余威

中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 湖北 武漢 430063

1 引言

隨著公路橋梁建設(shè)的日益發(fā)展，箱涵的應(yīng)用也逐漸增多，然而現(xiàn)澆箱涵[1-3]有著施工周期較長、箱涵結(jié)構(gòu)質(zhì)量無法保證、受環(huán)境影響比較大等缺點(diǎn)，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)工期影響較大。預(yù)制箱涵[4-7]作為一種新的結(jié)構(gòu)由此誕生，此結(jié)構(gòu)可有效保證施工質(zhì)量，節(jié)約材料，節(jié)省工期，較強(qiáng)的抗沉降能力，應(yīng)用前景廣闊，值得我們大規(guī)模的推廣。

在前人對(duì)預(yù)制箱涵施工技術(shù)研究基礎(chǔ)上，付凱敏等[8]分析了江西省某高速公路工程中預(yù)制裝配式箱涵的應(yīng)用狀況，在總結(jié)施工方法的基礎(chǔ)上驗(yàn)證了該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械化施工的同時(shí)提高了施工效率和質(zhì)量，降低工程成本；曾嘉文等[9]通過分析公路預(yù)制裝配式混凝土箱涵不同施工階段的施工重難點(diǎn)問題，為現(xiàn)場(chǎng)施工人員實(shí)際操作提供參考，保障箱涵施工質(zhì)量；邵成龍等[10]研究了裝配式箱涵施工技術(shù)，總結(jié)了相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，解決了施工重難點(diǎn)問題，可為本公司及同行在施工中遇到類似。

本論文結(jié)合杭州市富陽區(qū)秦望通道工程，闡述了公鐵合建大斷面盾構(gòu)隧道內(nèi)預(yù)制箱涵施工技術(shù)施工的全過程，通過本技術(shù)的創(chuàng)新以及整個(gè)流程的具體施工，形成了具有施工效率高、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約人力的施工技術(shù)，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2 工程概況

杭州市富陽區(qū)秦望通道工程北起秦望路～金橋南路交叉口，南至秦望南路，實(shí)施工程全長3066m，隧道全長2814m，盾構(gòu)段長1258m，公軌合建盾構(gòu)，盾構(gòu)管片外徑15.2m，兩岸采用明挖法施工，按雙向六車道城市主干道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，工程造價(jià)為58.2億元。同步實(shí)施秦望廣場(chǎng)地下空間綜合體開發(fā)工程（含秦望廣場(chǎng)站，建筑面積約21.93萬m2）、中沙島深層地下空間利用土建預(yù)留工程（含中沙站，建筑面積約3.79萬m2）以及相關(guān)的附屬配套工程。本工程結(jié)構(gòu)形式為地下框架結(jié)構(gòu)+圓形盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

施工工藝流程如下圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)工藝要求，對(duì)箱涵生產(chǎn)車間進(jìn)行合理布置，并根據(jù)產(chǎn)能需求配置生產(chǎn)所需設(shè)備，將模具吊放安裝到已經(jīng)生產(chǎn)好的臺(tái)座后，進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收，尤其是精度、強(qiáng)度等指標(biāo)必須滿足生產(chǎn)要求，同時(shí)安裝并調(diào)試混凝土攪拌和運(yùn)輸設(shè)備，檢查確定好各種計(jì)量器具和設(shè)備。

圖2 鋼模檢查

3.2.2 鋼筋綁扎

箱涵鋼筋籠為方形框架結(jié)構(gòu)，主要包括頂板、兩側(cè)墻、及牛腿鋼筋組成，提前制作并組裝鋼筋骨架定型化胎架，準(zhǔn)備綁扎所需鋼筋，在胎架上進(jìn)行鋼筋彎曲、調(diào)直機(jī)焊接等施工工藝，箱涵鋼筋籠一次焊接成型，等安裝完內(nèi)模后再吊入成型的鋼筋籠。鋼筋籠吊入時(shí)要有鋼筋焊接人員對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)整，以保證鋼筋不偏離設(shè)計(jì)位置。

圖3 鋼筋骨架定型化胎架結(jié)構(gòu)示意圖

3.2.3 模具組裝

1、模具檢查

預(yù)制箱涵施工模板主要有底模、內(nèi)模、外模以及各種連接件、緊固件等。模板按要求應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)需保證預(yù)制箱涵各部分形狀、尺寸及預(yù)埋件的準(zhǔn)確位置。模型運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)后應(yīng)對(duì)模型進(jìn)行細(xì)致全方位的檢查，并對(duì)模型進(jìn)行試拼裝，模型拼裝順序按照先拼裝底模，其次再是拼裝內(nèi)模和側(cè)模。

