高速公路預(yù)制裝配式箱涵施工技術(shù)

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)澆箱涵施工工藝存在作業(yè)時(shí)間長、受氣候影響大、質(zhì)量不易控制和安全可靠性低等問題，以某高速公路項(xiàng)目為依托，詳細(xì)介紹預(yù)制裝配式箱涵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工工藝，并總結(jié)預(yù)制裝配式箱涵的技術(shù)優(yōu)勢。結(jié)果表明，與現(xiàn)澆箱涵施工工藝相比，預(yù)制裝配式箱涵施工工藝技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、工期短和安全性高，便于工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化施工、標(biāo)準(zhǔn)化管理，可有效解決現(xiàn)澆箱涵施工工藝存在的諸多問題。研究成果可為預(yù)制裝配式箱涵的推廣應(yīng)用提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；裝配式箱涵；安裝；施工工藝；技術(shù)優(yōu)勢

中圖分類號(hào)：U449 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）28-0171-04

Abstract： In light of the existing problems of long operation time， significant climate impact， difficult quality control and low safety in traditional cast-in-place box culvert construction， based on a certain highway project， the structural characteristics and construction technology of prefabricated box culverts are introduced in detail， and the technical advantages are also summarized. The results show that compared with the cast-in-place box culvert construction， the prefabricated box culvert construction is advanced with reliable quality， short construction period and high safety， which is convenient for industrial production， mechanized construction and standardized managementand can effectively solve the existing problems in the cast-in-place box culvert construction. The research results can provide certain reference for the promotion and application of prefabricated box culverts.

Keywords： highway; prefabricated box culvert; installation; construction technology; technical advantage

傳統(tǒng)的高速公路箱涵施工通常采用現(xiàn)澆方法，這種方法施工簡便、造價(jià)低廉[1]，但易受到氣候條件、工人施工水平、材料轉(zhuǎn)運(yùn)等因素的影響和制約，導(dǎo)致施工作業(yè)時(shí)間長、受氣候影響大、質(zhì)量不易控制和安全可靠性低[2]，且這種施工方法工業(yè)化程度不高、建造較粗放、效率低、資源和能源消耗大，不能滿足國家節(jié)能環(huán)保的建設(shè)要求[3]。

隨著我國工程建設(shè)的快速發(fā)展，機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程大大加快，裝配式技術(shù)在橋涵施工中應(yīng)用越來越廣泛[4]。裝配式技術(shù)是我國近年來大力推行的建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)之一，是國家促進(jìn)建筑業(yè)升級(jí)、加快建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要舉措[5]。裝配式箱涵也稱為拼裝式箱涵，是一種通過鋼筋混凝土預(yù)制并在施工現(xiàn)場拼裝而成的箱型構(gòu)筑物，具有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、集約化等特點(diǎn)[6]。預(yù)制裝配式箱涵是公路建設(shè)領(lǐng)域的一大技術(shù)創(chuàng)新[7]，可有效解決現(xiàn)澆箱涵施工存在的諸多問題[8]。

1 工程概況

某高速公路一標(biāo)段全長24.46 km，起止里程為K0+000～K24+459.5，設(shè)計(jì)速度120 km/h，路基寬度34.5 m，新建橋涵采用公路-I級(jí)。全線預(yù)制裝配式箱涵共29道，共1 113.68 m，其中4 m×3.5 m箱涵共17道，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度1.99 m，共預(yù)制274節(jié)；6 m×4 m箱涵共12道，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度1.49 m，共預(yù)制240節(jié)。涵身采用C40鋼筋混凝土，洞口形式為八字墻，采用C25混凝土。選取K13+260處1-6 m×4 m箱涵作為研究對(duì)象，該處箱涵長36.19 m，其中預(yù)制長度30 m，預(yù)制節(jié)段20節(jié)，節(jié)段長度1.49 m，壁厚40 cm，如圖1和圖2所示。

