速度，并將混凝土材料的水灰比控制在0.5 左右。

最后，工作人員需要采用懸輥法，對(duì)鋼筋混凝土管節(jié)構(gòu)造進(jìn)行處理。工作人員需要開(kāi)啟液壓閥門(mén)、門(mén)架旋轉(zhuǎn)油缸，將門(mén)架開(kāi)啟至90°，通過(guò)人工方式開(kāi)啟小型制管機(jī)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)門(mén)架運(yùn)行速度以及停止速度，去掉吊鉤、啟動(dòng)電機(jī)之后，使門(mén)架保持勻速旋轉(zhuǎn)，最終完成混凝土料運(yùn)輸工作。

3.2 管節(jié)拼接技術(shù)

在探討鋼筋混凝土涵洞施工技術(shù)過(guò)程中，管節(jié)拼接技術(shù)也是最為主要的探討內(nèi)容之一。首先，工作人員需要按照由下至上的順序?qū)炷梁垂芄?jié)進(jìn)行拼裝，且確保管節(jié)放置在相應(yīng)墊層以及基底表面位置。其次，工作人員需要對(duì)管節(jié)內(nèi)的多余砂漿以及廢料進(jìn)行清理，保持其整齊、厚度均勻一致。在管節(jié)安裝過(guò)程中，工作人員需保證管座混凝土與管身充分接觸。結(jié)合不同底座的圓管，工作人員可以將管節(jié)制成弧形結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足充分接觸需求。在此基礎(chǔ)上，工作人員需要對(duì)管座兩端進(jìn)行平行連接，且確保接縫間距在1mm 以?xún)?nèi)[2]，同時(shí)需使用瀝青等材料對(duì)接縫處進(jìn)行填充處理，調(diào)節(jié)管節(jié)與基礎(chǔ)的下沉量，將二者縫隙間隔控制在2.5mm 以?xún)?nèi)（見(jiàn)圖3）。最后，在鋼筋混凝土涵洞施工開(kāi)展過(guò)程中，工作人員需要對(duì)管節(jié)拼接技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，尤其關(guān)注運(yùn)輸管理、管節(jié)檢查以及拼接方法選擇三項(xiàng)內(nèi)容。例如，在管節(jié)運(yùn)輸過(guò)程中，工作人員需要使用稻草、墊木等方式對(duì)管節(jié)進(jìn)行固定處理，防止在運(yùn)輸過(guò)程中造成磕碰損傷。

圖3 管節(jié)接頭示意圖（單位：mm）

3.3 涵洞基底施工技術(shù)

首先，在具體施工正式開(kāi)展之前，工作人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)基坑參數(shù)數(shù)據(jù)，充分考量地下施工區(qū)域土質(zhì)以及地下水分布情況，完成測(cè)量放樣工作，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。其次，在基底開(kāi)挖過(guò)程中，工作人員需要對(duì)測(cè)量放樣過(guò)程中的中線數(shù)據(jù)、邊線數(shù)據(jù)、標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核檢驗(yàn)，并且完成技術(shù)交底，確認(rèn)地下水位置、地下管線分布情況，為機(jī)械挖掘奠定良好基礎(chǔ)。再次，在機(jī)械挖掘過(guò)程中，如果挖掘深度超過(guò)4m，工作人員可以采用塑料薄膜對(duì)邊坡進(jìn)行覆蓋控制，防止邊坡出現(xiàn)塌陷問(wèn)題[3]。最后，在地基養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展過(guò)程中，工作人員需要確定沉降線，確保后續(xù)鋼筋預(yù)埋以及混凝土澆筑、混凝土振搗、混凝土養(yǎng)護(hù)工作的順利開(kāi)展。

3.4 鋼筋綁扎及模板安裝技術(shù)

