高速鐵路路基涵洞施工技術(shù)探討

摘要：隨著我國(guó)鐵路特別是高速鐵路的迅速發(fā)展，施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，迫切需要我們?cè)谑┕ゎI(lǐng)域不斷創(chuàng)新，結(jié)合路基工程施工實(shí)踐，努力探索新的施工技術(shù)，總結(jié)新的施工工藝，應(yīng)用新的建筑材料。文章結(jié)合津秦鐵路客運(yùn)專線二分部路基涵洞設(shè)計(jì)要求和具體施工情況、施工程序、施工方法介紹了現(xiàn)代高速路基涵洞施工技術(shù)，以便更好地服務(wù)于高速鐵路建設(shè)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；涵洞工程；施工方法；基坑防水；臺(tái)背回填

中圖分類號(hào)：U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）07-

1 涵洞工程概述

新建鐵路天津至秦皇島客運(yùn)專線設(shè)計(jì)時(shí)速為350公里，年客運(yùn)輸送能力8000萬人?？瓦\(yùn)專線II標(biāo)段二分部的DK88+915.93～DK89+991.89段為軟土地基路堤區(qū)段，路堤上采用了II型無砟軌道，其區(qū)間段設(shè)有三座涵洞，分部是DK89+134.00框構(gòu)小橋、DK89+404.00框架箱涵以及DK89+727.60框構(gòu)中橋。其中DK89+134.00框構(gòu)小橋位于R=9000m曲線及i=0.6‰坡道上，津秦正線線路法線與框構(gòu)軸線夾角θ=33.32°，基坑實(shí)際開挖深度超過6.0m，最大開挖深度達(dá)到6.5m，為三個(gè)涵洞中夾角最大，開挖深度最深，施工難度最高的涵洞。本文以DK89+134.00框構(gòu)小橋施工為范例，結(jié)合其它兩個(gè)涵洞施工的共性特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

2 施工程序

施工程序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→測(cè)量放樣→基坑開挖→基礎(chǔ)砼澆筑（分兩次1～7.78m進(jìn)行）→底板和墻身C45砼澆筑（分兩次1～7.78m進(jìn)行）→八字墻施工→邊墻施工→帽石C30砼澆筑→回填路面→檢驗(yàn)驗(yàn)收。

3 施工方法

3.1 基坑開挖

相比于普通的承臺(tái)基坑開挖施工，DK89+134.00框構(gòu)小橋復(fù)雜的平面形狀、高低不一的基底標(biāo)高、較大的開挖深度和廣度以及流塑性強(qiáng)的土質(zhì)（涵址處原為一排水主溝渠），都對(duì)其基坑支護(hù)開挖施工提出了更高的技術(shù)要求。

面對(duì)DK89+134.00框構(gòu)小橋苛刻的基坑開挖施工環(huán)境，大橋局二分部技術(shù)管理人員根據(jù)以往承臺(tái)、涵洞基坑支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，結(jié)合DK89+134.00框構(gòu)小橋自身實(shí)際，提出了鋼板樁+型鋼雙層支護(hù)、平面分區(qū)分層分級(jí)開挖的施工方法，成功解決了基坑支護(hù)開挖施工坑壁穩(wěn)定的問題。

支護(hù)開挖方法概述如下：

3.1.1 支護(hù)?？驑?gòu)小橋全橋結(jié)構(gòu)輪廓線外圍15cm處整體插打拉森IV型鋼板樁支護(hù)，對(duì)于開挖深度達(dá)5.5m的擋墻區(qū)域采用長(zhǎng)為12m的鋼板樁，對(duì)于開挖深度為4.0m的橋身主體區(qū)域采用長(zhǎng)為9.0m的鋼板樁，鋼板樁保證鎖口閉合。

