馮斌，申寶穩(wěn)，奚弟軍

（中交路橋南方工程有限公司，北京 100000）

1 依托工程概況

我國是一個(gè)多山的國家，75%左右的國土是山地或重丘區(qū)地形，在山嶺重丘區(qū)修建高等級(jí)公路時(shí)不可避免的會(huì)遇到大量的涵洞工程。在涵洞路段施工時(shí)，涵洞的模板支設(shè)、鋼筋籠定位和混凝土澆筑，以及臺(tái)背路段的填筑施工質(zhì)量常常是現(xiàn)場(chǎng)施工控制重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

大廣二期南康至龍南段擴(kuò)容工程C7 標(biāo)段的馬槽仔隧道為公路隧道，在隧道連接段存在數(shù)個(gè)大跨度涵洞，涵洞走向與道路軸線大角度相交。同時(shí)，在涵洞連接段存在一定量的煤質(zhì)粉砂巖，其氣候敏感性很強(qiáng)，當(dāng)受到外部水環(huán)境影響時(shí)，其力學(xué)性能會(huì)發(fā)生急劇劣化，如何將該不良土作為路堤填筑材料，有助于實(shí)現(xiàn)不良土的再次利用，節(jié)省項(xiàng)目圬工。

為準(zhǔn)確揭示大跨度涵洞混凝土澆筑施工結(jié)構(gòu)的受力性能，改善大跨度涵洞的混凝土澆筑質(zhì)量，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的效率和裝配化水平，孫靜[1]、姚怡彤[2]、徐軍[3]、許會(huì)[4]等對(duì)涵洞的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了研究；彭先祥[5]、鄧飛等[6]、宋春華[7]、魏燕鳳[8]、李偉[9]等對(duì)鋼筋混凝土涵洞的澆筑施工技術(shù)進(jìn)行了研究分析；肖祁光[10]、馮博[11]、李桂偉[12]、張聰[13]等深入研究了涵洞工程施工技術(shù)的應(yīng)用。

上述研究成果雖有助于提升大跨度涵洞混凝土的澆筑施工質(zhì)量、降低工程病害的發(fā)生概率、揭示工程造價(jià)，但其研究切入點(diǎn)主要是涵洞結(jié)構(gòu)形式的選擇和涵洞承載性能提升，對(duì)大跨度涵洞結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)的深入研究成果較少。同時(shí)，在大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土涵洞施工時(shí)，尚存在模板支設(shè)施工工效低、安裝定位及裝拆困難、現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)施工作業(yè)工效低等技術(shù)難題。鑒于此，為提升大跨度涵洞混凝土澆筑施工的技術(shù)水平，文章基于依托工程實(shí)際情況和現(xiàn)狀工程技術(shù)難題，開展了大跨度鋼筋混凝土涵洞滑模澆筑施工技術(shù)研究。

2 大跨度鋼筋混凝土涵洞現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1 模板支設(shè)難度大

在大跨度鋼筋混凝土涵洞通常需要支設(shè)專門的模板結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)狀模板通常采用滿堂支撐方式，存在支設(shè)施工效率低、人工作業(yè)量大、模板板塊間連接密閉性差等系列問題；已有的裝配式大跨度模板在模板滑移固定、穩(wěn)定性增強(qiáng)、液壓定位裝拆等方面尚存可進(jìn)一步提升之處，實(shí)際施工過程中常常出現(xiàn)模板接縫漏漿、模板角部開裂、模板周轉(zhuǎn)率低等問題。

2.2 模板拆除困難

大跨度涵洞結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量與現(xiàn)場(chǎng)模板支設(shè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、混凝土澆筑密實(shí)性、模板拆除的難易程度、以及后續(xù)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)質(zhì)量等影響顯著。相對(duì)于滿堂支設(shè)模板結(jié)構(gòu)體系，大跨度涵洞裝配式滑?；炷聊０宓闹Р鹣鄬?duì)困難，對(duì)模板結(jié)構(gòu)的整體承載性能和密閉性要求更高。

2.3 大跨度涵洞裝配式滑?，F(xiàn)場(chǎng)定位困難

依托工程中現(xiàn)澆鋼筋混凝土涵洞寬度角度，混凝土澆筑體積大大，為確保模板支設(shè)結(jié)構(gòu)的安全性和整體性，采用多向型鋼支撐體系，導(dǎo)致模板支撐結(jié)構(gòu)體系重量較大，大幅增加了模板現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)定位的難度；現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，尚需對(duì)模板快速移動(dòng)及準(zhǔn)確定位、板塊密閉性增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)整體受力性能改善等方面進(jìn)行技術(shù)提升。

3 涵洞基底處理技術(shù)

3.1 基底處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基底處理采用挖除軟土后7.5#漿砌片石處理，從左至右依次，第一段10m 長(zhǎng)基底處理深度為1.8m，第二段10m 長(zhǎng)基底處理深度為1.5m，第三段10m 長(zhǎng)基底處理深度為0.8m。