第一，在鋼筋綁扎與模板安裝工作正式開(kāi)展之前，工作人員需要先對(duì)基礎(chǔ)原材料進(jìn)行檢查，主要檢查鋼材型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、資格證書(shū)等。第二，工作人員需要結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)鋼筋進(jìn)行預(yù)埋處理，并且嚴(yán)格控制鋼筋垂直度。第三，在鋼筋焊接過(guò)程中，工作人員可以采用閃光焊接技術(shù)對(duì)焊接處進(jìn)行處理，以提高鋼筋混凝土涵洞骨架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。第四，在模板安裝過(guò)程中，工作人員需要提前對(duì)模板進(jìn)行清潔處理，確保表面不存在垃圾、雜物，然后在模板上涂抹涂抹劑，并且按照既定順序完成模板安裝，采用螺栓連接方式實(shí)現(xiàn)模板連接。第五，工作人員在模板安裝過(guò)程中，需要用海綿條對(duì)連接位置進(jìn)行密封處理，防止后期混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)漏漿問(wèn)題[4]。

3.5 混凝土施工技術(shù)

首先，在混凝土施工工作正式開(kāi)展之前，工作人員需要對(duì)混凝土原材料配比進(jìn)行檢查。結(jié)合鋼筋混凝土涵洞施工需求，工作人員需要選用混凝土泵車(chē)進(jìn)行混凝土澆筑，且一次澆筑高度控制在30cm 以?xún)?nèi)[5]。其次，工作人員需要將振搗棒插入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，進(jìn)行均勻振搗，確保混凝土密度符合鋼筋混凝土涵洞施工要求。再次，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到既定要求之后，工作人員需要進(jìn)行拆模，但不能對(duì)管體造成損傷。最后，工作人員需要采用麻袋以及塑料薄膜等方式，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止混凝土結(jié)構(gòu)后期在使用過(guò)程中出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

3.6 臺(tái)背回填及質(zhì)量檢查

結(jié)合鋼筋混凝土涵洞施工要求，在混凝土結(jié)構(gòu)施工結(jié)束之后，工作人員需要開(kāi)展臺(tái)背回填以及質(zhì)量檢查工作。首先，在混凝土涵洞施工開(kāi)展過(guò)程中，工作人員需要通過(guò)臺(tái)背回填的方式防止路基沉降問(wèn)題。在此過(guò)程中，工作人員需要做好臺(tái)背排水處理，應(yīng)用砂石等基礎(chǔ)原材料對(duì)軟土進(jìn)行換填處理，并且嚴(yán)格檢查砂土材料的配比，防止臺(tái)背出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題。其次，工作人員需要結(jié)合混凝土涵洞施工要求，建立系統(tǒng)性施工質(zhì)量管理部門(mén)，對(duì)鋼筋混凝土涵洞施工過(guò)程中的預(yù)制構(gòu)件、構(gòu)件拼裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)、基底施工等施工環(huán)節(jié)進(jìn)行全面施工質(zhì)量檢查，最大程度地優(yōu)化鋼筋混凝土涵洞施工質(zhì)量。結(jié)合該工程的實(shí)際特點(diǎn)，現(xiàn)澆筑結(jié)構(gòu)模板安裝允許偏差和檢驗(yàn)方法如表1 所示。

表1 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板安裝允許偏差和檢驗(yàn)方法

4 結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土涵洞作為一種新型的公路橋梁施工內(nèi)容，可以滿(mǎn)足公路橋梁施工效率及施工質(zhì)量的需求，對(duì)于促進(jìn)公路橋梁行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展有著重要的影響。但是，在實(shí)際施工過(guò)程中，工作人員需要對(duì)管節(jié)構(gòu)造技術(shù)、管節(jié)拼接技術(shù)、涵洞基底施工技術(shù)、鋼筋綁扎及模板安裝技術(shù)、混凝土施工技術(shù)、臺(tái)背回填及質(zhì)量檢查工作進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，以不斷提高鋼筋混凝土涵洞施工水平，為我國(guó)公路橋梁建設(shè)工程的穩(wěn)定發(fā)展提供技術(shù)支持。