2 預(yù)制裝配式箱涵施工工藝

預(yù)制裝配式箱涵的施工工藝如圖3所示。下面將針對(duì)關(guān)鍵施工工藝進(jìn)行重點(diǎn)分析。

2.1 基坑開挖及基底處理

基坑采用人工配合機(jī)械開挖，按1∶1放坡，開挖后基坑每側(cè)比基礎(chǔ)寬出60 cm，確保一定的施工作業(yè)空間。基坑開挖完成后對(duì)基底進(jìn)行處理，處理后對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測，檢測值應(yīng)不小于設(shè)計(jì)值，檢驗(yàn)合格后進(jìn)入下道工序。基坑開挖如圖4所示。

2.2 基礎(chǔ)墊層施工

基礎(chǔ)墊層設(shè)計(jì)厚度20 cm，采用C25混凝土。沉降縫按照箱涵節(jié)段劃分設(shè)置，寬度為2 cm。混凝土集中拌制后運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行墊層澆筑，澆筑時(shí)嚴(yán)格控制基礎(chǔ)頂面標(biāo)高。澆筑前在墊層兩側(cè)及中線位置每隔5 m打入鋼釬，并在鋼釬上標(biāo)注高程，以底部為基準(zhǔn)面掛線施工，嚴(yán)格按照基準(zhǔn)線位置控制高程。基礎(chǔ)墊層平整度控制在±5 mm以內(nèi)，確保箱涵安裝時(shí)拼縫平整。

2.3 箱涵節(jié)段預(yù)制

箱涵節(jié)段在預(yù)制場內(nèi)采用立式預(yù)制法集中預(yù)制，在胎架上綁扎鋼筋，通過龍門吊和配套吊具整體吊裝入模。箱涵節(jié)段內(nèi)模采用復(fù)合式不銹鋼液壓模板，外模采用普通鋼模板，節(jié)段配備模板4套，每種類型各2套，底模16套，每種類型各8套。預(yù)制裝配式箱涵節(jié)段質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.4 箱涵節(jié)段運(yùn)輸

當(dāng)箱涵節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%且質(zhì)量驗(yàn)收合格后，按照箱涵節(jié)段編號(hào)及安裝順序進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。起吊時(shí)緩慢加力，待箱涵節(jié)段離地穩(wěn)定后再以正常速度吊裝至運(yùn)輸車上，并在運(yùn)輸車上加枕木進(jìn)行支墊。箱涵節(jié)段裝車后用鋼絲繩牽拉固定，同時(shí)做好護(hù)角保護(hù)，防止運(yùn)輸過程中節(jié)段損壞，運(yùn)輸?shù)綀龊髮?duì)箱涵節(jié)段尺寸進(jìn)行復(fù)核，如圖5所示。

2.5 箱涵節(jié)段安裝

箱涵節(jié)段安裝時(shí)采用汽車吊和專用吊具進(jìn)行吊裝，按順序從一端開始依次吊裝，先吊裝端部平口+承口節(jié)段，再吊裝中間插口+承口節(jié)段，最后吊裝端部插口+平口節(jié)段。安裝前沿放出的2條邊線方向測量基礎(chǔ)墊層頂面標(biāo)高，每節(jié)節(jié)段側(cè)墻底部兩端安放10 cm×10 cm薄鋼板作為支點(diǎn)，在首節(jié)節(jié)段四角處安排施工人員輔助節(jié)段就位。箱涵節(jié)段安裝如圖6所示。

第二節(jié)箱涵節(jié)段安裝時(shí)，端部插口與承口需精準(zhǔn)對(duì)接，首先將遇水膨脹止水膠條粘貼在承口位置，同時(shí)在張拉預(yù)留孔端口處粘貼與預(yù)留孔直徑相同的環(huán)狀密封橡膠圈，然后將箱涵節(jié)段虛落在支點(diǎn)上，四角處安排施工人員持撬棍由專人指揮，并配合吊車緩慢將承插口對(duì)接，同時(shí)校準(zhǔn)軸線點(diǎn)位，用水平尺校正側(cè)墻垂直度，用靠尺檢測接縫處平整度。

2.6 箱涵拼縫處理及連接

箱涵節(jié)段拼接口形式為企口承插式，承口內(nèi)端面粘貼20 mm×15 mm遇水膨脹止水膠條，防水抗?jié)B性能通過預(yù)應(yīng)力擠壓遇水膨脹止水膠條來實(shí)現(xiàn)，拼縫外側(cè)鋪設(shè)防水卷材封閉，內(nèi)側(cè)用雙組份聚硫密封膠嵌縫。箱涵節(jié)段之間采用直徑25 mm的無黏接預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼張拉連接，張拉完成后進(jìn)行下一節(jié)段的連接。箱涵節(jié)段連接如圖7所示。

