陳仕颋

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

箱涵在公路跨線施工中有較廣泛的應用，傳統(tǒng)箱涵結(jié)構(gòu)多采用搭設支架現(xiàn)場澆筑（現(xiàn)場綁扎鋼筋、支模、澆筑混凝土）的施工方式，雖然設計和施工技術(shù)都較為成熟，但施工工期較長，往往對周圍環(huán)境、交通通行造成巨大的壓力，由此導致社會經(jīng)濟資源的浪費[1-2]。

預制大體積矩形箱涵采用工廠預制、現(xiàn)場安裝的方法施工，加快了工程進度、減少了現(xiàn)場操作時間，解決了跨線箱涵施工需快速恢復交通的難題，是更為高效、綠色的建造技術(shù)。

1 工程概況

上海S7公路Ⅱ-2標為S7高速公路跨越G1503的互通式立交，全長1.75 km，G1503改建道路為東西走向，全長2.13 km。工程內(nèi)容包括高架橋梁、地面道路、地面橋梁、G1503道路拓寬以及本標段規(guī)劃紅線范圍內(nèi)的河道工程。

聯(lián)楊路下穿G1503立交NE匝道、SE匝道處各設置車行地道1座，NE匝道車行地道長11.190 m，SE匝道車行地道長10.239 m。2座車行地道均為暗埋段，單箱單室箱形結(jié)構(gòu)，采用預制拼裝方式施工。

以NE匝道車行地道為例，該地道總高6.25 m，結(jié)構(gòu)總寬16 m，底板、頂板厚度均為0.7 m，分為上下兩部分節(jié)段，每部分節(jié)段各2段，每段尺寸為17.400 m×5.400 m×3.125 m。其中，下節(jié)段每段質(zhì)量213.3 t，上節(jié)段每段質(zhì)量219.2 t。

2 預制大體積矩形箱涵施工的特點和難點

預制大體積矩形箱涵，采用工廠預制、現(xiàn)場安裝方法施工，無疑比現(xiàn)澆更能加快工程進度，減少現(xiàn)場操作時間。預制安裝工藝可以平行作業(yè)，大量工作在工廠內(nèi)完成，減少占用現(xiàn)場的空間和時間，既不必長時間封閉交通，也降低了工人工作的危險性。本工程區(qū)域內(nèi)存在一條社會道路貫穿，且無法進行交通封閉，故需盡可能地減少對交通的影響。

在施工過程中，預制大體積矩形箱涵將面臨以下主要難題：

1）大體積矩形箱涵預制過程中的幾何尺寸、預埋管道等各方面匹配精度要求高、質(zhì)量控制嚴。

2）過往施工案例較少，施工經(jīng)驗缺乏。

3）箱涵節(jié)段間拼裝連接緊固及密封性要求高。

上述難題對相應施工工藝提出了較高要求。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范及業(yè)主、設計的要求，對預制大體積矩形箱涵施工制定了一套系統(tǒng)的施工方案，主要措施如下：

1）為保證下節(jié)段側(cè)墻轉(zhuǎn)角處混凝土澆筑均勻、密實，先行側(cè)墻轉(zhuǎn)向預制，施工縫交界面鑿毛處理，并預留鋼筋，按規(guī)范要求保證鋼筋接頭不在同一截面。

2）支架及模板系統(tǒng)整體搭設，所有過節(jié)段的預留孔道均采用一次性埋設，待混凝土澆筑完畢后，再進行切割。

3）相鄰節(jié)段澆筑時采用薄模板，相鄰節(jié)段匹配施工。

4）利用各厚度聚四氟乙烯板襯墊于基礎底面、縱縫處，微調(diào)箱涵上下節(jié)段垂直度及標高。

5）對預制箱涵拼縫（環(huán)縫、縱縫）進行設計優(yōu)化，并對稱張拉預應力，確保箱涵節(jié)段密貼及防水密封效果。

3 大體積矩形箱涵預制施工

箱涵分為4個節(jié)段：底板2個節(jié)段底模同時搭設，預應力管道在第1個施工段時，進行整體定位固定，分段存放時進行切割，保證預應力管道吻合；頂板2個節(jié)段支架整體搭設，確保頂板匹配施工，預應力管道在頂板第1個施工段時，進行定位固定，分段存放時進行切割，保證預應力管道吻合；節(jié)段之間涂抹隔離劑，完全匹配施工，待整體施工完成后，方可拆除支架，分段存放。