2、模具清理

組模前需清理掉模具內(nèi)外的混凝土等殘積物，確保內(nèi)外表面干凈整潔。所有模型配件在使用完成后必須清理干凈，并刷油擺放到指定位置。

3、噴涂脫模劑

噴涂脫模劑由專人負(fù)責(zé)，噴涂脫模劑前需首先檢查模具內(nèi)外表面是否殘留有混凝土殘積物，如有應(yīng)找相關(guān)人員返工清潔，模具內(nèi)表面全部均布薄層脫模劑，如部分區(qū)域有流動(dòng)的脫模劑積聚，需要用海綿清理干凈。

4、預(yù)埋滑槽安裝

模型上留出固定預(yù)埋槽道的孔位，在預(yù)埋槽道上留出相應(yīng)的孔位，將T型螺栓放入預(yù)埋槽道里，并卡住，用膠帶將孔位密封，在模型外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，固定預(yù)埋槽道，保證在灌注振搗過程中不脫落。我單位進(jìn)行了鋼筋與滑槽位置BIM論證，預(yù)埋槽道主體不會(huì)與鋼筋接觸，為保證預(yù)埋槽道上的錨桿不與鋼筋接觸使用絕緣塑料膠套套在錨桿上，滑槽預(yù)埋安裝時(shí)應(yīng)清理灰塵及雜物，保證滑槽與混凝土之間可靠連接?；叟c錨桿嚴(yán)禁與脫模劑接觸。

5、組模

電腦控制通過液壓系統(tǒng)先合內(nèi)模，力矩達(dá)到操作要求再合上外側(cè)側(cè)模，擰緊對(duì)拉螺絲及外模板之間的螺絲，使之與底模垂直，在將內(nèi)模與外模用對(duì)拉螺桿連接好，保證構(gòu)件厚度。通過檢查側(cè)模邊角上的標(biāo)志，來驗(yàn)證模板閉合性，每天澆筑混凝土前，對(duì)模板進(jìn)行寬度檢驗(yàn)。

圖4 組模施工圖

3.2.4 鋼筋籠入模

采用吊機(jī)配合吊具對(duì)裝上保護(hù)卡塊后的鋼筋籠進(jìn)行吊放，通過司機(jī)和施工人員的配合，安全快速的放入鋼筋籠，操作時(shí)橋吊司機(jī)與地面指揮操作人員需密切配合，兩端通過操作人員扶牢，通過手勢(shì)指揮配合，對(duì)準(zhǔn)位置輕吊、輕放，以免鋼筋籠與模具發(fā)生碰撞，鋼筋籠吊放到模具后要檢查模側(cè)，底部保護(hù)層是否勻稱，不允許任何一側(cè)保護(hù)層厚度大于規(guī)定公差，現(xiàn)場(chǎng)扭曲嚴(yán)重的鋼筋籠需調(diào)離現(xiàn)場(chǎng)，不允許使用，然后預(yù)埋配件通過專業(yè)人員安裝，鋼筋籠入模后，需要對(duì)每個(gè)鋼筋籠逐一進(jìn)行校正，同時(shí)校正并記錄保護(hù)層厚度，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行混凝土的澆筑和振搗。

圖5 鋼筋籠入模施工圖

3.2.5 澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)

準(zhǔn)確測(cè)量骨料重量和含水量，精確調(diào)整施工配合比，保證混凝土拌和時(shí)間，確?；炷涟韬途鶆?，無離析和泌水產(chǎn)生，采用砼罐車運(yùn)輸混凝土，運(yùn)輸能力適應(yīng)砼凝結(jié)速度和澆筑速度的需要，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行澆筑并振搗，養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后方可拆模。

圖6 混凝土澆筑

3.2.6 脫模

（1）拆除預(yù)埋件、槽道、預(yù)埋鋼板固定裝置、吊裝孔的連接裝置，并將連接裝置放置與指定位置。（2）拆卸內(nèi)、外模所有的連接螺栓，絲杠、拉桿等，并將螺栓放置與指定位置，上油潤滑。（3）電腦控制利用液壓系統(tǒng)分離內(nèi)外模，順序與合模順序相反。

圖7 脫模后箱涵

3.2.7 箱涵吊運(yùn)

（1）箱涵脫模后，經(jīng)檢查所有與模型的連接、配件及成孔器全部拆除后方可進(jìn)行吊運(yùn)；（2）箱涵起吊強(qiáng)度不小于箱涵設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%；（3）吊裝過程中要保持箱涵水平，同時(shí)嚴(yán)禁在箱涵下站人；（4）箱涵通過運(yùn)輸車運(yùn)送到存放場(chǎng)，運(yùn)輸車上必須放置柔性支撐物，以保護(hù)箱涵不被磕損；（5）箱涵必須用專用吊具吊裝，不能隨意改變吊裝方式；（6）箱涵吊運(yùn)過程中橋吊司機(jī)要密切注意地面操作人員的手勢(shì)，防止意外發(fā)生。

圖8 箱涵吊運(yùn)

3.2.8 箱涵存儲(chǔ)