3.1.2 支護(hù)加固。在鋼板樁外圍約3.0m放坡開挖處再插打一排型鋼支護(hù)，在型鋼與內(nèi)側(cè)的鋼板樁支護(hù)之間拉設(shè)鋼絲，使兩排支護(hù)整體受力。

3.1.3 分區(qū)分層分級(jí)開挖。依據(jù)DK89+134框構(gòu)小橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將開挖區(qū)域分為四個(gè)擋墻和一個(gè)主體共五大塊，先整體分層向下開挖三層，每層開挖深度0.70m，開挖過程中將外露的PHC管樁樁頭及時(shí)截除，再依據(jù)開挖分區(qū)進(jìn)行分級(jí)開挖，每級(jí)高1.0m、寬5.0m，每級(jí)界線處均采用長(zhǎng)為9.0m的I32a進(jìn)行支護(hù)，同時(shí)將外露的PHC管樁樁頭及時(shí)截除。

3.1.4 放坡開挖。開挖至一定深度后，再在鋼板樁支護(hù)外圍進(jìn)行放坡開挖，及時(shí)截除外露樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并對(duì)PHC管樁樁頭進(jìn)行混凝土封堵。采用挖掘機(jī)開挖放坡，基礎(chǔ)開挖底寬為涵洞混凝土基礎(chǔ)寬度兩邊各加1m，用于施工作業(yè)空間。

3.1.5 基底處理。按設(shè)計(jì)要求基地墊層鋪設(shè)0.5m，并讓實(shí)驗(yàn)室對(duì)基底進(jìn)行承載力試驗(yàn)確認(rèn)其滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 涵體施工

3.2.1 測(cè)量?；昨?yàn)槽合格后，測(cè)量人員用全站儀放樣出涵洞中心軸線、邊線，及擋墻基

礎(chǔ)線。

3.2.2 鋼筋工程。

（1）涵洞施工所用鋼筋原材原材料進(jìn)場(chǎng)后，首先檢驗(yàn)進(jìn)場(chǎng)材料的等級(jí)、規(guī)格和產(chǎn)品外觀，檢查無誤后再檢驗(yàn)其出廠質(zhì)量合格證書和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告單，無合格證書和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告單的應(yīng)不予驗(yàn)收。進(jìn)場(chǎng)材料驗(yàn)收合格后，按材料的不同種類、型號(hào)、規(guī)格、等級(jí)及生產(chǎn)廠家分別堆存，不得混雜，并設(shè)立識(shí)別標(biāo)志，材料宜堆存在倉庫（棚）內(nèi)，鋼筋露天堆置時(shí)，應(yīng)墊高并加遮蓋，以防淋雨銹蝕和其他污染，影響鋼筋質(zhì)量。

（2）鋼筋進(jìn)場(chǎng)時(shí)，本部試驗(yàn)人員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理共同對(duì)鋼筋按規(guī)范要求和頻率抽取鋼筋樣品，進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，并同時(shí)應(yīng)進(jìn)行見證試驗(yàn)。鋼筋試樣的力學(xué)性能達(dá)到規(guī)范要求時(shí)方可使用，否則應(yīng)清除出場(chǎng)，嚴(yán)禁使用。

（3）鋼筋加工在平臺(tái)上進(jìn)行，加工成型的材料按有關(guān)規(guī)定要求擺放、保護(hù)。鋼筋調(diào)直和清除污銹應(yīng)符合下列要求：鋼筋的表面應(yīng)潔凈，使用前應(yīng)將表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈。鋼筋應(yīng)平直，無局部彎折，成盤的鋼筋和彎曲的鋼筋均應(yīng)調(diào)直。采用冷拉方法調(diào)直鋼筋時(shí)，I級(jí)鋼筋的冷拉率不宜大于2%；HRB335牌號(hào)鋼筋的冷拉率不宜大于1%。

（4）鋼筋接頭采用搭接電弧焊時(shí)，兩根鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè)，使兩接合鋼筋軸線一致。接頭雙面焊縫的長(zhǎng)度不應(yīng)小于5d，單面焊縫的長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d（d為鋼筋直徑）。焊縫須達(dá)到飽滿，焊完后焊渣敲除干凈。

