公路工程裝配式預制箱形通道施工技術分析

摘要 文章從前期場站建設規劃、臺座布設、箱形通道鋼筋加工、混凝土振搗、箱形通道養生、涵節吊裝、防水保護、附屬結構施工等完整工序進行箱形通道施工的分析和介紹，研究表明，預制采用立式預制箱形通道方式，無承重模板、拆模方便，能有效縮短單節拆模時間。吊裝過程中使用專用吊具保護涵節，涵節外涂刷瀝青漆及粘貼防水橡膠帶，裝配式預制箱形通道施工技術可以保證箱形通道的施工質量。

關鍵詞 裝配式；預制；箱形通道

中圖分類號 U416.1文獻標識碼 B文章編號 2096-8949（2023）23-0154-03

0 引言

預制箱形通道作為公路工程中涵洞工程的一部分，施工時對環境影響較小，箱形通道預制施工周期短，可利用標準化場站建設進行標準化流水施工，在施工時現場勞務人員需求較少，利用場站定型機械及場站配置，可以進行標準化、定型化的箱形通道施工。當前國內公路工程箱形通道預制主要使用混凝土臺座作為預制臺座，采用臥式箱形通道預制，養生時采用人工灑水養生等施工方法。此類施工方法中混凝土臺座需要養生時間，臨建完成后投入生產較遲。箱形通道臥式預制承重模板、拆模時間長，增加了箱形通道預制施工周期，項目涵洞施工任務重、工期緊的情況下若使用傳統預制箱形通道施工方法，項目將極大地增加場站建設成本。水資源稀缺、日溫差大、蒸發量大的氣候特點，決定了項目不能使用傳統灑水養生的養生方法，通過改進施工工藝、發明施工機具，加快預制箱形通道施工進度，降低施工造價成本。同時，相比傳統灑水養生的方式，蒸汽養生更適用于干旱地區的箱形通道養生施工工藝。

1 技術創新總體分析

利用鋼臺座應用、鋼筋籠綁扎胎架及吊具、箱形通道涵節吊具的裝配式預制箱形通道施工工藝和方法研究。具體如下：

（1）臺座采用槽鋼、鋼板等鋼材加工制作，材料重復利用率高、拆除費用低，降低了施工成本^[1]。

（2）鋼筋加工采用場站內鋼筋加工胎架集中加工綁扎方式，能有效地控制鋼筋間距及鋼筋施工質量^[2]。

（3）箱形通道節段采用立式箱形通道預制，拆模周期短、模板利用效率高，縮短施工工期^[3]。

（4）箱形通道預制采用工廠化生產，鋼筋集中加工，涵節集中預制，現場文明施工，生產效率高。材料選用、施工養生、瀝青漆涂刷等均根據地域性特點進行相關工序施工^[4]。

（5）箱形通道養生采用自加工篷布+彩鋼進行覆蓋，同時接通蒸汽養生管道，保證西北干旱地區的箱形通道養生，確保箱形通道成品混凝土施工質量^[5]。

2 工序流程分解分析

2.1 臺座制作

項目箱形通道預制采用立式箱形通道預制方案，需制作箱形通道底模臺座，臺座使用1 cm厚鋼板定型加工而成，項目箱形通道結構類型分為明涵及暗涵，按照跨徑分為1.5 m×2 m、2 m×2 m、2 m×3 m、2.5 m×3 m、3 m×4 m，累計5種定型鋼模板底模臺座，臺座為可拆卸鋼制臺座，回收方便，可在項目間移動調用，增大模板利用率。