預(yù)計(jì)處理工程數(shù)量如下。挖除軟土：277.2m3；7.5#漿砌片石：277.2m3，具體工程數(shù)量由施工單位、監(jiān)理處、工作站共同實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。

3.2 基底處理施工工藝

3.2.1 材料要求

（1）片石強(qiáng)度≥25MPa，均勻、不易風(fēng)化、無裂縫。

（2）砌筑砂漿采用標(biāo)號(hào)為M7.5 的水泥砂漿。

砌筑砂漿的配合比采用試驗(yàn)室初步確定與現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核確定相結(jié)合的方式，降低生產(chǎn)材料與試驗(yàn)室材料在均勻性、含水率、含泥量等方面的差異。

3.2.2 砌筑

基底片石在使用前應(yīng)進(jìn)行澆水濕潤(rùn)不少于2h，并應(yīng)清洗掉片石表面的泥土、水銹。

砌體要分層分段砌筑，分段長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)明的沉降縫、地形或地質(zhì)突變處進(jìn)行劃分，盡量減少各區(qū)段的不均勻變形。

片石現(xiàn)場(chǎng)砌筑時(shí)，應(yīng)按照：先根據(jù)測(cè)試位置要求砌筑外圈的定位行列，再砌筑里層片石，并使外圈的砌塊與里層砌塊交錯(cuò)連成一個(gè)整體；各砌塊之間應(yīng)采用砂漿填充飽滿，黏結(jié)牢固。

3.3 漿砌片石的技術(shù)要求

（1）片石應(yīng)分層自下向上依次進(jìn)行砌筑施工，使每個(gè)工作層包括2～3 層砌塊，并使每一工作層的水平縫偏差部大于2cm，且各工作層的豎縫應(yīng)相互錯(cuò)開≥2cm。

（2）選擇形狀較為方正、尺寸較大的硬質(zhì)塊石作為外圈的定位列石和轉(zhuǎn)角石，使相接的定位行列石、轉(zhuǎn)角石、里層砌塊之間相互咬接。砌縫寬度宜控制在40mm以內(nèi)，最好≤30mm。

（3）砌塊側(cè)面應(yīng)盡量平整，較大的砌塊應(yīng)使用于下層，當(dāng)縫較寬時(shí)，應(yīng)采用小石塊填塞空隙，但小片石的厚度不得高于砂漿砌縫的砂漿厚度。

4 涵洞結(jié)構(gòu)滑模澆筑施工

4.1 改善設(shè)計(jì)

基于大跨度鋼筋混凝土涵洞滑模澆筑施工的技術(shù)難點(diǎn)，結(jié)合依托工程在大跨度涵洞混凝土裝配式支模澆筑施工的實(shí)際情況，創(chuàng)新了涵洞混凝土滑模澆筑結(jié)構(gòu)，圖1 為涵洞混凝土滑模澆筑結(jié)構(gòu)。

圖1 涵洞混凝土滑模澆筑結(jié)構(gòu)

（1）在地基土體上澆筑涵洞底板，并在涵洞底板的兩側(cè)分別鋪設(shè)一條與現(xiàn)澆混凝土涵洞走向平行的撐柱滑軌；使撐柱滑軌與模板外撐柱底端的H 形柱底連接體連接，并在兩個(gè)鏡像相對(duì)的模板外撐柱的之間焊接水平方向的模板頂部撐梁。

（2）在現(xiàn)澆混凝土涵洞外部的模板外撐柱和模板頂撐梁面向涵洞側(cè)設(shè)置柱側(cè)節(jié)段梁和梁底節(jié)段梁；在涵洞側(cè)模和涵洞頂模的外側(cè)壁上分別設(shè)置側(cè)模連接體和頂模連接體，并使側(cè)模連接體和頂模連接體分別與柱側(cè)節(jié)段梁和梁底節(jié)段梁上的梁側(cè)滑槽連接。

（3）在涵洞側(cè)模和涵洞頂模的接縫處設(shè)置緊固角筋，并在梁底節(jié)段梁與頂模連接體、柱側(cè)節(jié)段梁與側(cè)模連接體之間分別設(shè)置模板緊固塊；在涵洞底板上自下向上依次設(shè)置內(nèi)撐底板、模板內(nèi)撐柱和模板內(nèi)撐梁，并使模板內(nèi)撐柱的兩端分別與相接的內(nèi)撐底板和模板內(nèi)撐梁垂直焊接連接。

（4）通過內(nèi)?？匚凰攭簲D闊體連板，進(jìn)而限定第一內(nèi)模與第二內(nèi)模的連接密閉性；采用外部混凝土灌注設(shè)備分段進(jìn)行涵洞側(cè)板和涵洞頂板的混凝土澆筑施工。

4.2 特點(diǎn)分析

（1）涵洞混凝土滑模澆筑結(jié)構(gòu)的模板外撐柱及模板頂撐梁可沿?fù)沃壱苿?dòng)，降低了外部支撐移動(dòng)的難度性，增強(qiáng)了支撐結(jié)構(gòu)的整體性；同時(shí)，在涵洞頂模和涵洞側(cè)?？裳亓旱坠?jié)段梁和柱側(cè)節(jié)段梁移動(dòng)，減小了外側(cè)支撐移動(dòng)的次數(shù)，提高了施工效率。