（5）受力鋼筋焊接接頭應(yīng)設(shè)置在內(nèi)力較小處，并錯(cuò)開布置，對(duì)于焊接接頭，接頭長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不得有兩個(gè)接頭，配置在接頭長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)的受力鋼筋，其接頭的截面面積不能大于總截面面積的50%。

（6）鋼筋綁扎時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)需有控制設(shè)備，保證鋼筋綁扎間距符合規(guī)范要求。

3.2.3 模板工程。

（1）頂板模板采用2㎝厚竹膠板，模板采用加條木骨肋。肋木采用10×10cm方木做橫向肋骨，橫向肋骨間距為50cm，縱向設(shè)置三層肋骨，保證模板具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，外面支撐采用鋼管支架搭設(shè)斜撐支護(hù)。

（2）模板接縫采用泡沫條塞填密實(shí)，并用膩?zhàn)庸纹剑谀０灏惭b前要把模板表面的附著物清理干凈，并涂刷脫模劑。

（3）調(diào)整好模板后，重新進(jìn)行中線和尺寸復(fù)核，合格后方可澆筑混凝土。

3.2.4 混凝土工程。

（1）混凝土施工前認(rèn)真檢查模板內(nèi)存有的雜物，并清理干凈。

（2）混凝土由混凝土工廠生產(chǎn)供應(yīng)，當(dāng)混凝土到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，檢查其坍落度、均勻性等指標(biāo)，合格后方可使用?；炷琳駬v采用插入式振搗器，混凝土振搗應(yīng)充分密實(shí)為止。密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿現(xiàn)象為止。

（3）采用插入式振搗器，混凝土振搗應(yīng)充分密實(shí)為止，做到快插慢拔。密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿現(xiàn)象為止。

（4）涵洞洞身采用分段一次澆灌成形的施工方法。在施工涵身混凝土?xí)r，按工程施工進(jìn)度要求，配備相應(yīng)的人力下到涵身內(nèi)對(duì)混凝土進(jìn)行振搗。混凝土按一定厚度、順序和方向分層澆筑?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷時(shí)，其間斷時(shí)間應(yīng)不大于前層混凝土的初凝時(shí)間或能重塑的時(shí)間，并且不能形成明顯的施工冷縫。

（5）混凝土基礎(chǔ)澆筑時(shí)，至少做三組混凝土試塊。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%時(shí)，方可進(jìn)行下道工序鋼筋、模板的安裝。

（6）混凝土初凝后，用土工布覆蓋，并將其灑水濕潤(rùn)，保持養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。達(dá)到終凝時(shí)間時(shí)，就要對(duì)其覆蓋土工布進(jìn)行澆水保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水在滿足要求的基礎(chǔ)上按就近取材為原則。

3.2.5 沉降縫。按設(shè)計(jì)位置設(shè)置，做到兩端豎直、平整，上下貫通，沉降縫的填塞要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.3 防水

3.3.1 在涵洞主體施工完成后，在涵洞主體涂刷基層處理劑，用M10水泥砂漿填塞緊密。

3.3.2 涵洞伸縮縫處防水處理：伸縮縫處在墻體的內(nèi)側(cè)，用M10的水泥砂漿填塞，墻體的外側(cè)用瀝青浸制的麻絮填塞，麻絮要嵌入墻體內(nèi)2cm。麻絮填塞完成以后，外貼一層瀝青浸制的麻布一層。麻絮填塞范圍與麻布防水范圍為涵洞單條伸縮縫的整長(zhǎng)。