2.2 定型鋼模板

箱形通道預制模板內、外模均采用定型鋼模板，模板采用1 cm厚鋼板制作而成，內外模均為4塊，模板的拼裝順序基本上是外模→內模。見圖1。

2.3 拼裝內模

安裝時先拼裝內模支撐托架，將支撐托架固定在底模上以保證托架的穩定性，再在支撐托架上拼裝內模。

2.4 綁扎及安裝鋼筋

鋼筋骨架安裝集中在場內進行骨架加工，加工使用自加工胎架，胎架使用L75×4方鋼及20 mm鋼管加工而成，鋼管按照箱形通道鋼筋間距進行布設，在鋼管內插入鋼筋，起到鋼筋主筋間距控制及主筋定位支撐作用，待鋼筋骨架綁扎完成后，骨架結構穩定，然后進行骨架吊裝，見圖2。

2.5 側、端模板的加工拼裝

外側模直接通過螺栓連接固定到臺座上，外側模安裝時需將外側模支撐到設計位置，并經檢查各部位尺寸滿足要求后，采用限位裝置支撐固定，使外側模穩定牢靠。

2.6 混凝土施做

澆筑混凝土時振搗用直徑500 mm的手持振搗棒，以免出現漏振、過振、欠振。

2.7 拆模及養生

封閉式養生棚采用型鋼焊接而成，包裹篷布采用鐵絲固定綁扎，外部覆蓋彩鋼，采用全封閉結構，養生棚加工可按照相鄰兩節箱形通道同時進行覆蓋養生，養生時使用龍門吊吊裝包裹，蒸汽鍋爐采用0.5T壓力鍋爐，場內鋪設蒸汽管道，實現了全方位養生。

2.8 翻轉與存放

箱形通道在臺座上養生完成后，需要將箱形通道吊裝至翻轉區進行翻轉，翻轉區配備液壓翻轉臺，翻轉臺初始與地面成20°～30°夾角，在吊裝至翻轉臺后，啟動液壓翻轉臺，將箱形通道預制節段翻轉至臥式，最后將成品構件由吊裝龍門吊吊運至構件存放區。

2.9 箱形通道節段吊裝

箱形通道在預制場內施工完成后，使用拖板車拉送至施工現場，吊裝前完成涵洞基礎施工，為保證涵節吊裝過程中受力平衡，鋼絲繩在吊裝中不使涵節受損，項目加工“C”字形專用吊具，對涵節進行吊裝，吊裝使用沙子對涵節進行找平，以確保涵節安裝平順，無錯臺。在箱形通道吊裝完成后，對箱形通道表面涂刷瀝青漆作為防腐層對箱形通道進行保護，同時在箱形通道節段間粘貼橡膠止水使涵節臺背部位的防水組合為一個整體。見圖3、圖4。

2.10 附屬工程

最后施工箱形通道的附屬工程，對箱形通道的流水鋪砌、八字墻、臺背回填、洞口錐坡進行施工，使箱形通道具備排水和通道的作用。至此，工序流程全部結束。

3 效益分析

按照以往固定臺座+灑水養生的模式，與現有移動臺座+移動養生棚的模式相比較，各項費用和成本對比見表1。

4 工程應用實例

4.1 項目情況

（1）S50海原至平川（寧甘界）公路三標段項目起點樁號為K64+720，終點樁號為K109+435.629，全長44.7 km，項目主要包含路基橋涵、路面交安、房建機電及綠化等工程。工程總造價3 008 266 147元。該項目共有墩柱259根，箱形通道15道。項目按照工地場站建設標準化的施工工藝要求，通過劃分各區域的箱形通道預制功能區，實現流水化箱形通道預制施工作業。

（2）烏海至瑪沁公路（寧夏境）青銅峽至中衛段工程A10標段，里程樁號為K171+800～K183+160，長11.36? km；主要包括路基土石方（含互通）1 377 000 m3、路面354.821 m2，特大橋1 053.6 m/1座、大中橋1 482 m/4座、箱形通道13道，互通式立體交叉1處、通道橋469.06 m/11座。通過實際應用能夠較大地節約箱形通道施工成本，同時該工法預制鋼臺座臺座的加工、養生棚的制作，讓箱形通道預制大批量生產的同時，各項工序都得到了精確控制，從根本上減輕了勞動強度，提高了箱形通道施工效率。