箱涵脫模后運(yùn)至堅(jiān)實(shí)平整，排水流暢，支墊穩(wěn)固可靠的堆放場(chǎng)繼續(xù)養(yǎng)護(hù)存放，箱涵需按吊運(yùn)、安裝順序和型號(hào)分別堆碼，堆垛間應(yīng)留出運(yùn)輸通道同時(shí)還應(yīng)滿足吊車的吊距要求，預(yù)制箱涵堆垛應(yīng)整齊劃一，無傾斜感，合格印戳和型號(hào)需要清楚易見，不得模糊不清，箱涵運(yùn)至后擱置在柔性墊條上，箱涵與箱涵之間設(shè)置有柔性墊條相隔，墊條擺放的位置均勻，厚度一致，箱涵采用平臥堆放整齊，碼放高度不超過兩層，每層之間采用墊木墊平、墊實(shí)，上下層墊木應(yīng)在一條垂線上。

3.2.9 箱涵運(yùn)輸

裝貨：根據(jù)箱涵規(guī)格和車箱結(jié)構(gòu)情況，因箱涵自重大，與車箱板靠自重可連接牢固，在車板上鋪設(shè)固定好的墊條，以防損壞箱涵。車箱板上用醒目顏色標(biāo)明箱涵落放位置。裝貨時(shí)慢吊輕放，箱涵均衡的放在車板上，防止碰擦、損傷?，F(xiàn)場(chǎng)人員與吊車駕駛員密切配合。

檢查：箱涵裝到車上后，檢查箱涵放置的位置是否妥當(dāng)，確認(rèn)無誤后，短駁到堆放區(qū)或運(yùn)至隧道井口，確保施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸安全。運(yùn)輸：工地配備箱涵專用運(yùn)輸車輛，每輛貨車可運(yùn)輸2節(jié)預(yù)制箱涵，車輛運(yùn)輸滿足項(xiàng)目需求。按規(guī)定的運(yùn)輸路線，遵守交通規(guī)則施工區(qū)域內(nèi)車輛時(shí)速不超過5km/h，保持車距。聽從指揮，按要求停放車輛，駕駛員和工作人員必須戴好安全帽及相關(guān)個(gè)人防護(hù)用品。卸貨：卸貨現(xiàn)場(chǎng)管理員要提前聯(lián)系好卸貨事宜，落實(shí)好車輛停放位置、卸貨地點(diǎn)、卸貨時(shí)間。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了公鐵合建大斷面盾構(gòu)隧道內(nèi)預(yù)制箱涵施工技術(shù)的施工工藝流程及操作要點(diǎn)，此技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）研制了鋼筋骨架定型化胎架，在胎架上預(yù)留內(nèi)撐式孔洞，減少了箱涵后期開孔的繁瑣，鋼筋綁扎效果好，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約人力。（2）模板施工采用預(yù)制型鋼臺(tái)座，通過水平擱置式的拼裝方式進(jìn)行模板安裝施工，模板拼裝嚴(yán)密，利于吊放，保證了箱涵施工質(zhì)量。（3）提出了全自動(dòng)液壓高強(qiáng)高精模板技術(shù)，在型鋼臺(tái)座上安裝型鋼支架，并安裝全自動(dòng)液壓頂推裝置通過電腦遠(yuǎn)程控制進(jìn)行合模和分模，機(jī)械化程度高，操作簡(jiǎn)單，模板拼裝穩(wěn)定性好，節(jié)省了人力和材料，經(jīng)濟(jì)效益好。

綜上所述，本技術(shù)經(jīng)過工程驗(yàn)證具有較大的推廣使用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益如下：

（1）本技術(shù)把先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)管理結(jié)合起來，經(jīng)過公司多個(gè)項(xiàng)目的驗(yàn)證應(yīng)用，與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)約了人力物力，綜合節(jié)約造價(jià)16%左右。（2）本技術(shù)在施工過程中采用鋼筋綁扎胎架和全自動(dòng)液壓系統(tǒng)，機(jī)械化程度高，減少了人力的投入，操作簡(jiǎn)單，加快了施工進(jìn)度。（3）本技術(shù)基于現(xiàn)有技術(shù)并開拓創(chuàng)新，研發(fā)了公鐵合建大斷面盾構(gòu)隧道內(nèi)預(yù)制箱涵施工技術(shù)，拓寬了預(yù)制箱涵施工的應(yīng)用 領(lǐng)域，給企業(yè)帶來了很好的口碑。（4）本技術(shù)所用的鋼筋骨架定型化胎架和預(yù)制型鋼底座，都是提前預(yù)制后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生影響，環(huán)保效益顯著。（5）本技術(shù)所用全自動(dòng)液壓系統(tǒng)，機(jī)械化程度高，施工安全可靠，節(jié)約人力，具有很好的社會(huì)推廣價(jià)值。