3.1 下節(jié)段側(cè)墻轉(zhuǎn)角處施工

側(cè)墻考慮混凝土流動性，為保證混凝土密實及轉(zhuǎn)角處應力擴散，在轉(zhuǎn)角處底板位置進行分段，先行匹配施工（圖1）。

圖1 箱涵下節(jié)段側(cè)墻轉(zhuǎn)角預制施工立面示意

在臺座上整體施工節(jié)段側(cè)墻轉(zhuǎn)角處，支設底模及環(huán)縫、縱縫處模板，環(huán)縫橫斷面一側(cè)預留止水槽口。綁扎鋼筋，底板預留鋼筋伸入底板，長度交錯。整體定位固定預應力孔道后，進行模板系統(tǒng)及縱縫處模板支設，縱縫采用企口式，縱縫、環(huán)縫預留止水槽口處埋設相應尺寸硬木，并涂抹脫模劑后進行混凝土澆筑。養(yǎng)護后，對底板交界面進行鑿毛處理。

3.2 下節(jié)段施工

在臺座上支設底模及環(huán)縫處模板，環(huán)縫一側(cè)預留止水槽口。下節(jié)段側(cè)墻轉(zhuǎn)角處翻轉(zhuǎn)定位，綁扎底板鋼筋及吊點，并與底板預留鋼筋進行焊接。整體定位固定預應力孔道、埋設底板壓漿孔道后，進行混凝土澆筑與養(yǎng)護。

箱涵模板采用厚18 mm竹膠板，橫肋采用100 mm×100 mm方木，縱肋采用雙拼10#槽鋼，側(cè)墻采用三段式對拉螺桿固定（圖2）。

圖2 箱涵下節(jié)段預制施工立面示意

3.3 上節(jié)段施工

在已完成的下節(jié)段上支設滿堂支架系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及兩側(cè)操作平臺，縱縫及環(huán)縫處不拆除下節(jié)段施工模板，匹配施工，綁扎鋼筋及吊點。再整體定位固定預應力孔道，上節(jié)段環(huán)縫橫斷面一側(cè)預留止水槽口，最后進行混凝土澆筑與養(yǎng)護，完成箱涵預制。

頂板施工支架立桿縱橫距為0.6 m，步距為1.2 m。按規(guī)范要求設置掃地桿及剪刀撐。

3.4 混凝土施工要點

施工縫處止水帶、鋼筋等較密集處，混凝土澆筑時一定要振搗密實，以防滲水。

因箱涵側(cè)墻、頂?shù)装遢^厚，加強混凝土養(yǎng)護，頂板、底板混凝土面覆蓋塑料薄膜、草包或麻袋等，并進行澆水養(yǎng)護。側(cè)墻混凝土要延長拆模時間，使混凝土保溫，保濕，減小混凝土內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生收縮裂縫。

對于底板和頂板，應在終凝前多次收水抹光。頂板可采用蓄水養(yǎng)護，其他混凝土必須采用保溫保濕養(yǎng)護，且要有足夠長的時間（不少于7 d），避免干濕交替。

4 預制大體積矩形箱涵運輸

箱涵裝運選用Actros3354型牽引車及配套尼古拉斯平板車組。尼古拉斯平板車組的后掛車具有自身遙控轉(zhuǎn)向能力，有較小的轉(zhuǎn)彎半徑，適合超長超寬構(gòu)件的裝運。

如圖3所示，因箱涵側(cè)墻間距大，設置2個截面尺寸2 m×2 m、高為上節(jié)箱涵高度的混凝土輔助支點，頂部鋪設方木，輔助側(cè)墻受力，防止側(cè)墻及頂板在運輸過程中顛簸造成混凝土構(gòu)件的破壞，并防止混凝土構(gòu)件磕碰。

圖3 箱涵裝運示意

大型運輸汽車裝載大型構(gòu)件時，應遵守《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》的相關(guān)要求，并在構(gòu)件最外端掛警告信號燈或者帶警旗的安全繩。

5 預制大體積矩形箱涵安裝

5.1 施工流程

箱涵運輸→匹配安裝→墊層找平→吊裝下節(jié)段1→試吊下節(jié)段2→涂刷環(huán)氧樹脂及安裝止水橡膠條→吊裝下節(jié)段2→張拉預應力→吊裝上節(jié)段1→涂刷環(huán)氧樹脂及安裝止水橡膠條→吊裝上節(jié)段2→張拉預應力→嵌縫（環(huán)縫、縱縫）

5.2 下節(jié)段安裝

地基處理完成后，安裝前，進行墊層標高的復核工作。存在標高誤差時，局部采用細砂找平，并在墊層上放樣出設計箱涵平面位置。吊裝時精確調(diào)整，利用吊點起吊安裝下節(jié)段，定位準確后，下節(jié)段預留止水槽口嵌填遇水膨脹橡膠條，并在下節(jié)段環(huán)縫拼接面涂抹環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑。下節(jié)段定位準確后，在預應力孔道中穿預應力束，并從兩側(cè)至中間對稱張拉預應力束。下節(jié)段安裝完成后，在下節(jié)段縱縫處預留止水槽口嵌填遇水膨脹橡膠條，縱縫拼接面涂抹環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑。