（3）烏瑪高速公路惠農至石嘴山PPP項目路線全長57.291 km，總投資56億元，全線共設橋梁 13 059.88 m/65 座（含分離立交主線橋、橋式通道），橋梁占路線全長的22.79%；設涵洞108道，其中箱形通道7道；全線擬設互通立交6處，分離式立交21處，設橋式通道30座；設服務區1處；設養護工區、管理站各1處；設收費站4處，利用原收費站1處。通過實際應用加強箱形通道預制施工的施工質量，同時減少專人灑水養生的勞動力，在干旱地區保證箱形通道養生質量，從而生產出保質保量的優秀產品。

4.2 應用效果分析

該技術已在S50海原至平川（寧甘界）公路三標段與烏海至瑪沁公路（寧夏境）青銅峽至中衛段工程A10標段、烏瑪高速公路惠農至石嘴山PPP項目進行推廣應用。以上3個項目的成功應用，通過技術創新、實際操作以及經驗、技術的總結和研究，在預制箱形通道中，經過對箱形通道施工各工序技術多次探討及改進，自主創新裝配式預制箱形通道施工技術，該技術采用剛度、強度高，整體穩定性強的鋼模板作為臺座底部，采用自加工的鋼筋加工胎架，保證鋼筋間距布設合理。按照工地場站建設標準化的施工工藝要求，通過劃分各區域的箱形通道預制功能區，實現流水化箱形通道預制施工作業，能夠較大地節約箱形通道施工成本，同時該工法預制鋼臺座臺座的加工、養生棚的制作，讓箱形通道預制大批量生產的同時，各項工序都得到了精確控制，從根本上減輕了勞動強度，提高了工作效率，加強了箱形通道預制施工的施工質量，同時減少了專人灑水養生的勞動力，尤其在干旱地區保證了箱形通道養生質量。該項目關鍵技術的研發，將有助于提升干旱地區箱形通道施工質量，提高預制箱形通道施工經驗。

5 結束語

綜上所述，從前期資料的搜集、實地的調研、創新設計、研究方案的制定和具體研究工作實施，到后期應用效果的回饋、研究總結，使科研項目能夠順利開展。在科研報告撰寫階段，承建單位嚴格執行任務書的撰寫要求，與參研單位進行了深層次的交流與協作。通過項目的開展，承建單位和參研單位建立了良好的合作關系，為該項目圓滿完成提供了可靠的保證并得出以下結論：

（1）臺座使用定型鋼臺座，可以循環利用，移動方便、建設便捷，鋼筋加工使用鋼筋定位胎架集中加工，涵節養生采用篷布+彩鋼養生覆蓋工具，可以保證水分不散失，節約施工用水，具備優良的保溫養生效果。

（2）實際應用中，采用可移動鋼臺座代替傳統混凝土預制臺座的施工方法，節約預制場建設用地、減少設備投入、提高模板利用率。同時，一次性投入場地基礎設施，可回收利用，減少后期拆除、恢復的費用和不利影響，根據測算結果，該技術使綜合成本降低20％左右。

參考文獻

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[2]李剛， 王興安， 何世榮. 預應力箱梁頂板剪力筋定位裝置： CN219027929U[P]. 2023-05-16.

[3]郭光義， 閆有民， 王芳文， 等. 一種預制箱梁鋼模板快速拆卸裝置： CN219076002U[P]. 2023-05-26.

[4]閆有民， 米小強， 王芳文， 等. 一種基于移動鋼臺座下的箱梁流水線預制模式： CN116175763A[P]. 2023-05-30.

[5]郭光義， 閆有民， 李祖伊， 等. 一種關于箱梁頂板鋼筋整體式定位綁扎的胎架： CN219311602U[P]. 2023-07-07.

收稿日期：2023-08-08

作者簡介：趙維杰（1978—），男，本科，高級工程師，研究方向：公路施工管理。