3.3.3 涵洞整體防水：涵洞整體防水自頂板頂面至頂板底面以下20cm，兩側(cè)邊墻外面涂熱石棉瀝青兩層。

3.4 臺(tái)背回填

涵身混凝土模板拆模后，先清除基坑內(nèi)的碎木屑、垃圾及表面虛土?；紫葹⑺疂?rùn)濕，再用小型沖擊式夯實(shí)機(jī)夯實(shí)。然后分層回填，壓實(shí)機(jī)械用小型沖擊式夯實(shí)機(jī)時(shí)，每層松鋪厚度為15cm，分層壓實(shí)度須達(dá)到96%以上。涵洞臺(tái)背回填填料最大粒徑不超過5cm，每側(cè)寬度不小于2倍孔徑長(zhǎng)度。涵洞兩側(cè)對(duì)稱夯填，涵頂填土厚度大于1m時(shí)，方可允許施工機(jī)械通過，防止混凝土出現(xiàn)開裂等人為破壞。

4 結(jié)論與建議

（1）涵洞施工放樣后，結(jié)合實(shí)地對(duì)涵洞的功能進(jìn)行確認(rèn)，對(duì)于過水涵洞要實(shí)測(cè)進(jìn)出口原地面標(biāo)高，與設(shè)計(jì)涵洞進(jìn)出口標(biāo)高進(jìn)行比較，確保流水順暢，對(duì)于交通涵，確保涵洞與既有道路中心要一致。

（2）基礎(chǔ)開挖較深時(shí)（≥2m），要考慮基坑的放坡，必要時(shí)進(jìn)行支護(hù)。開挖過程中，基坑有水的，要設(shè)置積水坑及時(shí)將滲水排除。基坑開挖后及時(shí)進(jìn)行基底承載力的檢查，并及時(shí)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)代表和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確認(rèn)，合格后盡快進(jìn)入下一工序；防止基坑暴露時(shí)間過長(zhǎng)；現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)不符的應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)人員并做好記錄，根據(jù)具體情況按變更程序處理。

（3）基礎(chǔ)與涵身必須按設(shè)計(jì)分段長(zhǎng)度設(shè)置沉降縫，并按要求進(jìn)行填充物的填塞，沉降縫勾縫采用平凹縫，為確保沉降縫的位置準(zhǔn)確，跨度≥3m的涵洞分節(jié)間隔澆注砼，涵洞的沉降縫必須垂直于結(jié)構(gòu)中線。

（4）框架涵分底板、墻身頂板兩次澆筑完成，施工時(shí)注意鋼筋搭接焊質(zhì)量；砼澆筑時(shí)，要注意保護(hù)鋼筋，鋼筋骨架發(fā)生位移及變形，及時(shí)糾正；施工縫要鑿毛清理干凈。

（5）框架涵身澆筑時(shí)，要水平分層對(duì)稱施工，每層厚度不大于30cm，防止對(duì)內(nèi)模造成偏壓；澆筑過程中要有專人負(fù)責(zé)振搗作業(yè)，杜絕漏搗、過搗情況發(fā)生。

（6）拆模后的砼要安排專人根據(jù)天氣情況采取覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（7）防水層要鋪設(shè)平整、順暢，瀝青涂刷飽滿、均勻。進(jìn)行涵背過渡段填筑時(shí)，按照涵路過度段填料要求施工，施工時(shí)要注意保護(hù)防水層。

（8）基坑和涵背填筑級(jí)配碎石，施工時(shí)劃線分層對(duì)稱進(jìn)行夯填，涵身兩側(cè)2m范圍內(nèi)的填筑不得用大型機(jī)械施工，采用人工配合小型機(jī)械的方法夯填密實(shí)；填筑過程中及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確保填筑壓實(shí)度。

（9）涵洞施工完成后，進(jìn)出口的改溝、改渠、改路要根據(jù)實(shí)地情況與既有溝、渠、路接順。

作者簡(jiǎn)介：南中全（1982-），男，山東無棣人，中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司助理工程師，研究方向：橋梁工程。

（責(zé)任編輯：周 瓊）