所有箱涵節(jié)段張拉連接完成后進(jìn)行壓漿處理，壓漿完成后，采用C40混凝土封堵預(yù)留孔，節(jié)段拼裝成型后在沉降縫內(nèi)填塞瀝青麻絮進(jìn)行處理。

2.7 成涵驗(yàn)收

預(yù)制裝配式箱涵成涵后，對(duì)箱涵進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見表2。

預(yù)制裝配式箱涵成涵后的效果圖如圖8所示。

3 預(yù)制裝配式箱涵技術(shù)優(yōu)勢

施工工藝優(yōu)：發(fā)揮工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的一體化，通過標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化形成集成技術(shù)，提高預(yù)制裝配式箱涵施工的精細(xì)化程度。

施工速度快：箱涵節(jié)段在場區(qū)內(nèi)預(yù)制，集中化配送，裝配化安裝，不受征地拆遷、原路遷改等影響，機(jī)械化程度高，施工周期短，工期較現(xiàn)澆箱涵施工可縮短約60%。

成品質(zhì)量高：工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)可大幅提升預(yù)制裝配式箱涵節(jié)段的加工精度、保護(hù)層合格率、結(jié)構(gòu)尺寸及平整度等指標(biāo)，大大提高箱涵成品質(zhì)量。

安全性高：采用工廠化生產(chǎn)，施工環(huán)境整潔，安全設(shè)施齊全，無須支架搭設(shè)，高處作業(yè)少，安全隱患較現(xiàn)澆箱涵施工可降低約80%，事故發(fā)生率大幅下降。

節(jié)約資源：標(biāo)準(zhǔn)化可減少施工過程中的廢棄材料，提高周轉(zhuǎn)材料的使用率，采用廢水回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)利用，節(jié)約資源，環(huán)保性能顯著。

綜合效益高：采用可循環(huán)利用的標(biāo)準(zhǔn)鋼模板，施工機(jī)械化程度高，降低人工成本，減少材料浪費(fèi)，縮短施工周期，綜合效益較現(xiàn)澆箱涵施工可提升約20%。

4 結(jié)束語

預(yù)制裝配式箱涵是公路建設(shè)領(lǐng)域的一大技術(shù)創(chuàng)新，以某高速公路項(xiàng)目為實(shí)例，總結(jié)了預(yù)制裝配式箱涵的施工工藝和技術(shù)特點(diǎn)。預(yù)制裝配式箱涵采用工廠化預(yù)制、現(xiàn)場拼裝的施工工藝，與現(xiàn)澆箱涵施工工藝相比，具有施工周期短、安全效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，符合公路工程建設(shè)對(duì)節(jié)能、環(huán)保、高效、耐久及安全的要求，在公路工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張丹，張乃源，李永明，等.公路預(yù)制裝配式混凝土箱涵施工技術(shù)[J].混凝土與水泥制品，2020（4）：37-40，85.

[2] 宋林，吳大健，段寶山.昌九高速改擴(kuò)建項(xiàng)目裝配式箱涵設(shè)計(jì)研究[J].公路，2020，65（4）：145-151.

[3] 陳志明，劉朵，張建東，等.預(yù)制裝配式混凝土箱涵設(shè)計(jì)與施工[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2019，36（1）：49-51，60.

[4] 邵成龍，徐樂，劉路.裝配式箱涵施工安裝技術(shù)與質(zhì)量控制研究[J].公路，2020，65（6）：13-16.

[5] 楊國恒.預(yù)制裝配式箱涵施工技術(shù)特點(diǎn)分析[J].西部交通科技，2020（2）：105-106，109.

[6] 侯偉.裝配式箱涵在鐵科高速公路工程中的應(yīng)用[J].北方建筑，2023，8（1）：10-13，18.

[7] 蔣恩華，朱俊虎.預(yù)制裝配式箱涵關(guān)鍵工序施工技術(shù)[J].公路，2020，65（6）：22-26.

[8] 王曉斌.裝配式箱涵施工技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技，2022，45（7）：113-115.