5.3 上節(jié)段安裝

根據(jù)現(xiàn)場施工條件和預制箱涵構(gòu)件規(guī)格，選取NE匝道箱涵上節(jié)段的吊裝作為主要吊裝工況分析。箱涵長17.4 m，高3.125 m，總質(zhì)量219.3 t，為最重節(jié)段，采用1臺250 t履帶吊及1臺260 t履帶吊雙機吊裝。

使用履帶吊對上節(jié)段進行起吊卸車并運送至安裝位置，將上節(jié)段與下節(jié)段側(cè)墻面對齊，將聚四氟乙烯板襯墊于縱縫處微調(diào)標高、垂直度。上節(jié)段預留止水槽口嵌填遇水膨脹橡膠條，并在上節(jié)段環(huán)縫拼接面涂抹環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑，正式進行上節(jié)段安裝。定位準確后，在預應力孔道中穿預應力束，并從兩側(cè)至中間對稱張拉預應力束，保證節(jié)段間拼縫吻合，張拉完成后，方可進行后續(xù)施工。

通過底板預留壓漿孔道用砂漿對底板空隙進行填補密實，并完成安裝。

5.4 環(huán)縫、縱縫密封施工

拼縫環(huán)縫為橫斷面分段施工縫，前后節(jié)段一側(cè)預留止水槽口，另一側(cè)匹配施工，前后節(jié)段均設置倒角，安裝時預留止水槽口嵌填遇水膨脹橡膠條，在交界面處涂抹環(huán)氧黏結(jié)劑，前后節(jié)段密貼后，在倒角處嵌填柔性密封膠。

拼縫縱縫為縱斷面分段施工縫，構(gòu)造采用企口縫形式，下節(jié)段與上節(jié)段匹配施工，前后節(jié)段縱縫設置相錯，不在同一平面內(nèi)，下節(jié)段與上節(jié)段均設置倒角，安裝時預留止水槽口嵌填遇水膨脹橡膠條，在交界面處涂抹環(huán)氧黏結(jié)劑，前后節(jié)段密貼后，在倒角處嵌填柔性密封膠。

拼裝前對箱涵拼接縫進行表面處理，確保表面無油、無水及無可見灰粉。箱涵環(huán)縫及縱縫拼接采用環(huán)氧黏結(jié)劑連接，環(huán)氧黏結(jié)劑初步固化時間應不小于1 h，應在規(guī)定的兩面涂抹厚度條件下，發(fā)生均勻的擠出量，并僅有滴掛而無流淌現(xiàn)象。環(huán)氧黏結(jié)劑應防老化、防碳化、防強腐蝕。

安裝完成后對頂板進行表面清潔，確保混凝土表面干燥平整后，分3層整體涂刷聚氨酯防水涂料，并在施工縫處局部加強，涂層增加1～2層，每一層涂層須待上一層涂層固化后（一般不小于24 h）方可施工，涂刷的方向必須與上一層的涂刷方向垂直。涂膜固化前嚴禁在該區(qū)域作業(yè)、與水接觸，以確保防水施工質(zhì)量。然后鋪設油氈隔離層，加強防水隔水效果。

6 工程實施效果

本工程預制箱涵質(zhì)量優(yōu)良，無受力裂縫，外觀質(zhì)量良好，棱線平順，混凝土無明顯色差。預制箱涵實測數(shù)據(jù)均滿足設計及規(guī)范要求。

本工程單個箱涵拼裝完成時間約為8 h，吊裝完成后可快速恢復聯(lián)楊路交通。工程中通過接縫防水、頂板防水涂料及防水卷材的多道防線，有效地實現(xiàn)了箱涵的防水密封效果。

7 結(jié)語

上海S7公路新建工程Ⅱ-2標的路基段跨越既有地面道路，采用預制大體積矩形箱涵施工工藝，實現(xiàn)了預制構(gòu)件工廠化作業(yè)，施工質(zhì)量優(yōu)良，預制構(gòu)件匹配精度高、施工安全，連接構(gòu)造牢固及耐久，密封性好，施工現(xiàn)場工期大幅縮短等效果。

經(jīng)過驗收及現(xiàn)場使用，施工工藝質(zhì)量符合設計及現(xiàn)行驗收規(guī)范要求，證明了施工技術(shù)方法是可行的，可為公路工程或市政道路設計和施工提供參考。該技術(shù)對預制裝配的發(fā)展具有一定的意義，是一種可降低城市內(nèi)建設施工對交通影響的新型施工工藝。

今后，預制箱涵應形成相應的工廠化標準結(jié)構(gòu)形式，以縮短預制周期，從而提高施工效率及社會效益；同時，應對長度較長的箱涵如何合理分段預制進行更進一步的深化研究及實踐。