（2）涵洞混凝土滑模澆筑結(jié)構(gòu)可通過內(nèi)?？匚凰攭簲D闊體連板及楔形擠闊體，實(shí)現(xiàn)了涵洞內(nèi)模的快速頂壓定位；同時(shí)，楔形擠闊體橫斷面設(shè)計(jì)成等腰梯形，可在涵洞混凝土澆筑施工完成后，通過內(nèi)?？匚凰ɡ?，降低了內(nèi)模拆除施工的難度。

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例

（1）涵洞底板采用2mm 厚的鋼板軋制成矩形和長(zhǎng)方形。

（2）撐柱滑軌的上表面設(shè)置橫斷面呈倒“T”形的滑槽，滑槽的寬度為20cm、高度為10cm，采用10mm 的鋼板軋制而成，平行于現(xiàn)澆涵洞設(shè)置，且長(zhǎng)度與涵洞長(zhǎng)度相同。

（3）模板外撐柱用于對(duì)模板結(jié)構(gòu)體系提供外部支撐，采用H 型鋼或工字鋼或鋼板軋制而成；在模板外撐柱的底端垂直焊接柱底連接體，并使柱底連接體采用與模板外撐柱相同的材料軋制而成，橫斷面呈“工”字形。

（4）模板頂撐梁橫斷面呈“工”字形或矩形，采用工字鋼或H 型鋼軋制而成，兩端與模板外撐柱焊接連接。

（5）柱側(cè)節(jié)段梁和梁底節(jié)段梁均采用鋼板軋制而成，在柱側(cè)節(jié)段梁和梁底節(jié)段梁上均焊接水平向的梁側(cè)滑槽；梁側(cè)滑槽橫斷面呈“T”形，寬度為100mm、長(zhǎng)度與柱側(cè)節(jié)段梁長(zhǎng)度相同，高度為5cm。

（6）涵洞側(cè)模和涵洞頂模均采用厚度和強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的鋼模板或合金模板軋制而成。

（7）頂模連接體和側(cè)模連接體橫斷面呈“工”字形，采用厚度不小于8mm 的鋼板軋制而成，相接個(gè)板塊之間通過焊接連接。

（8）在緊固角筋、涵洞側(cè)模和涵洞頂模上均設(shè)置與角筋緊固栓連接的螺孔；緊固角筋橫斷面呈“L”形，采用強(qiáng)度和厚度滿足承載要求的鋼板軋制而成，并在角筋上設(shè)置與角筋緊固栓連接的孔道；角筋緊固栓采用直徑10mm 的高強(qiáng)度螺栓。

（9）模板緊固塊采用鋼板或型鋼軋制而成楔形或方形。

（10）內(nèi)撐底板采用強(qiáng)度滿足要求鋼板軋制成長(zhǎng)條狀或帶狀，寬度為20~30cm。

（11）模板內(nèi)撐柱和模板內(nèi)撐梁均采用H 型鋼或工字鋼軋制而成，在模板內(nèi)撐柱與模板內(nèi)撐梁上分別設(shè)置與內(nèi)?？匚凰ㄟB接的螺孔；內(nèi)模控位栓采用直徑50mm 或60mm 的螺桿軋制而成。

（12）第一內(nèi)模和第二內(nèi)模均采用厚度為3~5mm的鋼模板軋制而成，并使第二內(nèi)模的橫斷面設(shè)計(jì)呈“L”形。

（13）彈性連接筋采用直徑不小于30mm 的彈簧。

（14）楔形擠闊體的橫斷面呈等腰梯形，厚度和材料與鋼模板相同。

（15）涵洞側(cè)板和涵洞頂板均采用強(qiáng)度等級(jí)為C35的混凝土材料澆筑、縱橫向鋼筋的直徑均為25mm。

（16）限位擋板采用鋼板或鐵板軋制而成，橫斷面呈L 形，與內(nèi)?？匚凰ê附舆B接。

5 結(jié)語

大跨度鋼筋混凝土涵洞在施工時(shí)，常存在模板支設(shè)難度大且拆除困難、模板結(jié)構(gòu)滑移控制難等問題，影響了工程施工質(zhì)量和效率。文章基于大跨度鋼筋混凝土涵洞滑模澆筑施工過程中的難點(diǎn)問題，結(jié)合馬槽仔隧道連接段工程實(shí)際情況，開展了大跨度涵洞混凝土裝配式模板滑模澆筑技術(shù)研究，得到以下結(jié)論。

（1）大跨度鋼筋混凝土涵洞現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：模板支設(shè)難度大、模板拆除困難、大跨度涵洞裝配式滑?，F(xiàn)場(chǎng)定位困難等方面。

（2）系統(tǒng)分析了涵洞基底片石處理技術(shù)，提出了大跨度鋼筋混凝土涵洞滑模澆筑施工結(jié)構(gòu)，闡明了大跨度鋼筋混凝土涵洞滑模澆筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和實(shí)施方式。